Energia
A Energia Eólica Pode Alimentar o Mundo?
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Vento em Ascensão
Energia solar, especialmente fotovoltaica, é uma força motriz para a transição para energia renovável e pode até se tornar a dominante no futuro.
No entanto, a energia solar tem algumas limitações sérias que a tornam mais eficaz quando combinada com outras tecnologias. Estas podem incluir baterias e conexões de longa distância na rede elétrica. Outra opção é adotar outras formas de energia verde ao mesmo tempo para fornecer um complemento de produção quando a energia solar é menos produtiva (dias nublados, meses de inverno) ou não produz nada (à noite).
Muito à frente de todas as outras, o vento (em amarelo e laranja abaixo) é a principal forma de energia verde que acompanha a solar, especialmente porque a energia hidrelétrica (em azul claro) deve estagnar nos próximos anos.
Fonte: EIA
Em 2022, a geração global de energia eólica atingiu 2100 TWh (um aumento de 14%). E para alcançar as metas do Cenário de Emissões Líquidas Zero até 2050, um total de 7 400 TWh é esperado em 2030.
Para alcançar essa meta, o crescimento da produção precisará acelerar ainda mais para uma taxa de crescimento composta de 17%. Isso se traduz em transformar a adição anual atual de capacidade eólica de 75 GW por ano para 350 GW por ano em 2030.
Desses 75 GW, 37 GW foram adicionados apenas pela China, ou mais da metade do total mundial.
Então, como um objetivo tão ambicioso pode ser alcançado? Provavelmente só será possível através de uma combinação de aprimoramento tecnológico, investimentos massivos, bem como políticas energéticas e industriais estreitamente coordenadas.
A Indústria Eólica Atual
Eólica Onshore
Até agora, as instalações de energia eólica onshore dominaram a indústria. Elas representam 93 % da capacidade instalada, muito à frente dos parques de turbinas eólicas offshore.
Fonte: EIA
Um motivo principal tem sido puramente técnico. A energia eólica onshore é simplesmente mais fácil de implementar, com os projetos abastecidos por estradas, caminhões e fábricas de concreto locais.
Esse fácil acesso também se converte em manutenção mais simples, já que os técnicos podem morar nas proximidades e acessar o local de carro, e podem ser abastecidos com peças e consumíveis pelas estradas de acesso frequentemente construídas na época, ao contrário das próprias turbinas eólicas.
Fonte: GEvernova
No conjunto, construção mais fácil e manutenção mais simples levam a custos menores e maior rentabilidade. As turbinas eólicas onshore também não precisam lidar com corrosão da água salgada, ao contrário das turbinas offshore, reduzindo ainda mais os custos de manutenção.
Outra vantagem chave das turbinas eólicas onshore, em comparação com fazendas solares, é que o local pode permanecer em grande parte cultivado ou natural. Em comparação, o uso duplo da terra para energia solar e agricultura (o chamado agrivoltaico) ainda é um campo emergente.
Eólica Offshore
Como explicado, a energia eólica offshore ainda representa uma minoria da geração de energia eólica.
Isso ocorre porque ter que ser construída no mar torna esses projetos naturalmente mais intensivos em capital. A distância de áreas habitadas e a corrosão da água salgada também aumentam os custos de manutenção e podem reduzir a vida útil da turbina e de seus componentes.
No entanto, há várias vantagens à energia eólica offshore:
- Produção mais eficiente: os ventos offshore são mais estáveis, mais fortes e sopram com mais frequência do que em terra.
- Isso leva não apenas a mais produção, mas também a uma produção mais previsível, mais próxima da produção de base constante do que a geração intermitente onshore.
- Em muitas regiões, o vento offshore aumenta à tarde e à noite, quando a demanda está no máximo.
- Com a maior parte da população mundial vivendo perto da costa, os locais offshore costumam estar bastante próximos dos consumidores.
- Um bom local de vento no mar pode ser muito maior que em terra. Isso permite maior escala.
- Menor impacto ambiental. Ao reduzir o uso de terra e não perturbar o ecossistema local com estradas de acesso e tráfego em áreas remotas, a energia eólica offshore pode ser mais amigável ao meio ambiente que a onshore.
- A área restrita dos parques eólicos pode até ajudar os ecossistemas marinhos.
- Menor oposição: a distância dos centros populacionais e a invisibilidade a olho nu limitam grandemente a oposição a projetos eólicos quando são offshore. As reações NIMBY (Not In My Back Yard) são muito menos impactantes.
Dependendo da profundidade, diferentes tipos de ancoragem podem ser usados para turbinas eólicas offshore.
Fonte: DoE
Uma vez concluído, o parque eólico Dogger Bank no Mar do Norte será o maior parque eólico do mundo. Ele terá uma capacidade instalada de 3,6 GW, capaz de abastecer até 6 milhões de residências britânicas anualmente.
