Recursos energéticos: diferenças entre revisões
Conteúdo apagado Conteúdo adicionado
m Foram revertidas as edições de 187.58.215.84 (usando Huggle) (3.1.18) |
Etiquetas: Provável parcialidade Editor Visual |
||
Linha 1:
= '''Recursos energéticos, meio ambiente e desenvolvimento''' =
(Eja - 8ªB)
== Introdução ==
Energia é um insumo essencial para os seres vivos. Seus metabolismos dependem de seu fornecimento regular, obtido através da ingestão de matéria orgânica formada principalmente de cadeias moleculares de carbono e hidrogênio.
Pode-se dizer que a necessidade mais básica dos seres vivos é a busca de energia para manter seus corpos em funcionamento. Esse aspecto, o atendimento da necessidade fisiológica, predominou na história do homem até ele descobrir que poderia controlar formas de energia que lhe seriam úteis como o fogo, que representou um marco do domínio do homem sobre as forças naturais, e o uso da energia térmica para cozinhar e aquecer-se.
Em seguida, a domesticação dos animais propiciou ao homem a energia mecânica para o transporte, a agricultura, etc. Há alguns milênios, a energia hidráulica dos rios e a eólica passaram a ser utilizadas. No entanto, somente com o advento da produção capitalista, há apenas três séculos, é que a energia assumiu conotação
diferente e fundamental na substituição de homens e animais pelas máquinas.
Desde o domínio do fogo há 750.000 anos até o advento da revolução industrial não houve grande evolução na forma do homem utilizar a energia. Porém, com o vertiginoso processo de industrialização, a necessidade de energia aumentou e novas fontes primárias, com maior densidade energética, foram introduzidas. Desse modo, a introdução do carvão mineral marcou o fim da era da energia renovável representada pela madeira e os parcos aproveitamentos hidráulicos e eólicos, para iniciar-se a era não renovável da energia, a era dos combustíveis fósseis.
A descoberta de um vetor energético como a eletricidade e a invenção das máquinas elétricas no século XIX, juntamente com a introdução dos veículos automotores, lançaram as bases para a introdução da moderna sociedade de consumo, caracterizada por uma intensidade energética nunca vista na história da humanidade.
Dessa forma, foram necessários novos combustíveis de maior poder energético, sendo o petróleo, o “ouro negro”, o candidato que reuniu essas propriedades. Iniciou-se, assim, uma nova fase da utilização dos combustíveis para extração de energia, que pode ser chamada de “fase líquida”, que perdura até os dias de hoje. Mais recentemente, após a Segunda Guerra Mundial, a energia nuclear parecia uma alternativa promissora para a geração de energia elétrica, mas sofreu um grande revés por conta do acidente nuclear em Chernobyl em 1986 na Ucrânia.
====== O impacto da geração de energia ======
De uma
forma ou de outra, todas as atividades humanas sobre a Terra provocam
alterações no meio ambiente em que vivemos. Muitos destes impactos ambientais
são provenientes da geração, manuseio e uso da energia. A principal razão para
esta expressiva participação dos processos energéticos pode ser observada no
fato de que em 1998, segundo as Nações Unidas (1), o consumo mundial de
energia primária proveniente de fontes não renováveis (petróleo, carvão, gás
natural e nuclear) correspondeu a aproximadamente 86% do total, cabendo apenas
14% às fontes renováveis. Além disto, de acordo com a Agência Internacional de
Energia (2), do
total de energia consumido em 1999 cerca de 53% ocorreu nos 24 países
denominados pelas Nações Unidas como de economias desenvolvidas, ficando os
cerca de 100 demais países, denominados de economias em transição ou países em
desenvolvimento, com os 47% restantes.
Esta enorme dependência de
fontes não renováveis de energia tem acarretado, além da preocupação permanente
com o esgotamento destas fontes, a emissão de grandes quantidades de dióxido de
carbono (CO2) na atmosfera, que em
1996 foi da ordem de 23 bilhões de toneladas (3), aproximadamente o dobro
da quantidade emitida em 1965 (a taxa média de crescimento desta emissão
verificada na década de 90 foi de 0,5% ao ano). Como conseqüência, o teor de
dióxido de carbono na atmosfera tem aumentado progressivamente, levando muitos
especialistas a acreditarem que o aumento da temperatura média da biosfera
terrestre, que vem sendo observado há algumas décadas, seja devido a um “Efeito
Estufa” provocado por este acréscimo de CO2 e de outros gases na atmosfera, já
denominados genericamente “gases de efeito estufa”, conhecidos mundialmente
pela sigla GHG (Greenhouse Gases).
Se por um lado
não há ainda entre os especialistas um consenso sobre a real existência deste
“Efeito Estufa”, por outro a preocupação com este crescimento do teor de GHG na
atmosfera começa a fazer parte de discussões internacionais (Rio-92, Kioto-97 e
Bonn-2001), a ponto de inúmeros países, notadamente aqueles que mais contribuem
com as emissões destes gases, já se comprometerem com algum tipo de controle
destas emissões, mesmo que até o momento estes compromissos tenham ficado mais
ao nível da retórica do que terem provocado ações efetivas dos governos neste
sentido.
