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O Que Pode Causar Problemas no Fluxo de Energia?

Desde o advento da era industrial em meados do século XIX, a humanidade tem aumentado seu consumo de energia de múltiplas formas para responder à crescente complexidade das sociedades (indústria, transporte, aquecimento, eletricidade, etc.). ..). Este desenvolvimento só foi possível graças ao uso maciço dos chamados combustíveis fósseis, principalmente carvão e petróleo.

A Crescente Demanda de Energia

A história da humanidade e a da conquista da energia são inseparáveis. No início, as necessidades eram modestas: aquecer, cozinhar e provavelmente acender. A energia está relacionada principalmente ao controle do fogo. Então, as sociedades em desenvolvimento foram rapidamente levadas a usar outras formas de energia.

Primeiro de tudo, a força humana e o poder animal para a construção, o transporte de vários materiais, os deslocamentos, a agricultura … A navegação também é um passo importante, pois, além da energia humana dos remadores, o uso do vento se torna essencial por séculos. Os moinhos hoje também usam essa energia.

Na metade do século 19, o advento e desenvolvimento da civilização industrial através do uso de máquinas testemunhou a exploração de novas fontes de energia, principalmente a do vapor (relacionado ao fogo), e então a eletricidade finalmente trouxe os chamados combustíveis fósseis, ou seja, principalmente carvão e petróleo (mais tarde gás).

Estes últimos permitem conceber veículos autônomos que transportem a sua própria fonte de energia (locomotivas, carros e aviões). Durante o século 20 até os dias atuais, as necessidades energéticas da humanidade está crescendo quase exponencialmente. A eletricidade tornou-se uma energia essencial para a indústria e para nossos usos domésticos.

Conceito e Importância da Energia

Na linguagem cotidiana, a noção de energia refere-se a qualquer coisa que possa produzir uma ação, um efeito, um movimento … Por exemplo, não dizemos que alguém que não é muito dinâmico não tem energia?

Para os físicos, a energia é uma quantidade bem identificada e quantificada (medida em joules ou calorias), mas não deve ser confundida com energia, embora esteja diretamente conectada a ela. Para dar um exemplo da vida cotidiana: um aquecedor elétrico de 1 quilowatt (1000 watts) que aquece por 1 hora fornece 1 quilowatt-hora (kWh) de energia térmica.

A energia pode ser de várias formas: energia elétrica, mecânica, cinética, química, etc … As fontes também são muito diversas (energia solar, eólica, hidráulica, nuclear, etc …). No processo de transformação, a energia é conservada se também se considera perdas, na forma de calor, devido a várias causas. Note de passagem que o calor é uma forma degradada de energia porque não pode ser completamente transformada em outra energia.

No preâmbulo, é necessário saber que o atual consumo mundial de energia é da ordem de 400 toneladas de óleo equivalente por segundo! É uma energia absolutamente considerável que não para de crescer. Importantes etapas tecnológicas marcam essa curva (motor elétrico, carro, eletrônica, etc …).

Quase 20% da energia consumida no mundo está em forma elétrica e uma parcela significativa da energia primária é convertida em eletricidade. É considerada uma energia “nobre”, porque a capacidade de transporte de longa distância e a multiplicidade de seus usos tornam indispensável para a sociedade moderna em todas as áreas de suas atividades.

Em todos os países do mundo a eletricidade é distribuída na forma de voltagens AC, as únicas permitindo o aumento ou o abaixamento da tensão por meio de transformadores . Em particular, a transmissão de eletricidade a longa distância só pode ser feita elevando a tensão para centenas de milhares de volts, para reduzir a intensidade da corrente nas linhas e, portanto, as perdas.

Por outro lado, a eletricidade sofre uma séria desvantagem: não é facilmente armazenável em grandes quantidades que, entre outras coisas, dificulta o desenvolvimento de carros elétricos forçados a transportar baterias volumosas e pesadas, apesar de alguns progressos desde as baterias de chumbo históricas ainda usadas em nossos veículos, mas não para tração …

O armazenamento de eletricidade representa um problema real quando se trata de energia renovável nem constante nem contínua (solar, eólica, corrente marinha, etc …).

Perdas no Fluxo de Energias Renováveis

Energias Renováveis
Energias Renováveis

O problema de armazenamento de eletricidade surgiu quando foi produzida a eletricidade a partir de energia solar e eólica, principalmente energias irregulares ou imprevisíveis. A eletricidade de fato pode ser armazenado em forma elétrica apenas em quantidades muito pequenas (capacitores).

Deve ser transformado em outra energia que possa restaurá-lo sem muita perda: química (diferentes tipos de baterias); químico com decomposição de água em hidrogênio e retorno às células de combustível; mecânica por rotação de um volante; mecânica com compressão de gás ou transformação de energia potencial, o bombeamento de água em um tanque e mais ou menos retorno pela água que cai em turbinas alternadores de condução.