Como Melhorar as Turbinas Eólicas
Sempre Maiores & Mais Altas
Uma tendência duradoura na indústria eólica tem sido construir turbinas cada vez maiores e mais poderosas. No geral, espera‑se que essa tendência continue.
Fonte: DoE
Um motivo chave é devido à física e geometria fundamentais. Dobrar o comprimento das pás aumenta a área varrida total em 4 x.
Como a área varrida determina a quantidade de vento capturada e a produção de energia, dobrar o tamanho da turbina quadruplica a produção, e dobrá‑la novamente aumenta a produção em 16 x comparado ao tamanho inicial.
Outro fator impulsionado pela física é que quanto mais forte o vento, mais energia é gerada. Isso não é uma conversão direta: se você dobrar a velocidade do vento, pode gerar 8 x a energia através da turbina.
Portanto, turbinas maiores E ventos mais fortes podem produzir 10 x ou mais a energia de modelos menores.
Torre mais alta geralmente significa vento mais estável e mais forte, impulsionando ainda mais a produção de eletricidade.
Hoje a turbina eólica mais poderosa é um protótipo de 18 MW da Dongfang Electric, implantado em junho de 2024. Ela tem um diâmetro de rotor de 853 pés (260 m). Uma única turbina eólica poderá produzir o equivalente ao consumo anual de eletricidade de 40 000 residências.
As turbinas eólicas estão ficando tão grandes que a única forma realista de transportar suas pás da fábrica ao local é por via aérea. Por esse motivo, a empresa Raida está construindo o maior avião do mundo, e outras como Straightline Aviation estão analisando o potencial de dirigíveis/zeppelines para levar as pás ao local.
Fonte: Straightline Aviation
Por fim, outra opção é não construir um pilar gigante para uma turbina gigante, mas sim um “muro de turbinas” ainda maior. Algumas unidades estão em desenvolvimento para modelos de 40 MW e podem chegar a até 126 MW.
Um sistema assim seria mais adequado para áreas com ventos muito fortes e quase constantes, como o Mar do Norte.
Fonte: Recharge News
Mais Duráveis & Recicláveis
Não importa quão bem fabricadas sejam, as turbinas eólicas são danificadas ao longo do tempo, pois são expostas a muito estresse mecânico devido ao movimento constante.
Isso recentemente causou alguns problemas na indústria, com a Gamesa (Siemens) anunciando ao mercado que alguns motores de turbinas precisariam ser substituídos muito antes do esperado, causando uma mini‑crise nas ações de energia eólica.
Embora esses problemas possam ser resolvidos melhorando a durabilidade das turbinas, outro diz respeito às pás das turbinas.
Até recentemente, as pás de epóxi terminavam em aterros sanitários, tornando a situação pouco verde. A Vestas Wind Systems revelou recentemente uma nova química de epóxi que permite reciclagem total. Isso permite que a indústria eólica se torne uma cadeia de valor totalmente circular.
Fonte: Vestas
Podemos esperar que o resto da indústria siga o exemplo e resolva o problema do desperdício de material e do preenchimento de aterros com pás que chegaram ao fim de sua vida útil.
Energia Eólica Sem Pás
Pás gigantes como um ventilador foram até agora o método preferido para capturar energia eólica. Mas isso está longe de ser a única opção. Várias outras foram propostas ou estão em desenvolvimento.
A primeira ideia são turbinas de eixo vertical. Essas turbinas costumam ser menos ruidosas, menores e projetadas para captar ventos menos fortes.
Isso as torna mais adequadas para ambientes urbanos ou suburbanos, bem como instalações em telhados. Alguns exemplos são as turbinas Windspire ou a turbina eólica Eddy.
Fonte: Inhabitat
Outra ideia é dispensar o pilar que sustenta as turbinas e construir turbinas eólicas voadoras em vez disso. Ou seja, buscar o vento mais forte onde ele está, a 300‑600 m de altura. Por que não amarrar a turbina a um balão de hélio flutuante, como o modelo Altaeros:
Isso tem outras vantagens, como poder subir e descer para encontrar ventos mais fortes, eliminando totalmente o custo de fundações de concreto, pilares, guindastes, etc. O sistema também pode ser facilmente realocado para novos locais em poucas horas ou dias.
Por fim, uma ideia ainda mais radical é colheita de vento sem movimento. Isso pode, por exemplo, ser alcançado movendo “haste” como da Vortex Bladeless ou Windstalk, usando indução eletromagnética para gerar energia. Isso significa que o sistema não tem caixa de engrenagens nem precisa de óleo, o que lhe confere maior vida útil.
Outros sistemas sem pás usarão a diferença de pressão de ar criada pelo vento para gerar energia, como o sistema Aeromine para telhados.
