Em um mundo em aquecimento, a transição dos combustíveis fósseis para a energia renovável está crescendo. A capacidade global de geração de energia renovável está se expandindo mais rapidamente do que em qualquer outro momento nos últimos trinta anos, de acordo com a Agência Internacional de Energia (IEA). A agência prevê (link fora de ibm.com) que, até 2025, a energia renovável ultrapassará o carvão e se tornará a principal fonte de eletricidade do mundo. A geração de energia eólica e solar fotovoltaica (PV) está prevista para superar a geração de energia nuclear em 2025 e 2026, respectivamente. E até 2028, 68 países (link fora de ibm.com) terão as energias renováveis como sua principal fonte de energia.
A aceleração na geração de energia limpa e renovável não poderia vir em melhor hora para os formuladores de políticas e defensores preocupados com as mudanças climáticas causadas pelas emissões de gases de efeito estufa.
Na Conferência sobre Mudanças Climáticas da ONU de 2023 (COP28), os governos estabeleceram a meta de triplicar a capacidade global de energias renováveis até 2030. Isso, idealmente, ajudará a promover a descarbonização, mitigar as mudanças climáticas e alcançar neutralidade de carbono, segundo a IEA (link fora de ibm.com).
Para desenvolver a tecnologia de energia renovável, os governos estão recorrendo a várias medidas de políticas públicas. O Plano Industrial do Green Deal da União Europeia, os Incentivos Vinculados à Produção (PLI) da Índia e o Inflation Reduction Act (IRA) nos EUA são políticas destinadas a estimular ainda mais a integração da energia sustentável. Políticas econômicas de apoio na China aceleraram projetos de energia eólica onshore e solar fotovoltaica, ajudando o país a superar suas metas nacionais de 2030 anos antes do previsto. Isso é crucial para a meta de triplicar as energias renováveis mundialmente, já que a China é responsável por quase 60% de toda a nova capacidade global de energia renovável prevista para entrar em operação até 2028 (link fora de ibm.com). Além disso, a evolução das regulamentações sobre iniciativas ambientais, sociais e de governança (ESG) corporativas em todo o mundo está aumentando a demanda por energia renovável no setor privado, incentivando um maior crescimento.
Apesar das amplas medidas políticas, o apoio político geralmente varia em função do tipo de energia renovável em questão. Vamos dar uma olhada mais de perto em vários tipos de recursos de energia renovável e as tendências que estão tomando forma em cada categoria.
Em 2023, a energia solar fotovoltaica representou três quartos das adições de capacidade renovável em todo o mundo, de acordo com a IEA. O crescimento da capacidade originado tanto nas plantas em escala de serviços públicos quanto na adoção de sistemas fotovoltaicos distribuídos (geração de energia solar local em residências e empresas) representou a outra parte (link fora de ibm.com).
O contínuo apoio político dos governos ao redor do mundo continua sendo o principal impulsionador desse crescimento. Por exemplo, alguns formuladores de políticas incentivam a geração de energia renovável por indivíduos e empresas por meio de programas de medição líquida, que permitem que os clientes enviem o excesso de energia gerada de volta para as concessionárias em troca de créditos. Outros incentivos que encorajam a produção e o uso de energia solar incluem feed-in tariffs, créditos fiscais e leilões nos quais os fornecedores de energia solar competem no preço do mercado de energia para ganhar contratos.
A expansão da cadeia de fornecimento de energia solar fotovoltaica está permitindo a manufatura necessária para atender às demandas do setor em crescimento. Espera-se que uma maior capacidade de produção nos EUA, Índia e União Europeia ajude a diversificar a cadeia de fornecimento de energia solar fotovoltaica, mas a China continua dominando o setor. O país abrigava 95% das novas instalações de fabricação de tecnologia solar em 2022 (link fora de ibm.com). E os avanços na tecnologia solar fotovoltaica estão produzindo painéis solares mais leves, mais baratos e mais eficientes (link fora de ibm.com), o que continuará a aumentar a capacidade de geração ao longo do tempo.
