As energias renováveis são provenientes de ciclos naturais de conversão da radiação solar, que é a fonte primária de quase toda energia disponível na terra. Por isso, são praticamente inesgotáveis e não alteram o balanço térmico do planeta. As formas ou manifestações mais conhecidas são: a energia eólica, a energia solar, a energia geotérmica, a energia das ondas, a hídrica e a biomassa. As principais características por tipo são:

Energia Eólica – energia cinética das massas de ar provocadas pelo aquecimento desigual na superfície do planeta. Além da radiação solar também têm participação na sua formação fenómenos geofísicos como: rotação da terra, marés atmosféricas e outros. Os últimos desenvolvimentos na tecnologia de produção das turbinas fizeram com que a produção de energia eólica se tornasse muito mais eficiente e competitiva com as formas tradicionais de produção de energia.

No caso português, a potência eólica instalada atinge já os 2.000 megawts (MW). No entanto, ao longo dos próximos seis a sete anos prevê-se que chegue aos 6.000 MW. A partir daí a capacidade em terra fica esgotada. Excluída está a hipótese de aproveitamento eólico em grande escala junto de povoações, devido ao forte impacto visual e sonoro causado pelas turbinas eólicas. Basta lembrar a polémica já causada pela iniciativa da Câmara Municipal de Lisboa que visava colocar na capital 15 turbinas no âmbito do evento ‘Wind Parade Lisboa 2008’. Neste sentido, a partir de 2.015, os parques eólicos em alto mar, ou seja, «off-shore» deverão ser encarados como alternativa para a produção de electricidade a partir do vento. Os melhores locais de vento ou já estão a ser aproveitados ou estão identificados e concessionados para exploração nos anos que se seguem. Em águas pouco profundas, até 20/30 metros, a potência estimada é de 6.000 megawatts, tanto quanto se vai obter em território continental enquanto não se esgotar o potencial. Caso se avance para o chamado «deep-off-shore», ou seja, parques eólicos em águas profundas (até 200 metros), a capacidade da costa portuguesa é quase ilimitada. Na prática pode-se gerar a potência eólica que se quiser. Outra das vertentes que começa a ganhar alguma expressão é a das eólicas em ambiente urbano, ou através da microgeração (em que cada pessoa pode instalar microturbinas no telhado da sua casa), ou pela integração arquitectónica das eólicas nos próprios edifícios.

Energia Solar – este tipo de energia utiliza a luz solar para produzir electricidade (também existem colectores solares para aquecer água). É frequente em calculadoras ou na iluminação de jardins. Apesar de ainda não ser utilizada para a produção de grandes quantidades de electricidade industrial, os seus os custos de utilização têm-se reduzido drasticamente e as áreas onde se utiliza energia solar estão a aumentar significativamente. Os painéis solares são cada vez mais eficientes. Nos sistemas fotovoltaicos a radiação solar é convertida em energia eléctrica por intermédio dos chamados semicondutores, que são configurados em elementos denominados células fotovoltaicas. As principais vantagens atribuídas aos sistemas fotovoltaicos são a facilidade de manutenção (apenas é necessário proceder-se periodicamente à sua limpeza); a possibilidade de armazenar a electricidade gerada em baterias; os impactes relativamente reduzidos, principalmente na fase de operação e a contribuição para a redução da dependência externa, em termos de importação de combustíveis fósseis.

Na União Europeia, Portugal é, depois da Grécia e da Espanha, o país com maior potencial de aproveitamento de energia solar. Com mais de 2.300 horas/ano de insolação na Região Norte, e 3.000 horas/ano no Algarve, o nosso País dispõe de uma situação privilegiada para o desenvolvimento deste tipo de energia, que não se tem, no entanto, concretizado.

Além do elevado investimento inicial, a insuficiência e falta de adequabilidade dos incentivos que têm vindo a ser atribuídos, a carência de regulamentos específicos e de normas de qualidade aplicadas aos instaladores e aos equipamentos, têm dificultado o desenvolvimento das aplicações fotovoltaicas no nosso País. Apesar da energia solar fotovoltaica ser utilizada principalmente em sistemas independentes para fornecer electricidade a localidades rurais remotas, em equipamentos de bombagem para irrigação agrícola, e em sistemas de telecomunicações, a tendência é que as aplicações com ligação à rede eléctrica pública se imponham, nomeadamente no que diz respeito à integração dos sistemas fotovoltaicos em edifícios, devido ao elevado índice de cobertura da rede eléctrica.

