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Qual a importância dos parques eólicos para atingir o zero líquido?
O professor Christopher Vogel , do Departamento de Ciências da Engenharia, esclarece a ciência e a economia das turbinas eólicas e explica por que elas devem ser um componente essencial da estratégia de energia líquida zero do Reino Unido.
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Oxford - 12/08/2025
Segundo o Professor Vogel, se o Reino Unido quiser atingir sua meta de zero emissões líquidas até 2050, a energia eólica terá um papel fundamental para que cheguemos lá. Crédito da imagem: esuslo, Getty Images.
Poucas tecnologias energéticas dividem a opinião pública tanto quanto as turbinas eólicas. Para alguns, elas são ícones elegantes da transição verde, enquanto outros as proclamam monstruosas monstruosidades que destroem a paisagem . Quer você as ame ou odeie, uma coisa é clara: se o Reino Unido quiser atingir sua meta de zero líquido até 2050 , a energia eólica terá que desempenhar um papel fundamental para que cheguemos lá. Os formuladores de políticas sinalizaram seu compromisso, tendo aprovado recentemente a construção de um dos maiores parques eólicos do mundo na Escócia. No entanto , a desinformação frequente e os protestos locais revelam que muitos ainda não se convenceram dos benefícios da energia eólica.
Então, como as turbinas eólicas realmente funcionam? Qual é a sua eficiência? E qual será o papel real delas em um futuro sem carbono?
Como funcionam as turbinas eólicas e quão eficientes elas realmente são
As turbinas eólicas convertem a energia cinética do ar em movimento em energia mecânica, que é então transformada em eletricidade por um gerador. Não são estruturas modestas: os modelos offshore mais recentes são as maiores máquinas rotativas já construídas, com diâmetros de rotor superiores a 200 metros e torres mais altas que a maioria dos arranha-céus. Uma única turbina hoje pode gerar eletricidade suficiente para abastecer de 15.000 a 20.000 residências.
A energia eólica offshore é particularmente adequada às condições do Reino Unido, com o Mar do Norte proporcionando ventos abundantes e águas relativamente rasas. Isso confere ao Reino Unido e a outros países do Mar do Norte um dos melhores recursos renováveis do mundo.
Existe um limite físico para a quantidade de energia que uma turbina pode extrair do vento (conhecido como Limite de Betz), que atinge o pico em torno de 59,3%. Felizmente, as turbinas offshore modernas operam bem próximas desse máximo teórico. Mas a eficácia de uma turbina eólica também depende do "fator de capacidade": a proporção de tempo em que uma turbina produz eletricidade em potência máxima. Todos sabemos que o vento não sopra o tempo todo. No entanto, as áreas do Mar do Norte geralmente têm velocidades de vento fortes e consistentes, o que significa que o fator de capacidade das turbinas offshore do Reino Unido é, em média, pouco superior a 40% . Para as turbinas eólicas onshore do Reino Unido, o número é menor, em torno de 26%, mas ainda é favorável em comparação com a energia solar.
Com a energia solar fotovoltaica, a eficiência de conversão (a proporção da luz solar convertida em eletricidade) é normalmente em torno de 15 a 20%. Mas o fator de capacidade, que reflete a quantidade de eletricidade efetivamente produzida ao longo do tempo, é significativamente menor , com média de 10 a 12% no Reino Unido, devido à cobertura de nuvens, à variação sazonal e ao ciclo dia-noite.
O período de retorno do investimento em energia é outro fator importante a ser considerado. A maioria das turbinas eólicas do Reino Unido recupera a energia utilizada em sua fabricação, transporte e instalação em 12 a 24 meses, e normalmente geram eletricidade por 20 a 25 anos. Do ponto de vista da eficiência energética e da sustentabilidade, os números são convincentes.
O papel das turbinas eólicas no futuro de emissões líquidas zero do Reino Unido
A transformação do Reino Unido nos últimos 15 anos foi notável. Em 2010, cerca de 75% da eletricidade era gerada a partir de combustíveis fósseis. Em 2024, o carvão havia desaparecido quase completamente da matriz energética, com o vento sendo a maior fonte de energia , contribuindo com cerca de 30% para a rede elétrica nacional, mais do que o gás natural, com 26%.
A energia eólica offshore é particularmente adequada às condições do Reino Unido, com o Mar do Norte proporcionando ventos amplos e águas relativamente rasas que simplificam a instalação. Isso confere ao Reino Unido e a outros países do Mar do Norte uma das melhores fontes renováveis do mundo. Na Dinamarca, 56% da energia gerada veio da energia eólica em 2024 .
