Sol, vento e big data

As fontes de energia solar e eólica foram as que mais cresceram em potencial instalado de geração elétrica no planeta em 2013, e este acabou sendo o primeiro ano em que a capacidade instalada em 12 meses de fontes renováveis superou a das energias fósseis.

Mas a intermitência dessas fontes é um enorme desafio para sua expansão de forma ainda mais rápida e necessária. Como a incidência de sol e de ventos é inconstante e difícil de prever, os sistemas elétricos dos países e das empresas precisam contar com uma enorme capacidade de reserva para garantir a continuidade do fornecimento de energia. As principais fontes usadas para tal são as termelétricas e as hidrelétricas. Em ambos os casos, a manobra de regular o despacho de energia não pode ser feita de forma abrupta e instantânea.

No caso das termelétricas, isso significa mantê-las ligadas para poder, em caso de necessidade, responder rapidamente, gerando a energia suficiente para lidar com as variações de oferta nos sistemas eólico e solar.

Quando a parcela de energia eólica e solar é relativamente pequena, até 10% da energia gerada, este não é um grande problema, uma vez que as termelétricas e hidrelétricas estariam ligadas de qualquer maneira para atender a maior parte da demanda. Mas, quando este percentual sobe para 15% a 20% ou mais, manter as termelétricas ligadas para uma eventualidade passa a ser um fator de ineficiência significativo.

Para enfrentar este problema, engenheiros e climatologistas buscam constantemente formas de melhor prever as variações de radiação solar e vento para diminuir a incerteza da geração. Nos EUA, engenheiros de uma companhia elétrica e pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (NCAR) passaram a coletar 24 horas por dia os dados reais de ventos que passam pelas milhares de unidades de aerogeradores da empresa e cruzam com as centenas de fontes de informações climáticas disponíveis no NCAR para gerar prognósticos de ventos sem precedentes, o que permite à empresa reduzir significativamente a necessidade de termelétricas ligadas como reserva.

A inciativa foi destacada recentemente pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT) na lista anual que publica com as dez tecnologias mais disruptivas do ano. A atual capacidade de analisarmos um volume de dados colossal permite que os modelos sejam aprimorados ano a ano. Quanto mais cresce a instalação de energia eólica ou solar, mais cresce a precisão da previsão dos sistemas.

Este é mais um sinal de que a revolução das energias renováveis modernas veio para ficar.

Vai sobrar petróleo - parte II

Na semana passada, sugeri em minha coluna no jornal O Globo que, nas próximas décadas, a demanda vai cair e vai sobrar petróleo e que, portanto, o imenso investimento que o Brasil faz nesta fonte de energia, no momento, poderia se tornar um mico.

Recebi vários e-mails comentando o artigo com perguntas e solicitações de mais elementos para sustentar minha “previsão”. Em geral, os leitores acharam que fui otimista demais, quase fazendo uma aposta.

Não sou futurólogo, mas apenas observo as evidências de transformação em curso. O mundo está se eletrificando porque é a forma mais eficiente de gerar, transportar, distribuir e consumir energia. De 1973 a 2011, a proporção da energia elétrica na matriz energética global dobrou, passando de 9% para 18% do uso de energia no planeta. No mesmo período de 30 anos, a participação do petróleo da geração de energia elétrica caiu de 24% para 4,5% e cresceu a participação das energias renováveis, do carvão e do gás. O uso do petróleo na geração de energia elétrica está se tornando marginal.

O principal uso do petróleo é no transporte, seguido do uso industrial e, por fim, sua utilização em prédios e construções (residenciais ou comerciais). Quase 60% do petróleo produzido no mundo é consumido pelo setor de transportes. Esse setor passa por transformações importantes nos padrões de eficiência, que já começam a surtir efeito no consumo de combustível, inclusive no país do automóvel – os EUA. Lá, o consumo de combustíveis para automóveis vem caindo desde 2009. Por outro lado, esse consumo para transporte nas economias emergentes continua a crescer.

Mas a principal revolução em curso no setor de transporte são os carros elétricos. Nos últimos dois anos, os avanços na produção dos veículos elétricos se mostrou super desrruptiva, quebrando vários tabus. Os carros elétricos da última geração são melhores que os automóveis a gasolina/diesel/álcool, em praticamente todos os aspectos: segurança, desempenho , economia, conforto, espaço etc. Mesmo no quesito autonomia, os veículos elétricos já estão se aproximando dos veículos a combustão e, dentro de poucos anos, já os suplantarão. Da mesma forma que não faz sentido comprar um carro que não seja flex no Brasil (uma invenção com pouco mais de 10 anos), em 15-20 anos não fará sentido não comprar carros elétricos, que vão dominar o mercado de carros novos.

