Trem da Inovação

No mesmo dia em que foi adiado pela terceira vez o leilão do trem de alta velocidade que ligaria SP-RJ (412 km) em uma hora e meia com velocidade de até 350km/h, foi lançado nos EUA o projeto do Hyperloop, uma espécie de trem encapsulado que poderia atingir 1200 km/h ligando São Francisco à Los Angeles (580 km) em pouco mais de 30 minutos sendo alimentado exclusivamente por energia solar captada na própria estrutura que sustenta o trem.

Outras propostas de sistemas de transporte de altíssima velocidade e baixa energia já foram propostos,  mas o que torna esta iniciativa particularmente especial é o empreendedor por tras dela.

O líder da equipe proponente do projeto é Elon Musk, um multi-empreededor de origem Sul-Africana, que aos 42 anos já tem no currículo a criação do PayPal (sistema de pagamento eletrônico), a Space X (única empresa privada a conseguir realizar missões espaciais acoplando na estação espacial internacional), SolarCity (energia solar) e Tesla Motors (fabricante de carros elétricos).

Elon e sua equipe estavam muito desapontados com a proposta do governo da Califórnia de implantar um trem bala ligando as duas cidades que custaria US$ 60 bilhões e operaria a cerca de 250 km/h. Consideravam o projeto muito caro, lento e pouco sustentável. A cerca de um ano, como forma de contraponto à ideia, Elon se propôs a elaborar um proposta de um meio de transporte que fosse significativamente mais rápido, seguro, barato e sustentável. Ao apresentar o projeto conceitual em plataforma aberta (ou seja outros podem fazê-lo) Elon indicou um custo de 6 bilhões e metade do prazo para construção (incluindo o tempo para desenvolver as inovações) se comparado com o trem bala proposto pelo governo.

Os críticos da iniciativa já indicam que não poderiam arriscar uma nova tecnologia que ainda nem existe em forma física pois precisam ter segurança de oferecer o transporte a população.

Mas a história de inovação do Elon lhe dá crédito. Fundou a Tesla em 2003 já focada em veículos exclusivamente elétricos que eram estigmatizados como caros, pesados, lentos e de limitadíssima autonomia, literalmente um mico. Em 2013 o segundo modelo da empresa, um sedã médio, foi considerado o melhor carro do mundo, entre todos os modelos de todas as marcas.  Neste período a Tesla recebeu em 2008 um financiamento de meio bilhão de dólares do governo americano, que já pagou com 9 anos de antecedência.

Para nós uma constatação: a sustentabilidade é um enorme propulsor da inovação que é absolutamente fundamental para o desenvolvimento social e econômico. 

Publicado em O Globo, 14/08/2013

Cinquenta Gigatons de Cinza

Em 2012, as emissões antrópicas de gases de efeito estufa atingiram 50 Gigatoneladas (Gt) de CO2e. Em outras palavras, as emissões derivadas de atividades humanas levaram a emissão do equivalente a 50 bilhões de toneladas de CO2.

Cerca de 70% é CO2 propriamente dito e o restante são os demais gases – em especial Metano (CH4) e Óxido Nitroso (N2O) convertidos em CO2 equivalentede acordo com eu potencial de aquecimento do planeta.

Vamos a alguns dados: Uma tonelada de CO2 é o que emite em um ano um carro popular rodando com gasolina, em cerca de 20/30 km por dia; O metano emitido em um ano por um bovino, por meio da fermentação entérica (arrotos e flatulências), é de cerca de uma tonelada de CO2e; Uma viagem de avião de São Paulo para Londres, em voo comercial, corresponde a emissões de cerca de uma tonelada de CO2e por passageiro.Por esta perspectiva, 50 bilhões de toneladas de CO2 são muito!

O planeta viveu ciclos de aumento e redução de GHG na atmosfera. Estes ciclos duravam milhares de anos e atingiam picos de 300 ppm de CO2 na atmosfera seguidos de reduções para até 170 ppm. Todos os anos, centenas de bilhões de toneladas de CO2 circulam entre atmosfera e superfície terrestre e, também, nos oceanos. Em períodos de aumento de concentração de CO2 na atmosfera, este balanço entre emissão e captura é positivo; já em relação às emissões em períodos de redução da concentração de CO2, o balanço é negativo.

O IPCC – Painel Intergovernamental para as Mudanças Climáticas aponta que, na ausência de emissões antrópicas, o balanço global de emissões/remoções de CO2 é negativo em cerca de 17 Gt CO2. Ou seja, o planeta estaria absorvendo 17 Gt a mais do que está emitindo como mostra a figura abaixo.