Neste último temos exatamente o mesmo princípio que a das barragens. Isso é chamado estação de transferência de energia bombeada. Este método parece ser o mais promissor para grandes instalações de armazenamento, permitindo a reinjeção na rede geral nos horários de pico.

Perda no Fluxo de Energias Não-Renováveis

Energias Não-Renováveis
Energias Não-Renováveis

Energias não-renováveis são formados pela transformação da matéria orgânica depositada em camadas geológicas por milhões de anos, excedendo em muito nossa escala humana de tempo! Nós devemos perceber que a sua exploração empobrece permanentemente nosso planeta e que eles não estarão mais disponíveis para nossos descendentes que terão que se defender por si mesmos.

Além disso, uma vez que é de carbono e hidrocarbonetos, o seu uso generalizado como combustível provoca a libertação de grandes quantidades de CO² o aumento da concentração deste gás na atmosfera por causa do processo de absorção naturais (vegetação, os oceanos ) já não são suficientemente eficazes. Esses combustíveis são em grande parte responsáveis pelo efeito estufa.

Cerca de 40% da eletricidade mundial é produzida a partir de usinas a carvão. Estima-se que suas reservas ainda possam cobrir as necessidades da humanidade por um século … Por outro lado, emite muitos poluentes.

Isso não é uma boa notícia para o planeta porque o carvão emite muito dióxido de carbono e está, portanto, ativamente envolvido no aquecimento global!  Existem projetos de captura de CO², mas, infelizmente, ainda estamos muito longe da implementação generalizada.

Desde o início do século 20, o petróleo é visto como uma matéria-prima estratégica. Ao longo do último século, constitui uma energia barata na qual repousa a sociedade de consumo que conhecemos.

Sua exploração e seus usos múltiplos não cessarão de se desenvolver durante o último século, dando origem a conflitos militares e econômicos, devido à sua importância primordial para a economia mundial e à sua distribuição muito desigual na superfície do globo.

O gás natural é também uma mistura de hidrocarbonetos, com predominância de metano cuja origem fóssil é a mesma do petróleo . Ele freqüentemente o acompanha em seus depósitos. Os métodos de exploração por poços para alcançar as camadas geológicas dos reservatórios de gás são, portanto, semelhantes.

Durante muito tempo, só o petróleo foi explorado e só em 1950 o gás começou a despertar algum interesse com uma exploração que realmente cresceu nos anos sessenta.

Energia nuclear é uma energia não renovável um tanto incomum que só poderia ser explorada após a descoberta da radioatividade e a propriedade de certos núcleos atômicos para quebrar, sob certas condições, liberando energia considerável.

Este é o caso de átomos de urânio 235 que sofrem fissão quando são bombardeados com nêutrons, emitindo outros nêutrons. Este processo de reação em cadeia pode dar origem a uma arma temida (bomba atômica) ou a um reator nuclear se a reação for controlada.

A parte da eletricidade nuclear no mundo é da ordem de 12% com uma grande exceção francesa cuja eletricidade é 75% nuclear. O impacto no meio ambiente e na vida pode ser dramático e muito duradouro (Chernobyl/1986 e Fukushima/2014).

Energia Nuclear
Energia Nuclear

O problema de descartar ou armazenar resíduos com radioatividade de longo prazo também não é resolvido. Usinas nucleares não emitem CO², mas não estão isentas de impactos ambientais, como o aquecimento dos rios cuja água é usada para resfriar as usinas.

Os minérios de urânio em si não estão em quantidades ilimitadas na crosta terrestre. As reservas conhecidas permitiriam que os reatores operassem por quase um século (as maiores reservas estão na Austrália, com 30% das reservas mundiais), mas esse número não tem muita importância porque outros reatores podem ser considerados no mundo. futuro.

Para mencionar apenas isso, o setor de tório (outro metal radioativo) seria capaz de operar por vários séculos, sendo o tório mais abundante que o urânio, mas isso exigiria recalcular totalmente novos reatores adaptados, gerando custos proibitivos para a indústria. energia nuclear.

Perspectivas de Futuro

É muito arriscado chegar a conclusões definitivas sobre a escolha desta ou daquela energia. Cada um tem suas vantagens e desvantagens. O senso comum sugere diversificá-los e favorecer aqueles que são produzidos localmente.

Mas a escolha da energia no futuro também dependerá muito das nossas escolhas de sociedade, sociedade sóbria ou sustentabilidade da sociedade de consumo com saque dos recursos do planeta …

A emergência climática provavelmente exigirá que reduzamos o máximo possível o uso de combustíveis fósseis o mais rápido possível. Especialistas continuam tocando o alarme e as ameaças em nosso planeta se tornam cada vez mais precisas.

Lembre-se que a melhor energia é certamente a que não consumimos, convite claro para a sobriedade e empoderamento individual e coletivo …

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