Os estudos
realizados em escala global para reduzir-se a taxa de crescimento dos teores de
GHG na atmosfera têm apontado para uma série de procedimentos de curto, médio e
longo prazo, que vão desde a substituição de combustíveis fósseis (muitos
países estão implementando a estratégia de substituir o uso de carvão e/ou
derivados de petróleo pelo gás natural, procurando reduzir também a emissão dos
demais poluentes associados a estes energéticos), passando pela introdução de
medidas que tornam mais eficiente o uso da energia e pela criação progressiva
de medidas legislativas de contenção de emissões nas grandes cidades (como a da
Califórnia, USA (6)), até
investimentos pesados no desenvolvimento das fontes renováveis de energia (como
a energia eólica e a solar) e na produção de combustíveis denominados
"limpos" (como aqueles derivados da biomassa e o hidrogênio), com
baixa emissão de poluentes e/ou nenhuma liberação de CO2.
Deve-se observar que a redução
(ou diminuição do crescimento) dos impactos ambientais causados pelo uso
intensivo das fontes não renováveis de energia, não se considerando qualquer
perda na qualidade de vida alcançada com sua utilização, pode ser obtida
através de ações do lado do consumo, pelo uso mais eficiente desta energia, e
do lado da oferta, pelo aumento percentual da participação das fontes
renováveis de energia. Evidentemente que os melhores resultados advirão da
implementação simultânea destas duas abordagens.
Do ponto de vista
do incremento do uso das fontes renováveis de energia, as medidas que possibilitarão
uma participação mais significativa destas fontes no consumo mundial dizem
respeito à otimização e melhor aproveitamento das fontes tradicionais, como
hidráulica (aproveitamento de pequenas centrais, uso da energia hidroelétrica
secundária, fora do pico, redução das perdas de transmissão, etc.) e de
biomassa (uso de resíduos agrícolas, aproveitamento de lixo e esgoto, etc.),
bem como ao aumento da competitividade das fontes alternativas de energia, como
a solar e a eólica, com tecnologias já consolidadas, e outras como das ondas e
do aproveitamento do gradiente térmico dos oceanos (OTEC), que ainda necessitam
de investimentos em pesquisa. É fácil perceberque o incremento do uso das
fontes renováveis trará não apenas os benefícios ambientais mencionados, mas
também uma diversificação no uso das fontes de energia, reduzindo-se os riscos
de descontinuidade de abastecimento, obtendo-se ainda maior competitividade e
preços mais equilibrados.
Deve-se observar
também que, de todas estas fontes renováveis citadas, apenas a biomassa permite
a obtenção direta de combustíveis, enquanto as demais fornecem como primeiro
produto a eletricidade. Se por um lado este fato não tem grande relevância para
a geração estacionária de energia, praticamente todo o setor de transportes
depende do suprimento de combustíveis; isto reduz significativamente as
alternativas de fontes renováveis disponíveis.
No caso específico
deste setor, sua participação no consumo mundial de energia situa-se em torno
de 20%, correspondendo também a algo desta ordem sua participação no total das
emissões globais de CO2. No
Brasil, o setor de transportes apresenta semelhança com a participação no total
do consumo (20,6% da energia total em 1999, segundo o Balanço Energético
Nacional 2000 (7) ), porém, em vista deste setor ser o responsável pelo
uso de mais da metade dos combustíveis derivados do petróleo, cuja participação
no total de emissões de CO2 do país é da ordem de 80% (8), conclui-se que o setor de
transporte contribui com algo da ordem de 40% das emissões totais brasileiras.
Outra
característica importante do setor de transportes é que, além de ser um dos
principais emissores de GHG, a concentração de veículos nas grandes cidades faz
com que localmente os impactos ambientais causados pela queima de combustíveis
fósseis sejam muito mais significativos, pela concentração de poluentes
praticamente no perímetro urbano dos municípios ou, pior ainda, em algumas
áreas mais restritas, como as regiões centrais das cidades onde, além disso, em
geral existe pouca circulação do ar pela presença de grande número de prédios e
edifícios. De fato, o uso de combustíveis para transporte no meio urbano tem
sido o principal fator de comprometimento da qualidade do ar das grandes
cidades, em que pese o fato de nas duas últimas décadas ter havido reduções
significativas na emissão de poluentes como monóxido de carbono (CO), dióxido
de enxofre (SO2) e óxidos de
nitrogênio (NOx) provenientes da queima de derivados de petróleo em motores de
veículos. No caso do dióxido de carbono (CO2), ao contrário dos demais, as emissões permaneceram com índices
crescentes, uma vez que as eficiências dos veículos não experimentaram avanço
equivalente.
Pequenas
partículas suspensas são uma mistura de partículas de combustão primária e
produtos da conversão secundária como os aerossóis, sulfatos e nitratos. Em
muitas partes do mundo a poeira urbana levada pelo vento pode ser também
significante colaboradora para as partículas suspensas. Essas partículas são
depositadas profundamente nos pulmões, onde sua remoção é lenta e sua
capacidade de causar dano é reforçada. Elas também carregam traços de metais
adsorvidos e hidrocarbonetos cancerígenos para o interior dos pulmões,
intensificando o potencial de danos à saúde.