Com base no Cenário de Neutralidade de Carbono até 2050 (NZE) da IEA, se as taxas de crescimento atuais forem mantidas até 2030, a energia solar fotovoltaica está "no caminho certo" para atingir uma capacidade de geração anual de aproximadamente 8.300 terawatts-hora (TWh) até o final da década (link fora de ibm.com). Além disso, espera-se que a energia solar fotovoltaica seja a principal fonte de energia na produção de hidrogênio de baixas emissões ou hidrogênio verde. O hidrogênio de baixas emissões (em contraste com o hidrogênio produzido com energia de combustíveis fósseis) pode potencialmente impulsionar maiores esforços de descarbonização (link fora de ibm.com) em empresas que vão desde a siderurgia até a produção de amônia, onde o hidrogênio é utilizado para fins industriais.
Assim como com a energia solar, as políticas públicas têm sido fundamentais para impulsionar a expansão da energia eólica, mas as projeções de crescimento variam por região. A China registrou um aumento de 66% na capacidade de energia eólica em 2023 e está no caminho para mais adições nos próximos anos. No entanto, o desenvolvimento de projetos tem sido mais lento do que o inicialmente esperado na Europa e na América do Norte. Projetos de energia eólica offshore foram especialmente vulneráveis: em 2023, apenas nos EUA e no Reino Unido, desenvolvedores cancelaram projetos offshore (link fora de ibm.com) com uma capacidade total de 15 gigawatts (GW).
Políticas públicas recentes podem ajudar a apoiar o setor durante este período desafiador. Em 2023, a União Europeia anunciou seu Plano de Ação para Energia Eólica, com medidas para melhorar os processos de licenciamento, leilões e acesso ao financiamento, além de expandir o treinamento da força de trabalho (link fora de ibm.com). No mesmo ano, nove países europeus anunciaram planos para aumentar a capacidade de energia eólica offshore para mais de 120 GW até 2030 e mais de 300 GW até 2050 (link fora de ibm.com). Enquanto isso, nos EUA, o governo está investindo no desenvolvimento de parques eólicos flutuantes. A implementação de parques eólicos flutuantes com capacidade de 15 GW é esperada até 2035 (link fora de ibm.com).
Para que a energia eólica atinja as metas do NZE da IEA, o crescimento anual médio precisaria alcançar ou superar 17% por ano até 2030 (link fora de ibm.com).
Atualmente, a energia hidrelétrica gera mais eletricidade, alcançando 4.300 TWh em 2022, do que todas as outras fontes de energia limpa combinadas e continuará sendo a maior fonte até 2030, segundo a IEA. Apesar de um crescimento pequeno, mas constante, e de sua confiabilidade comprovada, novas adições de energia hidrelétrica estão previstas para diminuir 23% na próxima década devido à desaceleração do desenvolvimento na Europa, China e América Latina.
Nos últimos 20 anos, o foco do setor de energia mudou da hidrelétrica, com a maioria dos países concentrando políticas e incentivos na expansão da energia solar e eólica. Hoje, menos de 30 países (link fora de ibm.com) oferecem políticas para apoiar o desenvolvimento de novas hidrelétricas e a renovação de usinas existentes, em comparação com mais de 100 países com políticas para apoiar a energia eólica e solar fotovoltaica.
Para atender ao cenário de neutralidade de carbono, a energia hidrelétrica precisaria crescer a uma taxa anual de pelo menos 4% (link fora de ibm.com).
A expansão global dos biocombustíveis está em andamento, graças principalmente às políticas de apoio governamental em economias emergentes como Brasil, Índia e Indonésia. A demanda é impulsionada principalmente pelo setor de transporte nesses países, enquanto a oferta é viabilizada pela disponibilidade de matéria-prima de biomassa. O Brasil lidera a expansão de biocombustíveis, representando uma projeção de 40% do crescimento até 2028 (link fora de ibm.com).