Inaugurada em 2007, A Central Solar Fotovoltaica de Serpa é a primeira grande instalação do género a entrar em produção em Portugal, produzindo electricidade suficiente para alimentar oito mil habitações e permitindo uma poupança de mais de 30 mil toneladas em emissões de gases de efeito de estufa, em comparação com uma produção equivalente a partir de combustíveis fósseis.

Energia Geotérmica – esta energia é produzida através do calor produzido por baixo da superfície terrestre. A sua origem é associada à dissipação do calor primitivo originado no processo de formação do planeta e à desintegração de elementos radioactivos contidos nas rochas, que continuamente se dissipa para o exterior através de três processos: condução, convecção e radiação. O fluxo de calor libertado à superfície, em termos médios, é de 82 mW/m2, pelo que considerando a área da superfície da Terra, o fluxo de calor dissipado para o espaço é de cerca de 42 milhões de MWh. A temperatura estimada para o núcleo é de cerca de 4.000ºC. O gradiente geotérmico observado na crusta terrestre em áreas afastadas das zonas de vulcanismo activo estima-se geralmente da ordem de 33ºC/km, enquanto que nas zonas geotermicamente anómalas este gradiente é muitas vezes superior a 100ºC/km. Esta enorme quantidade de energia torna o nosso planeta geologicamente dinâmico, sendo responsável pelos processos dos movimentos das placas tectónicas, pelos fenómenos de vulcanismo, pela construção de grandes cadeias de montanhas ou pela ocorrência de sismos. Na ilha de São Miguel (Açores) podemos observar diversas manifestações superficiais de energia geotérmica como as nascentes termais das Furnas, da Caldeira Velha e da Ferraria.

A produção de energia eléctrica através do aproveitamento da energia geotérmica pode ser efectuada por vários processos de conversão de calor em electricidade. A tecnologia a adoptar, ciclo convencional ou ciclo binário, depende essencialmente da composição do fluido geotérmico. As centrais geotérmicas são constituídas por um parque de poços geotérmicos de produção onde se capta o geofluido, pelos grupos geradores e sistemas auxiliares, além da subestação que transforma e injecta na rede a energia eléctrica. Após aproveitamento do calor, o geofluido é conduzido para os poços de injecção, onde regressa ao reservatório geotérmico. O maior potencial de energia geotérmica em Portugal encontra-se no arquipélago dos Açores e já há duas grandes explorações: a Central Geotérmica da Ribeira Grande (13 MW) e a Central Geotérmica do Pico Vermelho (3 MW).

Energia das Ondas – a utilização da força das ondas e das marés poderá vir a ser uma das melhores formas de produzir energias limpas. As ondas originadas pelo vento contêm uma grande quantidade de energia. A deterioração dos materiais pela exposição à água salgada do mar constitui um problema que tem vindo a ser atenuado através da introdução de novos materiais. Devido a ser uma tecnologia ainda em fase de desenvolvimento os custos da energia produzida ainda não são competitivos com a energia da rede eléctrica, não sendo ainda possível estabelecer um valor certo para o KWh produzido pela energia das Ondas.

Existe uma diversidade de sistemas actualmente a serem testados: as zonas costeiras, i.e., na costa (Shoreline), perto da costa (Nearshore) e fora da costa (Offshore). Esta quantidade de diferente tipos de sistemas em estudo põe em evidência o estado actual dos sistemas de aproveitamento deste tipo de energia, onde ainda se está a estudar qual ou quais serão os sistemas mais eficientes e fiáveis para a produção de energia eléctrica pela conversão da energia das ondas. Os sistemas offshore estão menos dependentes das condições de costa, e (em longas séries ao longo da costa) são os mais adequados para o aproveitamento da energia das ondas em grande escala. As dificuldades associadas à sua maior complexidade, transporte de energia para terra, amarração ao fundo e acesso para manutenção têm impedido que o seu grau de desenvolvimento atingisse o da coluna de água oscilante. Uma boa eficiência de extracção de energia está associada às condições de ressonância com as ondas (frequência de excitação = frequência natural de oscilação da coluna de água por exemplo), o que tem implicações sobre as dimensões máximas dos sistemas. Daqui resulta na prática que os sistemas (tal como na energia eólica) deverão ser modulares, com potências por unidade que não excedam alguns megawatts, o que aponta para o fabrico em série. Qualquer que seja a tecnologia utilizada, a variabilidade da potência produzida está dependente da variabilidade do próprio recurso energético (sazonal, e com o estado de mar), à semelhança do que sucede com a energia eólica. As flutuações associadas à escala de tempo do período da onda (cerca de 10 segundos) podem ser mais ou menos bem filtradas, conforme o sistema e a sua capacidade de armazenamento de energia (por exemplo num volante de inércia). O impacto ambiental é variável conforme o tipo de sistema e, especialmente, a sua localização. Para os sistemas na costa o impacto é essencialmente visual. O principal impacto dos sistemas offshore está associado a interferências com a navegação e pesca. Nas explorações offshore em grande escala, é de prever alteração (embora provavelmente não muito significativa) do regime de agitação marítima que atinge a costa, com a consequente modificação do transporte de sedimentos.