Estudos dos
efeitos à saúde humana causados pela poluição aérea têm se concentrado nas
pequenas partículas. Além disso, há poucas medições dessas partículas na
maioria das cidades, sendo considerada a determinação da quantidade de
partículas menores que 10 microgramas (PM10) um melhor indicador que os níveis
totais simples de partículas.
No final da década
de 90 as concentrações médias anuais de PM10 nas cidades da América do Norte,
Europa Ocidental e do Japão situaram-se entre 30 a 45 microgramas por metro
cúbico. A norma americana, por exemplo, permite até 50 microgramas por metro
cúbico. As emissões brasileiras situam-se em torno de 70 microgramas por metro
cúbico (9).
Há ainda os
problemas relacionados aos níveis de dióxido de nitrogênio e do ozônio que
excedem as normas em muitas cidades, particularmente aquelas com abundância de
radiação solar como Los Angeles (EUA) e Atenas (Grécia). Evidências recentes
sugerem que pequenas partículas (menores que 2,5 microgramas) podem ser
melhores indicadores de doenças, o que levou os Estados Unidos a formular
regulação sobre essas emissões.
Este enfoque sobre
emissões de partículas cada vez menores tem trazido ao material particulado do
Diesel uma atenção crescente. Diferente da gasolina, o Diesel produz uma
significante quantidade de emissões de partículas que não são apenas menores,
mas podem conter propriedades químicas que as tornam mais perigosas. Isso faz
crescer o questionamento sobre o futuro dos veículos a ciclo Diesel, mesmo que
esses veículos sejam ligeiramente mais eficientes e de custo mais baixo que os
a gasolina.
Desde a década de
80 estudos revelaram que não há um limiar no qual a concentração de partículas
abaixo desse limite não ocasionaria danos à saúde. Identificou-se apenas que os
efeitos danosos ao homem dão-se na razão direta da concentração dessas
partículas, ou seja, para concentrações menores, menores danos e vice-versa.
Até
o início da década de 90, a principal fonte de emissões de chumbo por todo o
planeta era o chumbo tetraetila, usado como aditivo para aumentar a octanagem
da gasolina. Mas quase todos os países têm agora planos de removê-lo da
gasolina. Um significante número de crianças em muitos países industrializados
e em desenvolvimento tem altos níveis de chumbo no sangue, o que pode levar ao
atraso do desenvolvimento cognitivo (inteligência).
As cidades dos
países em desenvolvimento têm concentrações médias de poluentes muito maiores
que as cidades dos países industrializados. Em cidades da China e da Índia, as
médias parecem estar próximas de 200 microgramas por metro cúbico de PM10,
embora haja muita variação de acordo com a estação do ano e da cidade. Tais
concentrações devem estar causando mortes prematuras significantes – talvez 15%
ou mais acima dos níveis anteriores.
A Tabela a seguir
apresenta as estimativas recentes dos impactos para a saúde da geração de
energia elétrica com carvão e gás natural equipadas com a melhor tecnologia de
controle disponível. Para os ciclos combinados a gás natural, os únicos custos
significantes à saúde são aqueles relacionados com as emissões de óxidos de
nitrogênio (NOx) e estes custos são relativamente baixos (tipicamente cerca de
5% do custo de geração). Mas para o carvão o custo estimado para a saúde
(principalmente devido ao dano causado pelos particulados) é elevado e
comparável ao custo de geração.
Nota: Estes cálculos
foram realizados como parte do Programa Externe da Comissão Européia. Os
estudos estimaram os valores econômicos dos impactos à saúde estimando a
magnitude da disposição a pagar das pessoas para evitar os efeitos adversos à
saúde. Os custos estimados à saúde mostrados são os valores médios; o intervalo
de confiança 68% está entre 0,25 e 4 vezes o custo médio (10).
Por
tudo isto é que grandes cidades como Los Angeles, Cidade do México, Tókio, São
Paulo e outras vêm adotando e estudando a implantação de diversas medidas
buscando controlar este problema, que vão desde alterações técnicas redutoras
das emissões veiculares, tais como o uso de aditivos especiais à gasolina, uso
de catalisadores, incremento na utilização do gás natural, até medidas de
restrição ao tráfego de veículos em determinadas áreas em certas épocas do ano,
como o denominado "rodízio" de veículos já implementado na cidade de
São Paulo, pedágio eletrônico em determinados locais da cidade, controle
rigoroso do nível de emissão dos motores da frota com pesadas multas para veículos
fora de especificação e imposto adicional proporcional ao nível de emissão do
veículo, as três últimas ainda em estudo.
Além destas
medidas, têm surgido algumas propostas mais radicais, como ocorreu na cidade de
Los Angeles, onde o CARB (California Air Resources Board) determinou aos
fabricantes de veículos automotivos que participam daquele mercado a
obrigatoriedade de introduzirem um número crescente de veículos com
características de emissão zero (ZEV – Zero Emission Vehicles).
