sábado, 17 de abril de 2021

Biocombustíveis, painéis solares, hidrogénio e máquinas inteligentes

Tudo isto são o anúncio do futuro.

Nós, enquanto máquina, usamos uma potência de 100W, o equivalente a uma lâmpada incandescente.

Por comparação, um automóvel a 100km/h que gaste 5 l/100km de gasolina, usa uma potência térmica de 42000W, o correspondente a 420 humanos.

A pouca potência que usamos tem que ser suficiente para tudo, desde o funcionalmente do coração e dos pulmões até à elaboração do mais estranho pensamento.

O homem "ultrapassou" a natureza quando passou a ter acesso a mais e mais energia. Nos últimos 200 anos a fonte de energia tem sido o carvão, o petróleo, o gás natural e, em menor percentagem, a força dos rios e a energia nuclear. Mas, agora, estamos na fronteira do futuro.


Combustíveis e painéis solares = Poderá o homem superar a Natureza?

Quando se fala de Inteligência Artificial a primeira pergunta que vem à mente é "Será que o homem tecnológico é capaz fazer uma máquina mais inteligente do que o cérebro humano?"

Teremos que ver o que o homem tecnológico já fez para imaginar se o impossível se pode tornar possível.

 

Imaginemos um filme que, em Full HD e com duração de 2h30 (em filme de 35mm). Há apenas 30 anos precisava de cerca de 10 km de fita divididos em bobines e bobines, caríssimas. Por serem tão caras, o filme Branca de Neve só tem som :-)))))

Actualmente, podemos meter 15 filmes numa pendrive de 64GB que tem um preço de 10€.

Conseguimos ter memorias muito mais eficientes do que a fita.


Vamos comparar os biocombustíveis com os painéis solares.

Os europeus , alguns, pensam que podemos aceder a mais energia sem emitir CO2 para a atmosfera queimando matéria orgânica produzida pelas plantas, em particular, fazendo gasóleo a partir de óleo de palma (que é um alimento dos mais pobres).

Vendo que um automóvel usa a potência de 420 humanos, vemos que essa medida vai condenar os pobres à fome e o ambiente natural desses países à destruição para a plantação de culturas produtoras de óleos.

O melhor que se consegue na produção de óleo de palma são 5000kg/ha por ano, 1,4g/m2 por dia que corresponde a 0,015kwh. Como Portugal é atingido com uma média de 4,2kwh/dia de energia solar, temos um aproveitamento de 0,35%.

Se pegarmos em painéis solares, uma configuração economicamente razoável consegue transformar cerca de 10% da energia solar em electricidade, cerca de 0,42kwh por dia. Este valor mostra que o painel solar é 30 vezes mais eficiente do que as palmeiras oleaginosas e é uma "cultura" que não precisa de água! podendo ser "cultivada" em terrenos desérticos.

 

O homem tecnológico consegue extrair 30 vezes mais energia do que a Natureza.

Se pensarmos apenas em energia, um terreno com painéis solares consegue captar 30 vezes mais energia a partir do Sol do que as plantas. 

Mas esta energia não está na mesma forma.

Se quisermos transforma tudo em força motriz, como o rendimento de transformação dos combustíveis de 25% e da electricidade é de 85%, a vantagem do homem tecnológico ainda fica maior, 100 para um.

Já se quisermos produzir alimentos a partir de electricidade, já as plantas têm vantagem pois a produção artificial de matéria organica e virtualmente impossível.

 

Não é ético queimar matéria orgânica porque o homem tecnológico é mais eficiente do que a Natureza.

As pessoas que se preocupam com o ambiente devem defender que não se queime matéria orgânica porque é rara e necessária para os seres vivos.

Os ramos que estão espalhados pelos matos e que há quem defenda a sua "valorização energética", deve ser deixada no terreno para que os fungos e bactérias se possam desenvolver e os insectos os possam ter como alimento (sim, os insectos conseguem digerir a madeira podre).

Muitos insectos nas forma larvar vivem de comer madeira podres e, depois, os animais comem esses insectos.

Queimas a matéria orgânica natural e esmagar os ecossistemas.


Poderá a inteligência artificial suplantar o cérebro humano?

Apesar de o nosso cérebro ter muito volume, é pouco eficiente em termos de volume porque desenvolveu-se de forma a poupar energia. O nosso cérebro tem uma potência de cerca de 20W.

Por comparação, um processador topo de gama gasta cerca de 10 vezes a energia do cérebro e, por isso, pode fazer muitas mais operações por segundo.

Pensando na comparação que fiz entre painéis solares (que produzem electricidade) e palmeiras (que produzem óleo), o que os computadores fazem não é exactamente igual ao que os nossos cérebros fazem mas, em certas métricas, o computador já é mais capaz que um cérebro.

 

Vamos agora até ao Futuro.

No futuro, toda a energia "artificial" será electricidade obtida em painéis solares.

Cada pessoa vai gastar, no seu carro, emprego e casa, cerca de 40 kwh/dia (que é o consumo dos americanos). 

Por exemplo, se cada um dos 5 milhões de automóveis que existem em Portugal fizer 50km/dia, serão precisos 5kwh/dia por pessoa.

Para isso, vão ser necessários 90 m2 de solo ocupado com painéis solares, um total de 900 km2 que representam APENAS 3% da área total do Alentejo

Fig. 1 - Disponibilidade de energia eléctrica num dia médio com painéis inclinados a 60.º e 3x de espaço livre.


A sociedade vai ter que se alterar porque a energia nocturna vai ser muito cara.

A luz solar é mais intensa a meio do dia pelo que quanto mais inclinado for o painel, mais uniforme vai ser a disponibilidade eléctrica ao longo do dia mas menor será o aproveitamento do terreno por causa da sombra.

Fig.2 - Quanto mais inclinado for o painel solar (a azul), maior será a produção de manhã e à tarde e menor a meio do dia mas o espaçamento livre tem que ser maior por causa da sombra (a cinzento).
 

A electricidade durante o dia vai ser quase dada.

Nesse tempo, serão carregadas as baterias dos carros, será aquecida água para usar durante a noite, os frigoríficos terão forma de armazenar o frio e as fábricas funcionarão à força toda.

Quando deixar de haver luz solar, terão que ser usadas as baterias e, ai, tudo dependerá de como vão evoluir!


Comparemos apenas estes três números.

O preço da electricidade é de 0,1416€/kwh e o preço do gás natural 0,05650€/kwh (EDP).

O último leilão de electricidade solar foi de 0,012€/kwh (ver), um desconto de mais de 90% relativamente ao mix eléctrico e 80% relativamente ao gás natural que pagamos.

 

Vai ser possível cultivar plantas no deserto sem água!!!!

Imaginem que usamos o deserto para produzir electricidade com painéis solares. Depois, longe dali, vamos fazer estufas com lâmpadas para as plantas, poderem crescer dia e noite.

 

Será que o gás natural moçambicano será rentável?

Se a electricidade solar já está 80% mais barata do que o gás natural, será que daqui a 10 anos ainda se vai usar gás natural?

Talvez para fazer electricidade durante a noite!

1 comentários:

Unknown disse...

Olá professor, serão mesmo precisas baterias evoluídas? Não será mais prático, por exemplo, bombar água de novo para albufeiras mantendo as atuais barragens como baterias? Ou criar albufeiras perto da costa, com água do mar e encher durante o dia e esvaziar a noite com para produção de energia?

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