Usando dados relativos a década de 90, os oceanos emitem 332 Gt e capturam 338 Gt gerando uma captura líquida de 6 Gt. Já a vegetação e o solo capturam 11 Gt a mais do que as 439 Gt que emitem por ano.

Isso quer dizer que, sem as emissões antrópicas, a concentração de GHG na atmosfera estaria em declínio e não aumentando. Portanto, é correto dizer que uma fração importante do que emitimos é absorvido pelos oceanos e a vegetação, mas pelo menos 60% do carbono acaba se concentrando na atmosfera. Conseguimos, com nossas emissões, inverter o caminho natural do planeta que estava em um ciclo de redução da concentração de carbono. Desde meados do século XX emitimos mais CO2 do que o planeta é capaz de absorver/capturar.

No ritmo atual de emissões provoca um aumento anual de cerca de 3 ppm (partes por milhão) por ano na concentração de CO2 na atmosfera. Em 2013, chegamos 400 ppm. Mesmo que as emissões parassem de aumentar e fossem estabilizadas em menos de 20 anos, atingiremos os 450 ppm, limite de estabilização da concentração de CO2 definida para que tenhamos pelo menos 25% de chance de que o aumento da temperatura média do planeta não supere 2ºC (leia o post Por que 2º?).

Para estabilizarmos e eventualmente reduzirmos a concentração de CO2 na atmosfera, precisamos baixar as emissões líquidas de CO2 a níveis iguais ou menores que a capacidade de captura líquida dos processos naturais do planeta. Este é o desafio.

Publicado em Planeta Sustentável em 09/08/2013

Leilão de Energia vai provocar aumento de emissões de CO2 no Brasil

O governo convocou, para final de agosto, o primeiro leilão de energia do ano (1º Leilão A5* 2013) para contratar energia que deverá ser entregue a partir de 2018 e abriu a possibilidade de entrada no leilão de termoelétricas a carvão e gás natural com contratos de 25 anos.

Dos 7.552 MWh inscritos no leilão, cerca de 2.400 MWh são de Termoelétricas a Carvão Mineral e 1.607 MWh são de Termoelétricas a Gás. Se todas estas forem contratadas – num cenário conservador, em que operem apenas no mínimo exigido de 50% do tempo -, irão emitir cerca 15 milhões de toneladas de CO2 por ano e, ao longo de 25 anos, mais de 370 milhões de toneladas de CO2, o que equivale as emissões totais de um país como a Argentina, no mesmo período. 

Emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE) do setor elétrico atingiram 28 milhões de toneladas CO2 (tCO2) no primeiro semestre, o que significa um crescimento de 132% em relação ao mesmo período de 2012, quando o consumo foi de 12 milhões de tCO2, ou seja, 334% maior que 2011.

Em 2012, as emissões totais do sistema elétrico integrado atingiu 34 milhões de tCO2, mais que o dobro de 2011.

Este aumento se deu basicamente pela operação contínua, desde meados de 2012, de todo o parque termoelétrico abastecido com gás, diesel, óleo combustível e carvão que, em geral, era acionado apenas em situações críticas de abastecimento. Com o novo leilão, a geração de energia por termoelétricas poluidoras tende a se perenizar.

É curioso ver que o próprio Plano Decenal de Energia 2021 (PDE2021), lançado em janeiro último, projetou que as emissões do Sistema Integrado Nacional (SNI*) não ultrapassariam 20 milhões de tCO2 em 2011 e 29 milhões de tCO2 em 2020.

A entrada das termoelétricas no Leilão suscita vários questionamentos. O primeiro deles é que o recém lançado PDE2021, que é apresentado como documento de referência para a definição do planejamento de contratação da geração e distribuição da energia elétrica, não prevê a contratação de termoelétricas a carvão, de 2012 a 2021. Além disso, o PDE 2021 indica a necessidade de se contratar, anualmente, cerca de 3 mil MWh por ano. Portanto, neste primeiro leilão A5 do ano (já está previsto pelo menos mais um até o final do ano), não é necessário contratar as termoelétricas com alta emissão, uma vez que as demais fontes (hidroelétricas e de biomassa), já inscritas, significariam importante oferta de cerca de 4 mil MWh.