Fonte: Aeromine
Turbinas Eólicas Duplas e Multifuncionais
Outra forma de melhorar as turbinas eólicas é utilizá‑las simultaneamente para geração de energia e outras funções.
Por exemplo, turbinas eólicas offshore já possuem ancoragem sólida no fundo do mar e estão relativamente longe da costa.
Isso as torna pontos de ancoragem perfeitos para outros sistemas:
- Pesca passiva, como captura de peixes, lagostas, caranguejos, lulas, etc.
- Aquicultura, com cultivo de conchas marinhas ou algas.
- Piscicultura, como, por exemplo, salmões.
- Projetos de restauração ecológica, como recifes de coral artificiais.
- Colheita de energia das marés e ondas, permitindo o uso duplo da ancoragem e serviços de manutenção para produção de energia.
Fonte: Research Gate
Em terra, as oportunidades de uso duplo são mais limitadas, sendo o caso mais atual a adição de uma antena de celular ao mastro da turbina.
Problemas da Energia Eólica
Devido ao seu potencial de produzir energia verde em horários diferentes da solar, a energia eólica é uma ótima opção para descarbonizar a rede elétrica enquanto reduz a necessidade de parques de baterias caros.
No entanto, há algumas questões que precisam ser reconhecidas.
Perigo à Fauna Selvagem
A fauna pode ser prejudicada por combustíveis fósseis e outras formas de geração de energia, mas também por turbinas eólicas. Isso é especialmente verdadeiro para aves, que frequentemente voam muito perto das turbinas e são mortas pelas pás em rápido movimento.
Dependendo do estudo e da localização, parece que cada turbina mata cerca de 4‑18 aves por ano, ou 0,45‑2,8 por GWh gerado. Embora pareça alto, isso é diminuto em comparação com aves mortas por gatos, carros ou pesticidas.
Fonte: Sustainability In Numbers
Isso pode, porém, ser uma preocupação maior para espécies específicas, especialmente aves de rapina como águias, abutres, etc., bem como aves migratórias. Morcegos também podem ser gravemente prejudicados por turbinas eólicas.
Entre os métodos de mitigação propostos para reduzir esse problema estão:
- Parar a turbina quando estiver se movendo muito lentamente, condição especialmente perigosa para morcegos.
- Evitar construir turbinas em áreas usadas por rapinas para correntes ascendentes e corredores de migração.
- Preferir algumas turbinas grandes em vez de muitas pequenas.
- Pintar as turbinas de preto, para torná‑las mais visíveis às aves.
Suprimento de Terras Raras
Outra preocupação relacionada à energia eólica é que a geração de energia das turbinas depende de ímãs permanentes. Esses ímãs requerem minerais raros como o neodímio.
Uma turbina eólica offshore de acionamento direto equipada com um desses geradores pode conter mais de 5 toneladas de ímãs.
Embora as terras raras representem apenas cerca de 30 % do peso desses ímãs, isso ainda pode chegar a centenas de libras de neodímio por megawatt de eletricidade produzida e, em menores quantidades, disprósio e térbio.
Alla Kolesnikova – data and analytics lead at Adamas Intelligence – On Grist
A produção de minerais de terras raras pode ser um processo muito poluente, e é realizada em sua grande maioria na China.
Portanto, não só processos mais limpos para produzir elementos de terras raras devem ser desenvolvidos, como também um processo de reciclagem mais eficiente.
Geopolítica
Falando da China, a dominação total do país na cadeia de suprimentos de energia renovável tem gerado alarme nos países ocidentais.
A China produz 66 % da nova capacidade de geração eólica mundial.
Fonte: Enerdata
Essa dominação é ainda mais marcada ao observar outros indicadores:
- 426 novos modelos de turbinas eólicas comparados a 29 fora da China no período 2020‑2024.
- A China produz 60 % da produção mundial de terras raras e refina 85 % delas, incluindo 92 % da produção de ímãs de terras raras.
Assim, com as tensões geopolíticas crescendo entre a China e o Ocidente, a cadeia de suprimentos eólica pode estar em risco. Em teoria, isso deveria ajudar produtores locais, embora a diferença de custos torne difícil reduzir a dependência de importações chinesas.
Investindo em Energia Eólica
Você pode investir em empresas de energia eólica através de muitas corretoras, e pode encontrar aqui, em securities.io, nossas recomendações para as melhores corretoras nos Estados‑Unidos, Canadá, Austrália, e Reino Unido, bem como em muitos outros países.
Se você não tem interesse em escolher empresas específicas de energia eólica, pode também olhar para ETFs como Global X Wind Energy ETF (WNDY), Invesco Wind Energy UCITS ETF (WNDE), ou First Trust Global Wind Energy ETF (FAN), que proporcionarão uma exposição mais diversificada para capitalizar no setor eólico.