Atualmente
apenas carros elétricos satisfazem esta condição de emissão zero (emissão zero
no que diz respeito ao sistema de propulsão), havendo como únicas alternativas
o uso de baterias eletroquímicas ou células a combustível. No primeiro caso os
veículos a baterias já são conhecidos há muito tempo, e sua tecnologia tem sido
bastante estudada, havendo modelos comerciais operando em várias partes do
mundo.
Entretanto alguns
problemas técnicos como o tempo de recarga das baterias e sua viabilidade
econômica persistem. No segundo caso, ao contrário, a tecnologia das células a
combustível é bastante recente, ainda com um grande potencial de
aperfeiçoamento, onde o uso do hidrogênio como um combustível "limpo"
aparece como uma alternativa interessante, principalmente se produzido a partir
de fontes renováveis de energia, não originando em todo seu ciclo de geração e
utilização qualquer composto de carbono.
Perspectivas para novas tecnologias de geração e
seus impactos ao meio ambiente
A
sustentabilidade no suprimento de energia é o grande desafio que se coloca para
o futuro da humanidade. Aliado a isso, outro desafio de tal envergadura é o
atendimento da população sem acesso a energia elétrica. É notável que
aproximadamente 1,6 bilhões de pessoas ainda não têm acesso à energia elétrica
ou outras formas de energia comercial e que os 20% mais pobres usem somente 5%
do total de energia consumida no mundo.
Globalmente, a
demanda por energia está aumentando em sintonia com o desenvolvimento
socioeconômico. Além disso, há grandes disparidades no nível de consumo, não só
entre diferentes países, mas também entre ricos e pobres no mesmo país.
Segundo as
conclusões do World Energy Outlook, a demanda primária de energia mundial e as
emissões de carbono crescerão respectivamente 65% e 70% entre 1995 e 2020 e os
combustíveis fósseis responderão por mais de 90% da demanda primária de energia
em 2020 (12).
Os danos
ambientais das fontes não renováveis já são bem conhecidos e grandes esforços
no mundo têm sido feitos para a paulatina introdução das energias renováveis no
cenário energético vindouro, conforme já mencionado. Países como Alemanha já
lançaram programas ambiciosos de substituição da geração de energia elétrica
com usinas nucleares por fontes renováveis de energia, como a eólica.
Quanto ao efeito
estufa, várias conferências têm sido realizadas para atingir um acordo entre os
países que possuem as maiores cotas de emissão dos gases de efeito estufa. O
protocolo de Kyoto estabeleceu em 1997 limites para a emissão de gases de
efeito estufa para os países signatários do acordo. Para atingir os objetivos
do acordo, os países pertencentes à Agência Internacional de Energia (IEA)
chegaram a quatro alternativas:
- Menor uso dos serviços de energia com aquecimento, iluminação, transporte,
motores e secagem industrial;
- Diminuir a quantidade de
energia necessária para produzir uma unidade de serviço de energia, através do
desenvolvimento e uso de sistemas, tecnologias de uso final e suprimento
energético mais eficientes;
- Mudança dos combustíveis fósseis
para os combustíveis não-fósseis e dos hidrocarbonetos de molécula maior para
os hidrocarbonetos de molécula menor;
- Remover o carbono dos gases de
saída da combustão e armazená-lo.
A segunda opção
implica no desenvolvimento de novas tecnologias de conversão energética que
sejam mais eficientes, ou seja, que consigam retirar mais energia das fontes
primárias, e que possuam menor impacto ambiental. Por isso, o desenvolvimento
de novas tecnologias de conversão e os melhoramentos nas atualmente utilizadas
são os objetivos principais do empenho de governos, indústrias e da sociedade
em geral para atingir a sustentabilidade.
A energia nuclear
Atualmente a
energia nuclear responde por 6% da energia e 16% da produção elétrica produzida
no mundo. A maioria dos analistas projeta que a contribuição da energia nuclear
para a energia global não crescerá e provavelmente declinará no futuro próximo.
As causas apontadas são os custos maiores que o originalmente esperado, o
aumento da competição das tecnologias alternativas e a perda da confiança do
público devido às preocupações em torno da segurança, manejo do lixo radiativo
e proliferação de armas nucleares.
{|
|
Já que a energia
nuclear pode fornecer eletricidade sem emitir poluentes aéreos e gases de
efeito estufa, há um empenho de seus defensores em demonstrar novas
alternativas tecnológicas de reatores mais seguros e de menor custo.
Diferentemente dos reatores de Chernobyl, os reatores de água leve (LWR)
empregados na maioria das instalações no mundo não têm tido grandes problemas
de segurança, apesar da recorrente ocorrência de pequenos incidentes. No
entanto, permanecem as dúvidas sobre a proliferação de armas nucleares.
|
|}
'''Novas perspectivas para o aproveitamento dos combustíveis
fósseis'''
O carvão ainda é a
fonte de energia mais utilizada para geração de energia elétrica e suas
reservas mostram que não há uma previsão de esgotamento pelo menos nos próximos
dois séculos. No entanto, conforme mostrado anteriormente, é uma das mais
poluentes fontes primárias. Por isso, as estratégias de curto prazo estão
voltadas para o desenvolvimento de combustíveis sintéticos e novas tecnologias
de geração. As novas tecnologias incluem a cogeração (geração de calor e
energia elétrica combinados) e poligeração, que abrange a produção simultânea
de combustíveis sintéticos, eletricidade, calor de processo e produtos
químicos.