O impacto na vida marinha é provavelmente pouco significativo. Os sistemas de coluna de água oscilante, e outros utilizando turbina de ar, produzem ruído, que no entanto pode ser atenuado (se necessário) recorrendo a técnicas convencionais. Dum modo geral, a utilização da energia das ondas é uma tecnologia relativamente benigna do ponto de vista ambiental.

Portugal inaugurou em Setembro de 2008, na Póvoa de Varzim, o primeiro parque comercial de energia das ondas, capaz de fornecer energia "limpa" a 350 mil casas. As máquinas utilizadas são desenhadas por uma empresa escocesa que é líder mundial neste novo tipo de energia renovável. Este parque energético não está isento de riscos, mas Portugal é o lugar ideal para tentar provar a exequibilidade desta tecnologia. Possuímos uma costa de grande extensão, em comparação com o nível populacional do País.

Energia Hidrológica – energia cinética das massas de água dos rios, que fluem de altitudes elevadas para os mares e oceanos graças à força gravitacional. Este fluxo é alimentado em ciclo reverso graças à evaporação da água, elevação e transporte do vapor em forma de nuvens, naturalmente realizados pela radiação solar e pelos ventos. A fase completa-se com a precipitação das chuvas nos locais de maior altitude. A produção de hidro-electricidade é principalmente efectuada através de centrais hidroeléctricas, que estão associadas a barragens de grande ou média capacidade, que represam a água dos rios, constituindo um reservatório de água, interrompendo pontualmente o fluxo de água. Estas centrais, usam a energia da diferença de nível entre a albufeira e o rio, a jusante da central, que fazem rodar as turbinas e os respectivos geradores, produzindo electricidade.

A produção média de energia, em Portugal, nas pequenas e grandes centrais hídricas representou nos últimos anos 6,1% do consumo total de energia primária e 48,6% de energia eléctrica disponível para consumo final. As barragens do Picote, Bemposta e Alqueva são as de maior potencial. Portugal é, assim, o país da União Europeia com maior percentagem de energia eléctrica produzida por via hídrica.

Energia de Biomassa – energia química transformada pela captação do sol que as plantas fazem pelo processo de fotossíntese. Esta energia pode ser convertida em várias formas de energia: electricidade, combustível ou calor. As fontes orgânicas (plantas, animais e seus derivados), que são usadas para produzir energias usando este processo são chamadas de biomassa. Incluem-se também nesta classificação os efluentes agro-pecuários, agro-industriais e urbanos.

Podemos considerar várias fontes energéticas de origem natural neste capítulo: biomassa sólida; biocombustíveis gasosos; biocombustíveis líquidos. A utilização da biomassa como combustível pode ser feita das suas formas primárias ou derivados: madeira bruta, resíduos florestais, excrementos animais, carvão vegetal, álcool, óleos animal ou vegetal, gaseificação de madeira, biogás, sendo a mais frequente o etanol produzido através de produtos agrícolas e o biodiesel produzido a partir da planta da oliveira.

Actualmente existe em Portugal cerca de uma centena de sistemas de produção de biogás, na sua maior parte proveniente do tratamento de efluentes agro-pecuários (cerca de 85%) e destas cerca de 85% são suiniculturas.

Este aproveitamento, para além de resolver os problemas de poluição dos efluentes, pode tornar uma exploração agro-pecuária auto-suficiente em termos energéticos. Os efluentes sólidos resultantes podem ser ainda aproveitados como adubo. O biogás representa actualmente cerca de 3% do consumo energético nacional (www.energiasrenovaveis.com). No que respeita à utilização dos biocombustíveis líquidos em Portugal, existem apenas alguns projectos de utilização do Biodiesel, como o de alguns autocarros públicos em diversas autarquias. a percentagem de Biodiesel utilizado porém, não vai além dos conservadores 4% (EuroStat, 2007). A floresta cobre cerca de 38% do território Português. Actualmente o potencial quantificável passa sobretudo pela biomassa florestal não havendo números para o sector agrícola, onde os resíduos da vinha, indústria do vinho, podas de olivais e árvores de frutos, do bagaço da azeitona, etc., poderão ter um interesse exploratório considerável.