Ou você pode ler nosso artigo sobre os “Top 10 Ações de Energia Eólica para Investir”, bem como os “Top 10 Ações de Energia Renovável para Investir” & “Top 10 Metais de Bateria & Ações de Mineração de Energia Renovável”.
Investindo em Empresas de Energia Eólica
1. Ørsted A/S
A produtora de energia dinamarquesa foi a primeira empresa a criar um parque eólico offshore em 1991, e atualmente opera o maior parque eólico do mundo também.
Ela passou por uma transformação massiva, de 2006, quando 83 % da energia era produzida a partir de combustíveis fósseis, para apenas 8 % ainda provenientes de fósseis em 2023, 3 % em 2024, e com objetivo de alcançar 99 % de produção renovável até 2025.
Ørsted possui parques na Dinamarca, Reino Unido, Alemanha, EUA, Taiwan e Vietnã.
Metade dessa geração de energia provém de parques eólicos offshore, e a geração onshore está aproximadamente dividida igualmente entre solar e parques eólicos onshore.
A maior parte do crescimento planejado está na geração eólica offshore, seguida pela onshore. Esse plano de crescimento é totalmente autofinanciado com base nas operações existentes.
Fonte: Ørsted
Como pioneira e líder na geração de energia eólica, Ørsted é a ação eólica mais proeminente para investidores que buscam exposição ao setor do lado das utilities.
2. Vestas Wind Systems A/S
Vestas é designer, fabricante e instaladora de turbinas eólicas. Com um total acumulado de 177 GW instalados, fabricou e instalou mais turbinas eólicas que qualquer outra empresa.
A empresa possui um pipeline de projetos de 29 GW. Controla 35 % do mercado de fabricação de turbinas eólicas, excluindo a China, acima dos 20 % de 2010. Também tem mais receitas, pedidos e margens EBIT (Lucros antes de Juros e Impostos) maiores que quaisquer concorrentes.
Um dos problemas sérios da energia eólica foi a impossibilidade de reciclar as pás, que terminavam em aterros, tornando a solução pouco verde. Vestas revelou recentemente uma nova química de epóxi que permite reciclagem total. Isso permite que a indústria eólica se torne uma cadeia de valor totalmente circular.
Fonte: Vestas
Vestas superou a crise de 2023 na indústria de energia eólica, com forte recuperação de pedidos impulsionada pela Europa e Ásia‑Pacífico, apesar da contração do mercado americano.
Fonte: Vestas
Vestas também está explorando o potencial do vento para alimentar a primeira planta de amônia verde do mundo, que pode então ser usada para transportar hidrogênio ou produzir fertilizante sem gás natural.
Devido à sua escala, vantagem tecnológica e margens superiores, Vestas é um investimento relativamente seguro na cadeia de suprimentos de energia eólica, com suas turbinas sendo as melhores da classe na indústria.
3. Lynas Rare Earths Limited (LYSCF)
Metais de terras raras não são tecnicamente raros na Terra, embora sejam frequentemente difíceis de obter, pois estão presentes em concentrações muito baixas ao invés de minérios densos ou pepitas como a maioria dos outros metais.
Metais de terras raras são fundamentais para computação e tecnologia renovável, notadamente compondo uma parte vital dos ímãs permanentes necessários em turbinas eólicas, bem como em motores elétricos (incluindo para VEs) ou armamentos avançados.
Atualmente, a maior parte da produção de terras raras, e ainda mais o refino, é feita pela China. Recentemente, a China começou a “armamentizar” esse quase‑monopólio, notavelmente limitando em 2023 as exportações de germânio e gálio, 2 metais de terras raras importantes para a indústria de semicondutores, em retaliação às sanções comerciais dos EUA sobre tecnologias de semicondutores.
Lynas é uma mineradora de terras raras com minas na Austrália. A empresa também está construindo uma instalação de processamento para realizar mais de seu refino na Austrália, em vez de enviá‑lo a parceiros na China.
Isso será realizado com a Usina de Processamento de Terras Raras de Kalgoorlie quase concluída (veja o link para o timelapse da construção) e instalações associadas na Malásia, bem como um projeto esperado para estar operacional no Texas entre 2025‑2026.
No meio de 2024, o primeiro embarque de Kalgoorlie foi feito, com a instalação prevista para aumentar sua produção pelo resto do ano.
Fonte: Lynas
Elementos de terras raras agora são considerados um ativo estratégico, com a vulnerabilidade de depender do fornecimento chinês percebida como risco crítico, especialmente em caso de conflito militar.
Isso significa que a produção da Lynas pode ser capaz de comandar um prêmio em caso de crise internacional ou se a China decidir restringir ainda mais a exportação de outros metais de terras raras.
Também representa um setor de mercado de commodities frequentemente não correlacionado a outros metais como ferro, cobre ou lítio, proporcionando diversificação aos investidores.