Este mesmo fenômeno vai chegar ao transporte rodoviário de carga e de passageiros. Deve demorar um pouco mais, mas é inexorável pois os custos serão significativamente menores que os meios atuais e esta será a opção óbvia para os sistemas públicos e privados de transporte.

No caso da indústria, segundo maior usuário energético do petróleo, está em curso uma enorme transformação por conta do gás de xisto, que apresenta custos extremamente competitivos. As emissões de gases de efeito estufa (GEE) nos EUA estão caindo justamente por conta da substituição de petróleo e carvão por gás. A produção de gás de xisto avança também na Europa e no Canadá e começa a ser considerada em outras partes do mundo.

Resta a indústria petroquímica, especialmente de fertilizantes, plásticos e matérias-primas para indústria química. Este é o campo onde a revolução ainda não chegou, embora dezenas de bem sucedidas experiências avancem, como os plásticos produzidos a partir de biomassa (cana de açúcar) ou as biorefinarias.

No comércio e nas residências (terceiro principal uso do petróleo como energético), o mais importante fator de transformação é a penetração da energia solar que avança de forma galopante num ritmo sequer imaginado há 10 anos. Com a contínua queda de preços dos painéis fotovoltaicos e a chegada de novas tecnologias como os vidros semitransparentes fotovoltaicos – previstos para serem lançados comercialmente em larga escala dentro nos próximos anos -, a bola de neve vai se tornar uma avalanche.

Existem vários outros sinais, mas talvez um dos mais interessantes seja a enormidade de investimentos em curso no Oriente Médio em energia solar e eólica, bem como sistemas de armazenamento e gestão da distribuição de energias renováveis. Eles já visualizaram que o futuro está no domínio destas fontes.

E, assim, volto ao ponto levantado no primeiro artigo: por razões ambientais, sociais, tecnológicas e econômicas, a demanda por petróleo será reduzida e isso tem consequências importantes para o debate das prioridades de investimento no desenvolvimento do Brasil. Investir quase 1 trilhão de dólares na indústria do petróleo, e ainda a milhares de metros de profundidade no oceano, pode sim se transformar num tremendo mico.

Publicado em Planeta Sustentável - 04/02/2014

Vai sobrar petróleo

A produção de petróleo está alcançando o seu pico, mas as reservas existentes ainda são suficientes para várias décadas de oferta. As reservas de carvão mineral são ainda mais extensas e também poderiam abastecer a demanda além deste século. Mas, se a trajetória de queima de combustíveis fósseis for mantida, caminhamos para um cenário de aumento da temperatura global na casa de quatro a seis graus, uma catástrofe.

Felizmente existem vários sinais de que, muito antes de a escassez destas fontes energéticas ser um problema, sua demanda será reduzida contundentemente. As energias de fontes renováveis estão ganhando momento de forma expressiva e esta década será lembrada como aquela em que o mundo iniciou uma radical transformação das suas fontes de energia.

A Agencia Internacional de Energia Renovável publicou este mês o REmap 2030 (Renewable Energy Road Map 2030), com um mapa do caminho para se dobrar a proporção de energia renovável no planeta dos atuais 18% para 36% até 2030. Todo este incremento se vale de tecnologias já existentes em escala comercial e em projeções de aumento de eficiência energética conservadoras.

Essencialmente, as mudanças devem ocorrer nos setores de transportes, indústria, geração de eletricidade e construções/habitações, e envolvem, por um lado, o descolamento da relação direta entre crescimento econômico e demanda de energia e, de outro, a redução dos subsídios aos combustíveis fósseis e aumento do investimento e incentivos a energias renováveis.

À medida que os custos da energia solar e eólica caem, ficam evidentes as inúmeras vantagens logísticas, operacionais, econômicas e sociais destas fontes e ampliam-se os esforços para resolver os seus limitantes, como os sistemas de armazenamento e operação de geração distribuída. No cenário do REmap, o consumo de combustíveis fósseis será reduzido em 10% até 2030 e após o declínio se acentuará.

Até 2050 a energia solar estará tão difundida e distribuída a um custo tão competitivo que para a geração que nascer nessa década será difícil entender como passamos tantos anos dependentes de fontes de energia tão complicadas e trabalhosas como o petróleo e carvão.

A percepção deste cenário é fundamental para refletir sobre os investimentos na produção como estratégia de desenvolvimento atualmente em curso no Brasil. Por motivos ambientais, sociais, tecnológicos e econômicos, a demanda por petróleo será reduzida e quase 1 trilhão de dólares em investimentos nas próximas décadas podem se transformar num tremendo mico.

* Veja também Vai Sobrar Petróleo II

Publicado em O Globo em 29.01.2014