The Conversation – Seres humanos consomem 221 toneladas de carvão, 1066 barris de petróleo e 93000 metros cúbicos de gás natural por segundo.

Esses materiais eram incríveis para a revolução industrial que começou na Grã-Bretanha no século 18, e fez uso de “novas fontes de energia” como carvão e petróleo. Agora, entretanto, no começo do século 21, é hora de reavaliar essa noção de “nova energia”. Combustíveis fósseis não tem lugar em nenhuma solução sustentável de energia para o planeta a longo prazo. Eles precisam ser substituídos por fontes renováveis de energia. Mas quais?

Cedo ou tarde a humanidade precisará aceitar que a única solução energética de longo prazo é a energia solar. Isso é confirmado pela imensa quantidade de potencial de energia que o sol pode fornecer versus qualquer outro recurso renovável, como vento, nuclear, biomasssa ou geotérmica. Para colocar esses fatos em perspectiva: o potencial teórico da energia solar representa que há mais energia atingindo a superfície da Terra em 90 minutos (480 Exajoules, EJ) do que o consumo energético global em todo o ano de 2001 (430 EJ) com todos os outros recursos combinados.

A solução solar off-grid deve ser o futuro energético da África, por exemplo. Off-grid significa simplesmente um sistema instalado onde as pessoas não podem contar com uma infraestrutura remota, como conexão com uma linha de transmissão centralizada, e ao invés disso usam uma fonte autônoma de geração de energia. Esses tipos de sistemas são ótimos para pessoas que vivem em áreas rurais.

É claro que soluções de “energia sustentável” requerem uma abordagem multidisciplinar e expertise em áreas da Química, Biofísica, Biologia e Engenharia de Materiais. Novas tecnologias tentam ao máximo criar uma harmonia entre os diferentes recursos naturais e as ciências disponíveis.

Por exemplo, a fotossíntese é a solução da natureza para manter a vida e seu entendimento completo toca diversas disciplinas. A ciência pode aprender desse processo e fornecer uma solução sustentável de energia? Sim, através de um processo chamado fotossíntese artificial. Paineis fotovoltaicos em grande escala salpicam a paisagem de fazendas solares com seu aspecto escuro. Podemos imaginar células transparentes que parecem vidro sendo trazidas para a cidade? A resposta é: sim.

Diga sim ao sol, a energia sustentável

Energia é o recurso mais importante para a humanidade e a energia solar é o recurso energético. O sol como fonte de energia tem um grande número de vantagens: é abundante, essencialmente inesgotável, é uma energia sustentável e não discrimina ao proporcionar igualdade de acesso a todos.

Atualmente a Terra consome energia a uma taxa de aproximadamente 17,7 trilhões de watts (17 terawatt, TW) ao ano, que poderia chegar a 30 TW em 2050 se considerarmos um aumento populacional próximo ao de hoje. A energia solar irradiando a superfície da Terra é quase quatro ordens de magnitude maior do que a taxa de consumo da nossa civilização. Isso é obviamente mais do que o suficiente, se aproveitado adequadamente.

Em um cenário conservador, dos 120 000 TW que incidem na Terra e assumindo uma eficiência de apenas 10% do potencial de energia do solar cobrindo menos de 2% da superfície terrestre, teríamos cerca de 50 TW.

• A geração eólica fica entre 2-4 TW a 10m de altura;

• A energia nuclear ficaria com 8 TW, se construirmos uma usina a cada um dia e meio (e para sempre, devido a sua vida útil);

• A biomassa ficaria entre 5-7 TW, usando toda a área cultivável não aproveitada para alimentação;

• A fonte geotérmica fica com cerca de 12 TW de potencial de geração.

A solução deveria então ser bem clara: foco no sol, afinal nada mais alcança os números de consumo. A dupla solar e eólica têm sido considerada uma solução viável de energia sustentável em muitos lugares. O desafio, em muitas esferas já ultrapassado, é que a energia solar só é aproveitável uma vez convertida em formas úteis como calor, eletricidade e combustível.

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Novas tecnologias

Os paineis fotovoltaicos escuros, de silício cristalino, são a forma mais familiar de gerar eletricidade pelo sol. Um projeto que promete mudar o mercado são os paineis fotovoltaicos transparentes. Eles poderiam, então, substituir vidro normal em qualquer lugar que eles são encontrados. Em grandes prédios, por exemplo, os “paineis de vidro” colocados verticalmente podem literalmente abastecer o imóvel.

A empresa solar Onyx Solar já demonstrou um projeto conceito no qual instalou os “paineis de vidro” em 70 sistemas localizados em 25 países diferentes. Sua atual concorrente, Ubiquitous Energy, resolveu focar mais em dispositivos móveis. Em um celular, o conceito é que a tela de vidro se torne a fonte de energia, fazendo com que baterias sejam redundantes.

Em termos simples, fotossíntese é o processo onde plantas usam a energia do sol para desencadear reações químicas. Um dessas reações é quebrar moléculas de água em partes de oxigênio e hidrogênio que são liberadas na atmosfera.

A fotossíntese artificial é um processo que imita partes da fotossíntese natural de acordo com nossas necessidades, como por exemplo, para obter hidrogênio. Como o hidrogênio é considerado o combustível do futuro, existem muitas pesquisas que focam em capturar e converter a luz solar em energia com armazenamento de hidrogênio.

O futuro é solar!

• Paineis fotovoltaicos: o que vem por aí?

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