Podemos
identificar claramente, no futuro próximo, uma opção energética pelo gás
natural, um combustível bem menos poluente que o carvão e o petróleo, sendo que
as turbinas a gás com ciclo combinado representam a geração termoelétrica mais
eficiente.
As tecnologias
avançadas mais promissoras de cogeração e geração termoelétrica para o curto (5
anos) e médio (10 anos) prazos incluem as tecnologias baseadas em turbinas a
gás, ciclo combinado a carvão com gaseificador integrado (IGCC) e ciclo
combinado a gás natural (NGCC). As novas tecnologias já comercialmente
disponíveis de turbinas a gás permitem eficiência de até 54% na conversão. As
tecnologias IGCC, em torno de 40%.
Para
um horizonte um pouco maior, grandes esperanças estão sendo depositadas nas
fontes renováveis de energia, principalmente a energia eólica e a solar. Ambas
apresentam um significativo crescimento nos últimos anos. A energia eólica já
atingiu maturidade suficiente em alguns países, colocando-a em condições
competitivas com as fontes tradicionais não renováveis.
'''A
economia do hidrogênio'''
Nota-se
claramente a evolução dos combustíveis na história humana. Por um grande
período, da aurora das civilizações até a era industrial, predominou a fase
sólida com a madeira e, posteriormente, o carvão. Há pouco mais de um século, o
aproveitamento do petróleo inaugurou a fase líquida já referida anteriormente.
Atualmente nota-se um empenho pela utilização
do gás natural e futuramente o hidrogênio. Com isso, delineia-se no horizonte
energético a “fase gasosa”. Essa evolução na utilização dos combustíveis é
citada por muitos autores como a descarbonização da economia, pois os
combustíveis utilizados têm cadeias carbônicas cada vez menores (Figura 4).
Este é um fato importante que tem sido percebido nos últimos duzentos anos
através de pesquisas, ou seja, que o mundo tem perseguido uma progressiva
descarbonização da matriz energética. Seguindo essa tendência, a economia
baseada no hidrogênio como fonte energética representaria o fim da era do
carbono como fonte de energia.
Há um consenso na
comunidade mundial de que a era do petróleo barato está terminando. Os poços de
petróleo que estão sendo descobertos fazem parte de bacias off-shore com custos
crescentes de extração. As grandes bacias petrolíferas se encontram em países
do Oriente Médio, onde a instabilidade política não garante a tranqüilidade
almejada pelo Ocidente. Além disso, as questões ambientais associadas à
utilização dos combustíveis fósseis descritas anteriormente são motivos de
preocupação da comunidade internacional. Esses fatores implicarão
inevitavelmente em custos crescentes para a sociedade, cuja economia está
baseada no petróleo.
Após
a Crise do Petróleo em 1973 e 1979 houve um esforço para se encontrar
alternativas para a produção de energia no mundo. A ênfase foi dada na busca de
novas fontes de energia e na melhoria dos processos de conversão para diminuir
o consumo de petróleo. No entanto, a queda do preço do petróleo na década de 80
e 90 arrefeceu o empenho demonstrado após a crise de 1973. O orçamento nas
pesquisas para alternativas para o petróleo diminuiu sensivelmente.
Mas,
apesar disso, foram lançadas sementes de novas tecnologias de conversão que
agora começam a frutificar. Tecnologias como a solar fotovoltaica, geradores
eólicos e células a combustível começam a penetrar no mercado. Os geradores
eólicos já apresentam custos competitivos com as formas tradicionais de geração
de energia elétrica. Nos últimos anos a capacidade eólica mundial cresceu num
ritmo anual de 27,75% (14).A
European Wind Association prevê que a energia eólica possa produzir 10% da
eletricidade mundial até 2020 (15).
A indústria eólica é um dos segmentos de mercado com crescimento mais rápido na
economia mundial. Atualmente há cerca de 15 GW de energia eólica instalada no
mundo, dos quais 10 GW está na Europa. A Dinamarca já produz 14% de seu consumo
de energia elétrica através do vento (16).
Grandes
esperanças estão depositadas também na tecnologia das células a combustível.
Desenvolvidas a princípio para as naves tripuladas que foram ao espaço na
década de 60, logo se viuvantagens que poderiam ser utilizadas na produção de
energia elétrica na Terra.
A
célula a combustível é um dispositivo eletroquímico que transforma energia
química de um combustível diretamente em eletricidade. O hidrogênio, em
combinação com o oxigênio do ar, resulta em energia elétrica, calor e água, num
processo de eletrólise reversa. Sua eficiência de transformação é superior aos
dispositivos tradicionais, que utilizam a combustão como uma etapa térmica
intermediária para retirar energia de um combustível fóssil. Seu grande apelo
ambiental reside no fato dela diminuir ou até mesmo não emitir os gases que são
tradicionalmente liberados pelas máquinas térmicas tradicionais.
