Na década de 1970, o mundo enfrentou sua primeira crise do petróleo. Naquela época, os combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás natural) forneciam cerca de 80% da energia consumida globalmente. Hoje, apesar da grande expansão das energias eólica e solar fotovoltaica, esse percentual caiu muito pouco, situando-se em torno de 75%.
As fontes fósseis, apesar de contribuírem fortemente para o aquecimento global, além de produzirem poluição e chuva ácida, ainda dominam a matriz energética. Por quê?
Uma das razões é que carvão, petróleo e gás natural são fontes que garantem geração de eletricidade ininterrupta, 24 horas por dia, sete dias por semana (24/7). Já as fontes renováveis, como a eólica e a solar, são intermitentes. Em regiões favoráveis, como o Nordeste do Brasil, a energia eólica gera eletricidade em apenas 43% das horas do ano, enquanto a solar, em cerca de 22%.
Isso significa que, sem avanços tecnológicos significativos, essas fontes continuarão sendo complementares e dificilmente substituirão a principal fonte atual, a menos que seja construída uma "global supergrid" (super-rede global) de ultra-alta voltagem, conectando os países produtores de energia eólica e solar fotovoltaica em todos os continentes. Embora essa solução pudesse até contribuir para a paz mundial, seu custo seria de dezenas de trilhões de dólares.
Para substituir as fontes fósseis de vez e contribuir para desacelerar a gravíssima crise ambiental atual, uma nova fonte energética principal deverá ser: renovável, abundante em várias regiões ao redor do planeta e capaz de operar no regime 24/7.
A Otec (conversão de energia térmica oceânica) como solução
Há mais de uma década, usinas piloto no Havaí, Okinawa, Índia e Malásia operam gerando eletricidade de forma contínua a partir da diferença de temperatura, igual ou superior a 20 ºC, entre as águas superficiais aquecidas pelo sol e as águas profundas, que permanecem frias. Trata-se da tecnologia Otec (ocean thermal energy conversion, ou conversão de energia térmica oceânica em português).
Os oceanos da faixa tropical, de ~20ºS até ~20ºN, funcionam como gigantescos coletores e armazenadores de energia limpa e, diariamente, absorvem radiação solar equivalente a 170 bilhões de barris de petróleo.
Como funciona uma usina Otec de ciclo fechado híbrida?
A água oceânica superficial, aquecida pelo sol, é mais leve, permanece na superfície e abastece o evaporador da usina. Enquanto a água fria e densa fica estabilizada no fundo dos oceanos, e é bombeada, de uma profundidade de cerca de 1 quilômetro, ao condensador. A usina utiliza um ciclo termodinâmico tipo Rankine Orgânico, com amônia como fluido de trabalho, e produz eletricidade limpa 24/7. A água quente vaporiza a amônia, e o vapor gerado aciona um turbo gerador que produz eletricidade. Em seguida, a amônia é resfriada e condensada pela água fria profunda, retornando ao estado líquido e reiniciando o ciclo. Uma Otec híbrida tem dispositivos adicionais, e também utiliza as águas, morna a cerca de 22 °C, e fria a cerca de 9 °C, das saídas do evaporador e do condensador, respectivamente.
Os principais fatores a serem considerados na escolha de um local para uma usina Otec são:
