A energia renovável é fundamental para combater as mudanças climáticas e o aquecimento global. A utilização de energia limpa e recursos de energia renovável, como energia solar, eólica e hidrelétrica, tem origem no início da história da humanidade; a forma como o mundo aproveitou a energia desses recursos para atender às suas necessidades energéticas evoluiu ao longo do tempo. Confira aqui como as diferentes formas de geração de energia renovável evoluíram para diversificar o setor de energia global e o fornecimento de energia do mundo.

Os esforços para utilizar a energia do sol remontam à antiguidade, quando gregos e romanos utilizavam espelhos queimadores, espelhos côncavos que concentram os raios solares, para acender tochas. O primeiro coletor solar conhecido do mundo, um dispositivo que coleta a radiação solar, foi inventado em 1767 e posteriormente foi utilizado para cozinhar alimentos. Em seguida, no fim do século XIX, surgiram o primeiro aquecedor solar de água comercial e a primeira célula solar, dispositivo capaz de converter luz em eletricidade.

De acordo com o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas das Nações Unidas, a década de 1950 marcou a era moderna da pesquisa solar com a formação da Sociedade Internacional de Energia Solar e mais pesquisa e desenvolvimento em energia solar por várias indústrias. No início da década de 1960, a energia térmica solar (a concentração de luz solar para criar calor) era amplamente utilizada para fornecer água quente às casas em Israel, enquanto as células solares, também conhecidas como células solares fotovoltaicas, tornavam-se mais eficientes. A crise energética e o aumento dos preços do petróleo na década de 1970 impulsionaram ainda mais o desenvolvimento da energia solar, à medida que mais países investiram em tecnologia solar como fonte de energia alternativa aos combustíveis fósseis.¹

Desde a década de 1990, a inovação contínua na produção de energia e as políticas governamentais de energia, como incentivos fiscais, estimularam o crescimento do setor de energia solar e a utilização da energia solar. Começou a construção de usinas de energia solar em larga escala, incluindo usinas térmicas solares, e houve uma expansão da geração distribuída de eletricidade solar - geração de eletricidade em residências e empresas por meio de painéis solares montados em telhados. A energia solar também se tornou uma fonte de energia para veículos elétricos, com os motoristas carregando seus carros por meio de seus próprios sistemas de telhado doméstico e em estações de recarga públicas movidas a energia solar. Em 2022, a geração solar fotovoltaica atingiu quase 1^.300 terawatts-hora de eletricidade, um aumento recorde de 26% em relação ao ano anterior.2

A demanda por energia solar é impulsionada, em parte, por empresas que buscam fazer a transição para fontes de energia renováveis para atingir suas metas de ESG. Para alguns, a produção de energia solar se tornou uma operação interna; empresas como o GPT Group grupo imobiliário diversificado listado na Bolsa de Valores da Austrália (ASX), instalaram matrizes solares fotovoltaicas no local. Para acompanhar os resultados desses esforços, incluindo eficiência energética e reduções de emissões, o GPT Group implanta uma ferramenta SaaS que consolida os dados ESG corporativos para análise e geração de relatórios.

Há muito tempo a humanidade utiliza a energia eólica para fins mecânicos. Moinhos de vento simples na China eram usados para bombear água, e moinhos de vento de eixo vertical eram usados para moer grãos no Oriente Médio em 200 BC. O Oriente Médio também tornou-se local de produção de alimentos movida a moinhos de vento por volta do Século XI. Mais tarde, na Europa, os holandeses adaptaram os moinhos de vento para vários usos industriais, inclusive a fabricação de papel e a drenagem de lagos. E no Século XIX, os colonizadores das Américas utilizavam moinhos de vento para bombear água para a agricultura.³

Com o tempo, a utilização de energia eólica mudou de suas aplicações mecânicas para a geração de eletricidade. O engenheiro eletricista James Blyth tem o crédito pela construção da primeira turbina eólica do mundo em seu quintal, na Escócia, em 1887, enquanto os colegas inovadores em energia eólica Charles Brush e Poul la Cour seguiram com suas próprias turbinas em Ohio e na Dinamarca, respectivamente, antes do fim do Século XIX. Mais tarde, Blyth construiu uma segunda turbina eólica para abastecer um asilo local, Brush utilizou a sua para abastecer sua mansão e La Cour empregou a energia eólica para iluminar uma escola.⁴

Passaram-se décadas, no entanto, até que a geração de energia eólica atingisse a viabilidade em escala comercial. Tal como acontece com a energia solar, as crises energéticas da década de 1970 aumentaram o interesse pela energia eólica. A Dinamarca emergiu como um dos primeiros líderes em energia eólica comercial, pois as políticas do governo dinamarquês apoiaram o desenvolvimento da indústria de energia eólica do país. Em seguida, parques eólicos em escala de utilidade foram instalados na Califórnia na década de 1980, seguidos por parques eólicos na Alemanha e na Espanha na década de 1990.

Atualmente, as turbinas eólicas em todo o mundo produzem mais de 2.100 terawatts-hora (TWh) de eletricidade por ano. Embora a maioria das turbinas se encontre em terra, os parques eólicos offshore têm desempenhado um papel crescente na geração de eletricidade global nos últimos anos, representando 18% do crescimento da capacidade eólica em 2022.⁵

Como o prefixo "hidro" sugere, a energia hidrelétrica é a energia derivada da água, especificamente o fluxo de água. Tal como acontece com a energia eólica, os humanos há muito aproveitam as aplicações mecânicas da energia hidrelétrica. Os antigos gregos, por exemplo, utilizavam energia hidrelétrica para transformar rodas d'água que moíam trigo para fazer farinha.⁶

A utilização de energia hidrelétrica para gerar eletricidade, no entanto, só se tornou comum muito mais tarde. A inovação na tecnologia de turbinas hidráulicas ocorreu durante todo o século XIX, incluindo a invenção da turbina Francis pelo engenheiro britânico-americano James Francis, que continua sendo amplamente utilizada até hoje. No fim do século XIX, essa inovação culminou em projetos hidrelétricos que iam desde um projeto que alimentava uma única lâmpada em uma casa na Inglaterra em 1878 até, quatro anos depois, uma usina hidrelétrica completa com capacidade de 12,5 kW que atendia a duas fábricas de papel e uma residência^{.6, 7}

Países em todo o mundo logo se tornaram sedes de projetos hidrelétricos, da Austrália ao Canadá. Após a Segunda Guerra Mundial, o desenvolvimento da energia hidrelétrica acelerou ainda mais, com projetos estatais na Europa, na América do Norte, no Japão e na antiga União Europeia. Atualmente, os dois maiores projetos hidrelétricos do mundo são barragens na América do Sul e na China: a barragem de Itaipu, de 14 mil megawatts, no rio Paraná, na fronteira entre o Brasil e o Paraguai, e a barragem de Três Gargantas, de 22.500 megawatts, ao longo do rio Yangtze, na China.

A energia hidrelétrica desempenha um papel importante não apenas na geração de eletricidade, mas também no armazenamento de energia. Através da energia hidrelétrica de armazenamento bombeado, um modelo de armazenamento de energia dos anos 1890, a água flui entre dois reservatórios d'água em elevações diferentes. Quando há energia abundante de outras fontes (como parques solares e eólicos), a energia é usada para bombear água para um reservatório superior. Conforme a necessidade, a água é liberada do reservatório superior de volta para o reservatório inferior para gerar eletricidade, "basicamente preenchendo as lacunas durante o pico de demanda", de acordo com o Departamento de Energia dos EUA (DOE)^.8

A energia geotérmica provém do calor da Terra. Pode ser utilizado para aquecer e resfriar edifícios e gerar eletricidade (energia geotérmica). A humanidade aproveita a energia geotérmica pelo menos desde o período Paleolítico, quando fontes termais eram utilizadas para banho. A primeira utilização comercial conhecida de energia geotérmica, no entanto, só ocorreu em 1830, quando se pagava um dólar para utilizar banhos abastecidos por três fontes termais na cidade de Hot Springs, no Arkansas. Cerca de 60 anos depois, o primeiro sistema de aquecimento distrital do mundo foi instalado em Boise, Idaho, bombeando água de fontes termais para mais de 200 residências e empresas.⁹

Apesar de toda a inovação geotérmica nos Estados Unidos, no entanto, os europeus estabeleceram a primeira usina de energia geotérmica. Em 1904, um príncipe italiano, Piero Conti, alimentava lâmpadas através de um experimento de energia geotérmica que aproveitou o vapor do campo geotérmico de Larderello, na Toscana. Seu trabalho posteriormente culminou com a construção de uma usina comercial alimentada a vapor na região.

Hoje, os sistemas de energia geotérmica ajudam a atender uma parcela considerável da demanda de energia em países em todo o mundo. Historicamente, o desenvolvimento de usinas geotérmicas tem sido limitado por condições naturais, um local prospectivo necessário para ter calor natural, fluido para transportar esse calor e caminhos através das rochas para esse fluido percorrer. No entanto, alguns cientistas esperam que os avanços tecnológicos fortaleçam a construção de usinas geotérmicas e o consumo de energia geotérmica em mais lugares.

A energia geotérmica pode fazer parte da combinação de fontes de energia renovável utilizadas pelas empresas para atingir suas metas de ESG. A Celestica, uma empresa multinacional especializada em soluções de design, fabricação e cadeia de suprimentos, reduziu sua dependência de gás natural ao fazer a transição para energia geotérmica em sua instalação em Oradea, Romênia. A empresa, que também investiu em sistemas solares fotovoltaicos no local, utiliza software para otimizar dados sobre seus esforços de energia renovável.

Bioenergia é uma fonte de energia renovável derivada de biomassa, materiais orgânicos de plantas e animais. As pessoas aproveitaram a bioenergia ao longo da história da humanidade queimando madeira para gerar calor e luz. A madeira era o principal combustível para cozinha e aquecimento, enquanto outra forma de biomassa, o óleo vegetal, era o principal combustível para iluminação de lâmpadas antes do Século XIX.

A biomassa pode ser convertida em combustíveis líquidos conhecidos como biocombustíveis. Os dois biocombustíveis mais comuns são o etanol, um tipo de álcool, e o biodiesel, produzido por meio de um processo químico conhecido como transesterificação, utilizando óleos vegetais ou gorduras animais. O uso de biocombustíveis em motores de combustão interna remonta a mais de um século. Rudolf Diesel, engenheiro mecânico alemão que inventou o motor a diesel em 1897, experimentou óleos vegetais em seu trabalho, enquanto o etanol é listado pelo Departamento de Energia dos EUA como um dos primeiros combustíveis automotivos. O interesse no etanol, especialmente como aditivo na gasolina, aumentou após a crise energética da década de 1970 e o aumento dos preços do petróleo.

As técnicas de produção de biocombustível e a matéria-prima continuam a evoluir. Os cientistas estão trabalhando na utilização de resíduos do setor de alimentos, resíduos de plantas e algas para superar as limitações de fornecimento e uso da terra associadas às culturas utilizadas para gerações mais antigas de biocombustível.¹⁰ Além disso, nos últimos anos, um biocombustível conhecido como diesel renovável teve demanda crescente.

O diesel renovável é semelhante ao biodiesel, mas é produzido por meio de um processo químico diferente. Sua popularidade se deve em parte ao fato de ser um combustível “drop-in” — pode ser utilizado em motores a diesel sem ser misturado ao diesel de petróleo. Em 2023, por exemplo, um fabricante de equipamentos de geração de energia na França anunciou que estava trocando o diesel de petróleo pelo diesel renovável para testes de geradores, resultando em uma redução significativa nas emissões de gases de efeito estufa.

À medida que mais empresas fazem a transição para energia renovável para atender aos requisitos regulatórios e metas ESG, o gerenciamento de dados está no centro das atenções para garantir que os esforços de sustentabilidade permaneçam no caminho certo. O software de relatórios ESG da IBM® Envizi integra um conjunto de produtos que o ajudam a capturar e gerenciar todos os seus dados ESG em um único sistema de gravação e relatar com confiança, sabendo que seus dados são auditáveis e de nível financeiro.