O
combustível para as células é o hidrogênio. Atualmente a maior parte do
hidrogênio obtido mundialmente provém das fontes fósseis. Através da reforma do
gás natural são produzidos cerca de 48% do hidrogênio no mundo; o petróleo e o
carvão são responsáveis por 30% e 18% da produção, respectivamente. A
eletrólise é responsável por 4% dessa produção (17). Mas o hidrogênio também pode ser
produzido através das fontes renováveis, como solar, hidráulica, eólica e a
biomassa. O diagrama da figura 6 ilustra simplificadamente os processos de
obtenção do hidrogênio através das fontes renováveis.
Particularmente
no caso da biomassa, essa opção é extremamente interessante para o Brasil, já
que o país é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar. As duas formas de
obtenção do hidrogênio dessa fonte são a reforma vapor do etanol e a
gaseificação do bagaço.
A
reforma é definida como a conversão catalítica e endotérmica de um combustível
líquido, sólido ou gasoso disponível comercialmente para um gás combustível (H2). A maioria dos processos utiliza
hidrocarbonetos leves para a extração do hidrogênio. Os hidrocarbonetos leves
são aqueles com cadeias carbônicas situadas entre o metano e a nafta, com
pontos de ebulição inferiores a 250°C. Esses compostos podem reagir com a água
a temperaturas entre 800 e 900°C em presença de catalisadores, resultando numa
mistura de gases contendo principalmente H2,
CO, CO2 e CH4 (18).
Essa reação
resulta em um produto gasoso de composição típica aproximada de 62,6% de H2, 21,4% de CO2, 12,5% de H2O e
3,5% de N2 em volume (19).
Diagrama
simplificado da obtenção do hidrogênio através das fontes renováveis
A gaseificação
é um processo de conversão termoquímica realizado a altas temperaturas,
envolvendo oxidação parcial dos elementos combustíveis de constituição da
biomassa.
Os gases produzidos
na gaseificação são formados por CO, CO2,
H2, CH4, traços de hidrocarbonetos pesados, água, nitrogênio e várias
outras substâncias - pequenas partículas de coque, cinza, alcatrão e óleos, que
são consideradas contaminantes. A composição desse gás de síntese depende do
tipo de gaseificador e das características do gaseificador (20).
Mesmo
utilizando hidrocarbonetos como combustíveis primários, as emissões de gases
como dióxido de carbono, óxidos de nitrogênio e enxofre são menores ou
inexistentes utilizando células a combustível do que as formas tradicionais de
queima desses combustíveis para gerar eletricidade. Elas também produzem menor
nível de ruído por ser uma forma estática de conversão de energia.
Algumas
tecnologias já se encontram em fase comercial e outras ainda estão sendo
desenvolvidas. Grandes empresas privadas e agências governamentais estão
investindo nesta tecnologia. A grande desvantagem destes sistemas é seu custo
atual que, entretanto, deverá ser significativamente reduzido com os avanços
tecnológicos (só recentemente está-se investindo recursos expressivos nesta
tecnologia) e com os ganhos de escala de produção.
Considerações finais sobre
energia e desenvolvimento
O
tema energia tem um significado importante no debate da questão ambiental e do
desenvolvimento sustentável. Isto porque para o desenvolvimento econômico a
energia é um dos insumos básicos. Ela não é apenas um componente da
infra-estrutura industrial de um país, mas é também de outros setores como, por
exemplo, o setor de transportes, telecomunicações, comércio e educação. Por
outro lado, no que diz respeito à questão ambiental, vários desastres
ecológicos e alterações no meio ambiente têm relação estreita com o suprimento
de energia surgindo, portanto, várias críticas às teorias de desenvolvimento
existentes.
O
conceito de desenvolvimento até a década de 30, de acordo com Mota(21) , estava relacionado à produção de bens materiais, ou
seja, evoluir significava produzir mais e o mercado tinha como função a distribuição
destes produtos. Se, por um lado, este tipo de desenvolvimento levou a grandes
transformações econômicas e políticas, com a revolta contra o reinado e a
criação de instituições que substituíram o poder absoluto do rei, por outro
lado trouxe conflitos e contradições, manifestados nas condições precárias de
vida da maior parte da população.
Após
a Segunda Guerra Mundial o conceito de desenvolvimento passa a estar
relacionado ao bem-estar social, visto que este conceito passa a ser
identificado com direitos sociais, segurança social e políticas redistributivas
de renda, com ênfase na atuação do Estado, que passa a valorizar o planejamento
em detrimento das forças de mercados auto-reguladas (22). Neste ponto os conceitos sobre
desenvolvimento – como bem-estar social e como progresso - se conciliaram a
partir de uma coalizão de interesses entre o Estado, sociedade e mercado (23) .
No
Brasil, do final da Segunda Guerra Mundial até os anos de 1970, o
desenvolvimento ocorreu a partir de uma estrutura de produção e distribuição
que foi orientada principalmente para as classes de renda mais alta. Os setores
mais dinâmicos nesta época eram a indústria automobilística e a indústria de
bens de consumo durável, típicos das classes alta e média. Segundo Mota tratava-se
de uma estrutura de produção, distribuição e consumo altamente concentrada, em
que uma elite controlava e dominava os recursos disponíveis - terra, crédito,
renda - e a maioria da população continuava sem receber os benefícios da
expansão econômica e do progresso técnico. Tal estrutura continua existindo e é
fonte de conflitos e críticas às teorias de desenvolvimento existentes (24).
Os
valores que sustentam a noção de desenvolvimento ainda vigente dão exagerada
ênfase ao crescimento (25) econômico, o que implica na exploração descontrolada
de recursos naturais e consumo exagerado. Esses valores têm gerado uma série de
novos riscos, problemas ecológicos, degradação ambiental, desintegração e
desigualdade social, marginalização de regiões e indivíduos, violência etc (26).
Para se delinear uma nova estratégia de desenvolvimento é necessário ocorrer
uma mudança na forma de pensar, perceber e definir valores, ou ainda, conforme
Morin (27) , é preciso “repensar a reforma, reformar o
pensamento”. E, de fato, vive-se um processo de mudança de visão do mundo na
ciência e na sociedade, uma mudança de paradigma tão radical como foi a
revolução copernicana (28).
É
nesse novo paradigma que deverá ser analisada a energia para o desenvolvimento
sustentável. O uso e consumo da energia, bem como o planejamento energético,
deverão ser reavaliados de forma a incorporar soluções sustentáveis.
Porém, essa
compreensão ainda não atingiu sequer a maioria das universidades, corporações,
instituições e menos ainda a sociedade, que deixam de reconhecer que os
diferentes problemas estão inter-relacionados, como também que as possíveis
soluções podem afetar as gerações futuras. A partir do ponto de vista
sistêmico, as soluções viáveis são as soluções sustentáveis.
O
conceito de sustentabilidade, nos termos do Relatório Bruntland, é definido
como aquele que “atende às necessidades do presente sem comprometer a
capacidade de as gerações futuras também atenderem às suas” (29).
Neste
contexto, para que a questão energética se torne sustentável, é necessário que
seus problemas sejam abordados de forma ampla, incluindo não apenas a gestão, o
desenvolvimento e a adoção de inovações tecnológicas, mas também promovendo
mudanças quanto ao comportamento da sociedade. De outra maneira, para que a
mudança possa atender à reconciliação entre economia e meio ambiente é
necessária uma mudança civilizacional (30) e, como coloca Sachs (31), a solução requer uma passagem de
uma “civilização do ter” para uma “civilização do ser”.
Bibliografia e Referências
* Página principal: '''www.unicamp.br'''
1) World Energy Assessment: Energy and the Challenge of
Sustainability. UNDP, UN, 2000.
2)
<nowiki>http://www.eia.doe.gov/emeu/iea/tablee1.html</nowiki>
3)
Relatório
sobre o Desenvolvimento Mundial 2000/2001. Banco Mundial, 2001, págs. 302/303.
4)
C.-J. Winter. Hydrogen and Solar Energy –
ULTIMA Ratio Avoiding a “Lost Moment in the History of Energy”!, Proc. VIII
World Hydrogen Energy Conference, V. 1, p. 3-47, 1990.
5)
The World Development Indicators 2001.
World Bank, 2001.
6)
J.T. Woestman e E.M. Logothetis,
Controlling Automotive Emissions. The Industrial Physicist, 1995.
7) Balanço Energético Nacional 2000.
DNDE/SEM/MME, 2000.
8)
Inventário
Brasileiro das Emissões Antrópicas por Fontes e Remoções por Sumidouros de
Gases Efeito Estufa não Controlados pelo Protocolo de Montreal. MCT, <nowiki>http://www.mct.gov.br/clima/comunic_old/invent1.htm</nowiki>.
9)
World Energy Assessment. Energy and the
challenge of sustainability. United Nations Departament of Economic and Social
Affairs, World Energy Council. Edited by José Goldemberg, 2000.
10)
World Energy Assessment. Energy and the
challenge of sustainability. United Nations Departament of Economic and Social
Affairs, World Energy Council. Edited by José Goldemberg, 2000.
11)
Zero Emission Vehicle Program Changes.
California Air Resources Board, CA, USA, 2001.
12) World
Energy Outlook. Looking at Energy subsidies: Getting the Prices Right. Mídia
eletrônica: www.iea.org, 25/01/2002,
às 11:45hs.
13)
Ausubel, J. H. Decarbonization: the next
100 years. 50th Anniversary Symposium of the Geology Foundation Jackson School
of Geosciences, U. of Texas Austin, Texas, 25 April 2003 URL: <nowiki>http://phe.rockefeller.edu/AustinDecarbonization/</nowiki>
14)
Chambers. A. Distributed Generation: A
Nontechnical Guide. Tulsa, OK: PennWell, 2001
15)
Idem
16)
Hoffmann P. Tomorrow´s Energy Hydrogen. The
MIT Press Cambridge, Massachusetts 02142. 289 p.