A expansão dos biocombustíveis é mais limitada na União Europeia, EUA, Canadá e Japão, em parte devido aos altos custos e à crescente popularidade dos veículos elétricos. Nessas regiões, os principais segmentos de crescimento são o diesel renovável e o combustível biojet. No geral, biocombustíveis como bioetanol e biodiesel, em combinação com veículos elétricos (VEs), têm o potencial de compensar o equivalente a quatro milhões de barris de petróleo até 2028. Mesmo com esses marcos, a IEA prevê (link fora de ibm.com) que a expansão dos biocombustíveis ainda ficará aquém das metas de 2030 de neutralidade de carbono.
Biogás: embora o crescimento do setor de biogás tenha começado na década de 1990, os últimos dois anos viram um aumento no apoio político para essa alternativa ao gás natural. Atualmente, quase metade de toda a produção global de biogás vem da Europa, sendo que 20% dessa produção é da Alemanha (link fora de ibm.com).
Historicamente, o biogás tem sido utilizado em plantas de calor e energia. Mais recentemente, no entanto, os governos têm incentivado usos industriais e no transporte para o biometano, um biogás que contém uma concentração substancial de metano. Com 13 países implementando novas políticas fortes de apoio ao biogás desde 2022, a IEA projeta (link fora de ibm.com) que o crescimento da produção de biogás acelerará até 2028.
Os desenvolvimentos tecnológicos estão criando oportunidades para levar energia geotérmica a mais locais. Por exemplo, por meio de sistemas geotérmicos aprimorados, fluidos são injetados no subsolo em áreas sem fontes naturais de água quente. Esses fluidos se aquecem no subsolo e são bombeados à superfície, onde geram eletricidade (link fora de ibm.com). Vários projetos geotérmicos estão planejados ou em andamento em locais como América do Norte, Europa e Ásia.
No entanto, defensores da energia geotérmica dizem que são necessárias políticas para aproveitar seu potencial não explorado. A natureza intensiva em capital e os custos de financiamento de projetos geotérmicos podem ser proibitivos. A evolução das economias de escala e o avanço contínuo da tecnologia poderiam ajudar a reduzir os custos, mas, por enquanto, a IEA prevê que apenas cerca de 1% da energia renovável será proveniente da produção de energia geotérmica até 203023.
À medida que mais energias renováveis são integradas aos sistemas de energia, a tecnologia terá um papel crucial em manter o fornecimento de energia enquanto garante a segurança energética e a estabilidade das redes elétricas.
Como as fontes de energia renovável, especialmente a eólica e solar, são vulneráveis a condições ambientais, garantir a produção e distribuição otimizadas é crucial para fornecer um suprimento de energia estável e resiliente. A previsão de renováveis está se tornando rapidamente uma ferramenta importante na transição energética. Por exemplo, soluções como a IBM Renewables Forecasting Platform dentro do IBM Environmental Intelligence Suite podem fornecer previsões eólicas e solares para o dia seguinte com 92% de precisão.
Um armazenamento melhor também ajudará a tornar os sistemas de energia mais resilientes. A energia solar, eólica e hidrelétrica exigem sistemas de armazenamento de energia (ESS) para fornecer um suprimento de energia consistente. À medida que a tecnologia de baterias em escala de rede evolui, as concessionárias de energia serão capazes de armazenar eletricidade a longo prazo para gerenciar melhor a carga durante períodos de baixa ou nenhuma produção. Por exemplo, as baterias de fluxo são uma forma escalável e de baixo custo de armazenamento de energia em grande escala que estão sendo desenvolvidas atualmente.
Desde baterias até painéis solares, o gerenciamento eficaz de ativos é um componente importante para apoiar a transição para uma energia limpa; o gerenciamento inteligente de ativos e a manutenção preditiva podem monitorar a integridade dos ativos e prolongar sua vida útil. Por exemplo, a New York Power Authority (NYPA) está simplificando seu gerenciamento de ativos com o IBM® Maximo Application Suite. O objetivo é digitalizar a infraestrutura energética do estado e transformá-la em um sistema limpo, confiável, resiliente e acessível na próxima década.
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