A energia solar é muitas vezes criticada pela sua baixa eficiência – tipicamente
apenas cerca de 10% da luz solar que atinge um comum painel solar comercial será
convertida em eletricidade.
Críticas
semelhantes são atribuídas aos biocombustíveis, que têm uma taxa de conversão
de energia solar-combustível inferior
a 2%. Mas como comparar essas eficiências com outras fontes de energia como o
petróleo?
Primeiro
consideremos o seguinte. Na realidade e apesar de tudo o que se possa dizer, apenas
existem três fontes primárias de energia: nuclear, geotérmica e solar (pode existir
uma pequena exceção que é a energia das marés, alimentada pelas forças
gravitacionais tanto do sol como da lua). A
energia solar é a fonte original da biomassa, da energia eólica, dos combustíveis
fósseis, e até mesmo da energia hidroelétrica. O
sol cria gradientes de temperatura na superfície da Terra, que geram o vento. A
fotossíntese da biomassa vegetal é produzida por fotões solares. É essa
biomassa que ficou enterrada ao longo de milhões de anos e que contribuiu para
a formação do petróleo que hoje se extrai do subsolo. As centrais hidroelétricas
aproveitam a energia potencial da água. Mas a água tem de surgir de alguma
forma. É
o sol que cria a água no estado líquido através da evaporação, que é
posteriormente libertada sob a forma de chuva.
Essas
“fontes” de energia - eólica, biomassa e hídrica - acabam por não ser
verdadeiramente fontes primárias de energia. São apenas maneiras diferentes de converter
a energia solar noutra forma.
Ao comparar estes tipos de energias, é importante pensar sobre a
eficiência com que cada tipo converte a energia solar noutra forma útil de
energia. Nos
casos da eólica, hídrica e solar, a forma utilizável de conversão é geralmente
eletricidade; com biomassa e petróleo, obtemos vários combustíveis líquidos que
podem ser usados para mover seu carro ou gerar eletricidade.
Sabemos
que a eficiência da conversão do painel solar é de, tipicamente, cerca de 10%,
e a eficiência de conversão de sol em biomassa é de aproximadamente 2%. Como se poderá constatar, estes
valores acabam por ser muito bons!
Vamos olhar
para os combustíveis fósseis, petróleo em particular. Apesar da existência de
uma teoria que sustenta a formação inorgânica do petróleo, a ciência continua a
explicar a formação deste hidrocarboneto de origem fóssil como o resultado da
evolução geológica do planeta. De uma forma simples, o petróleo resulta da
acumulação de matéria orgânica vegetal e animal ao longo de milhões de anos que
foi sendo coberta por formações rochosas sedimentares cujo peso conjugado com o
calor da terra, formou a matéria negra e
viscosa a que chamamos crude ou simplesmente petróleo. Embora existam registos
da utilização de uma matéria escura e pastosa na construção de estradas e
impermeabilizações ou até mesmo para queima que remontam a 4000 a.c., a era
moderna da exploração de petróleo inicia-se em 1859, na Pensilvânia (EUA).
Certo é que o “ouro negro” como é hoje designado, se manteve “escondido”
durante dezenas de milhões de anos no interior da terra, mais ou menos próximo
da superfície. É pelo facto de demorar todo este tempo a formar-se que o
petróleo “encaixa” nas designadas fontes energéticas não renováveis.
Abundante e energeticamente denso,
o petróleo permitiu ao mundo desenvolver-se e produzir coisas incríveis. E
todos nós consideramos que os combustíveis fósseis, incluindo o petróleo, como
fonte de energia, são eficientes. Mas,
estes são, na verdade, utilizados como uma forma secundária de energia.
Vamos observar as taxas de eficiência de cada
etapa da “produção” de petróleo:
-
Primeiro, é necessário luz solar para fazer crescer as plantas (matéria orgânica)
através da fotossíntese, num processo de baixa eficiência (1,7%)*.
-
Apenas uma escassa percentagem destas plantas (2%)*, ficou “aprisionada” no
subsolo da Terra e contribuiu para a formação do petróleo.
-
Cerca de 74%* desta biomassa “aprisionada” se transformou em petróleo.
- Apenas cerca
de 2,8%* do petróleo formado ficou em jazidas acessíveis e exploráveis.
-
Aproximadamente 25%* desse petróleo é recuperável pelo ser humano.
-
Cerca de 90% do petróleo extraído é refinado em produtos petrolíferos –
incluindo combustíveis - uma vez que cerca de 10% é absorvido no processo de
extração e da própria refinação.
-
Finalmente, os motores de combustão interna possuem cerca de 20% de eficiência.
Fazendo
algumas contas com base nestes números conclui-se que o petróleo enquanto fonte
de energia e desde a conversão de energia solar noutra forma de energia (mecânica,
eletricidade ou calor) possui uma eficiência de apenas 0,000003%.
Dito de outra forma, se quisermos 1 Watt de energia a partir de
painéis solares fotovoltaicos dos que atualmente de vendem, precisamos de cerca
de 10 Watt de luz solar. Se
quisermos 1 Watt de energia a partir de biomassa, vamos necessitar de cerca de
50 Watt de luz solar. E
se pretendermos 1 Watt de energia a partir do petróleo, necessitamos de mais
de três milhões de Watt de luz solar.
Felizmente, hoje em dia já não precisamos apenas no processo natural "terrestre" de formação de combustíveis. Temos,
ainda, alguma abundância de petróleo armazenado na crosta, mas cada vez mais
caro de extrair. Quando este petróleo acabar temos maneiras de produzir
combustíveis sintéticos usando biomassa bem mais eficientes do que a forma
como o faz a Terra naturalmente. O
petróleo é abundante, por agora, mas
como se vê, a energia solar e da biomassa são muito mais eficientes.
(*)
Referência: “Burning Buried Sunshine: Human Consumption of Ancient Solar Energy” - Jeffery
Duke.
Mesmo considerando outros valores típicos de eficiência por consulta de outras fontes, a ordem de grandeza concluída nesta abordagem não se altera significativamente.