17) DOE
(2002) U.S. Department of Energy, Hydrogen Information Network. <nowiki>http://www.eren.doe.gov/hydrogen/faqs.html#cost</nowiki>
18) Silva, E. P.Introdução a Tecnologia e
Economia do Hidrogênio. Campinas: Editora da UNICAMP, 1991, 204p.
19)
BROWN, L. F. A comparative study of fuels
for on-board hydrogen production for fuel-cell-powered automobiles. International
Journal Hydrogen Energy. International Association for Hydrogen Energy.
Elsevier Science Ltd. Vol. 26, p. 381-397, 2001.
20)
BAIN, Richard L., OVEREND, P. Ralph, CRAIG,
R. Kevin. Biomass-fired power generation. Fuel Processing Technology, nº 54 pg
1-16. Elsevier Science B.V.1998.
21) MOTA, Carlos Renato. As principais teorias e práticas de
desenvolvimento. In: Bursztyn,
Marcel (org.). A difícil sustentabilidade. Política energética e
conflitos ambientais. Rio de Janeiro: Garamond, p. 27–40, 2001.
22) “O Estado a partir de políticas fiscais e
monetárias, cambiais, tecnológicas, científicas passa a ser um agente no
financiamento, alocação e realocação de recursos públicos orientados para o
desenvolvimento econômico” (Idem, 2001: 31-32).
23) Idem.
24) BARBOSA, Sônia Regina da Cal Seixas.
Desenvolvimento e ambiente: questões fundamentais da sociologia contemporânea.
Humanitas, Campinas, 3 (2): 39-53, ago/dez, 2000. BARTHOLO Jr, Roberto. A mais moderna das esfinges: notas sobre
ética e desenvolvimento. In:
Bursztyn, Marcel (org.). A difícil sustentabilidade. Política energética
e conflitos ambientais. Rio de Janeiro: Garamond, p. 13–26, 2001. GUIMARÃES, Roberto. Agenda 21 e
desenvolvimento sustentável. Debates socioambientais. Ano IV, n. 11 – nov/fev
1998/1999. HERCULANO, Selene
Carvalho. Do desenvolvimento (in) suportável à sociedade feliz. Goldenberg, Mirian (coord.). Ecologia,
ciência e política. Rio de Janeiro: Revan, p. 9-48, 1992.
25) “Quanto a definição de crescimento não há
grandes controvérsias. Ele é caracterizado como uma elevação persistente do
produto nacional bruto real, per capita, ao longo do tempo, traduzindo-se
ainda, algumas vezes, como um aumento no nível do consumo per capita”
(CAVALCANTI, 1996: 20). CAVALCANTI,
Rachel Negrão. A mineração e o desenvolvimento sustentável: casos da Companhia
Vale do Rio Doce. São Paulo: Escola Politécnica, Universidade de São Paulo,
1996, 432 p. Tese (Doutorado).
26) BARBOSA, Sônia Regina da Cal Seixas.
Desenvolvimento e ambiente: questões fundamentais da sociologia contemporânea.
Humanitas, Campinas, 3 (2): 39-53, ago/dez, 2000. BROWN, L. et all.
Estado do Mundo – 2000. Relatório de Worldwatch Institute sobre o avanço
em direção a uma sociedade sustentável. Salvador: UMA Editora, 2000. p. 3 – 21. CARAPINHEIRO, Graça. A globalização do
risco social. In: Santos, Boaventura de Souza (org.). A globalização das
ciências sociais. São Paulo: Cortez, p. 197-230, 2002. MARTINEZ-ALIER, José.
Justiça social e distribuição ecológica de conflitos. In: Ferreira, Leila da
Costa (org.). A sociologia no horizonte do século XXI. São Paulo: Bontempo, p.
122-135, 1997. SANTOS,
Boaventura de Souza. Os processos da globalização. In: Santos, Boaventura de
Souza (org.). A Globalização e as Ciências Sociais. São Paulo: Cortez, p.
25-102, 2002.
27) MORIN, Edgar. A cabeça bem-feita. Repensar
a reforma, reformar o pensamento. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, p. 9-33,
2000.
28) CAPRA, Fritjof. O Ponto de Mutação. São
Paulo: Editora Cultrix, 1982.
MORIN, Edgar. Introdução ao pensamento complexo. Instituo Piaget, 1990.
29) HERCULANO, Selene Carvalho. Do
desenvolvimento (in) suportável à sociedade feliz. Goldenberg, Mirian (coord.). Ecologia,
ciência e política. Rio de Janeiro: Revan, p. 9-48, 1992.
30) ROMEIRO, Ademar. Globalização e meio
ambiente. Texto para Discussão.Campinas: UNICAMP/IE, n. 91, nov. 1999.
31) SACHS, Ignacy. Ecodesenvolvimento. Crescer
sem Destruir. São Paulo: Editora Vértice, 1986.
™
| |||