A dura realidade é que precisaremos de muito mais parques eólicos do tamanho do Berwick Bank se quisermos atingir nossas metas de forma realista.
O recém-aprovado parque eólico offshore de Berwick Bank, na costa leste da Escócia, demonstra o compromisso do Governo do Reino Unido com a expansão da nossa capacidade eólica. Uma vez totalmente operacional, este parque eólico com mais de 300 turbinas geraria até 4,1 GW, o suficiente para abastecer mais de seis milhões de residências. Mas, apesar do seu tamanho colossal, a dura realidade é que precisaremos de muito mais parques eólicos do tamanho de Berwick Bank se quisermos atingir as nossas metas de forma realista. O Governo do Reino Unido pretende que geremos entre 43 e 50 GW de energia a partir de energia eólica offshore até 2030 e, potencialmente, até 125 GW até 2050 .
A instalação de tantas turbinas em alta densidade nos levará a migrar de "parques eólicos" para "usinas eólicas". Muitos dos impactos mais amplos dessa mudança ainda não estão claros. Um dos focos da minha pesquisa em mecânica dos fluidos em Oxford é entender como essas turbinas interagiriam entre si dentro de grandes parques, como os grandes parques afetam uns aos outros e suas interações com o vento e a atmosfera, para prever com mais precisão a quantidade de energia que produziriam.
E as desvantagens?
Nenhuma tecnologia energética está isenta de desafios, e a energia eólica não é exceção. Lidar com a questão da variabilidade exigirá uma reformulação completa da Rede Elétrica Nacional (NBC), especialmente a construção de capacidade de armazenamento de energia suficiente – provavelmente não apenas baterias – para manter as luzes acesas quando o vento não estiver soprando. Outra questão fundamental é a manutenção e o descomissionamento de turbinas eólicas. Essas são máquinas grandes e complexas, especialmente as turbinas eólicas offshore, que também precisam lidar com o ambiente marinho hostil. No entanto, os avanços no monitoramento por drones, na tecnologia de sensores e na manutenção preditiva estão aumentando a confiabilidade e reduzindo custos.
Resolver o problema da variabilidade exigirá uma reforma completa da Rede Nacional, principalmente construindo capacidade de armazenamento de energia suficiente para manter as luzes acesas quando o vento não estiver soprando.
Ao final de sua vida útil, cerca de 85 a 90% da massa de uma turbina , incluindo torres de aço, fiação de cobre e fundações de concreto, já pode ser reciclada usando processos padrão. O principal desafio reside nas pás, muitas vezes feitas de fibra de vidro ou resina composta, que são difíceis de decompor. Até agora, elas eram tipicamente incineradas ou descartadas em aterros sanitários. Mas o setor já está explorando alternativas inovadoras, por exemplo, transformando os materiais das pás em um componente de cimento ou substituindo-os por substitutos recicláveis.
Em última análise, o desafio de construir uma economia eólica circular oferece ao Reino Unido uma oportunidade brilhante de impulsionar o crescimento e criar uma nova geração de empregos qualificados em energia verde, materiais avançados e engenharia.
A estrada à frente
A energia eólica já traz benefícios substanciais para a economia, o meio ambiente e a segurança energética do Reino Unido. Mas, para que isso continue, é necessário implementar uma estrutura política estável e de apoio que dê aos desenvolvedores a confiança necessária para planejar, financiar e implementar projetos em larga escala.
O desafio de construir uma economia eólica circular oferece ao Reino Unido uma oportunidade brilhante de impulsionar o crescimento e criar uma nova geração de empregos qualificados em energia verde, materiais avançados e engenharia.
O programa de Contratos por Diferença (CfD) do Reino Unido tem sido um grande sucesso na redução dos custos da energia eólica terrestre e marítima. Mas é preciso ir mais além. Em particular, os formuladores de políticas devem acelerar as melhorias na infraestrutura da rede para conectar turbinas a centros de demanda, investir em instalações portuárias e capacidade de produção, e esclarecer as regras de planejamento. Isso precisa ser combinado com investimentos na força de trabalho qualificada do futuro, por exemplo, com estágios em manutenção de turbinas.
Concretizar todo o potencial da energia eólica no Reino Unido é um desafio altamente multidisciplinar que abrange engenharia, física atmosférica e economia, para citar apenas algumas áreas. O Reino Unido tem um forte potencial em energia eólica e é ótimo ver projetos como o Berwick Bank avançarem, mas é importante que esse impulso seja sustentado para atingir as metas de zero emissões líquidas do país.