Questões para reflexão e debate em posts futuros: 

- O novo regime da convenção de mudanças climáticas previsto para acordado em 2015 com entrada em vigor em 2020 deve envolver obrigações para todos os países em relação as emissões de gases de efeito estufa. Como isso será refletido nos contratos de 25 anos que serão assinados com as termoelétricas que ganharem os leilões?

- Que medidas poderiam ser tomadas no leilão para evitar ou compensar as emissões das termoelétricas?

- Será mesmo necessário contratar estas termoelétricas? Vivemos mesmo o “paradoxo ambiental” da redução dos reservatórios de hidroelétricas que nos empurra para termoelétricas com maiores emissões? Quais as alternativas?

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*Leilão A5:se refere a leilão para compra de energia a ser entregue daqui a cinco anos (neste caso, em 2018).

* SNI: Conjunto de geração, transmissão e distribuição que está conectado em rede em todo o país e é controlada pelo ONS – Operador Nacional do Sistema Elétrico.  Fora do SIN, há sistemas isolados, principalmente na região Norte, e unidades de auto geração de grandes consumidores (como fábricas de papel e celulose, por exemplo), não conectados a rede.

Publicado no Planeta Sustentável em 01/08/2013

Por que 2ºC?

Uma pergunta frequente em debates sobre mudanças climáticas se refere ao objetivo acordado pelos países participantes da cop15, em 2009: Evitar que o aumento da temperatura média do planeta chegue a 2ºC. Mas por que 2ºC e não 1,5ºC ou 3ºC?

A Convenção do Clima foi aprovada em 1992 com o objetivo de “estabilizar a concentração de gases de efeito estufa na atmosfera em um nível que previna uma interferência antropogênica perigosa sobre o sistema climático. Este nível deve ser atingido em um período suficiente que permita que os ecossistemas se adaptem naturalmente às mudanças climáticas, para assegurar que a produção de alimentos não seja ameaçada e permitir que o desenvolvimento econômico aconteça de maneira sustentável”.

Com apenas um relatório do IPCC – Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas da ONU publicado até então, nesse ano não havia elementos suficientes para definir metas mais concretas sobre o nível de concentração dos gases. A publicação do 4o. Relatório do IPCC, em 2007, apresentou uma série de dados e informações com maior grau de certeza sobre os cenários de aumento da concentração dos gases de efeito estufa, os impactos no aumento da temperatura e as possíveis consequências para o sistema climático global e para humanidade.

Nesse Relatório , o IPCC apontava que, em algum ponto entre 1,9ºC e 4,6ºC de aumento médio de temperatura, existe alto risco de ocorrer mudanças abruptas e irreversíveis no sistema climático envolvendo correntes oceânicas, derretimento de geleiras, aumento do nível dos oceanos, perda massiva de biodiversidade e de capacidade produtiva agrícola entre outros impactos. No caso da biodiversidade, indicava que um aumento de 1,5ºC a 2,5ºC pode levar a extinção de 20 a 30% das espécies.

Por outro lado, os diversos cenários desenhados por estudos científicos indicam que, para a temperatura não aumentar acima de 1,5ºC, a concentração de gases não pode passar de cerca 320 ppm. Acima de 400 ppm, a chance de limitar a temperatura em 1,5 ºC cai para menos de 10%. O relatório apontava ainda que a concentração de gases da atmosfera, em 2004, chegaria a 385 ppm, enquanto que, em milhares de anos até o final do século 19, não havia passado de 300 ppm.

Para poder planejar e construir um novo acordo sobre mudanças climáticas, mais efetivo e robusto, era preciso definir de forma mais concreta a referência para alcançar a meta da convenção. Limitar em 2ºC é uma decisão politica tomada em 2009, no âmbito do Acordo de Copenhague que procurava combinar a capacidade e os limites de adaptação às mudanças do clima e, ao mesmo tempo, as possibilidade e os limites para mitigar as emissões de forma a garantir o desenvolvimento dos países.

Dois graus representam quase o limite quase acima do qual as mudanças climáticas tornam-se abruptas e irreversíveis. Temos 50% de chance de limitar o aquecimento a 2ºC. Esse limite também serve de referência para embasar os programas de adaptação às mudanças do clima que, ainda assim, vão ocorrer.

O próprio Acordo de Copenhague reconhece que melhor seria tentar limitar em 1,5ºC quando propõe que, na avaliação da implementação do Acordo, prevista para 2015, a proposta seja reavaliada e reconsiderada.

O fato é que, em 2013, a marca de 400 ppm foi alcançada e não existem perspectivas de que o pico das emissões globais vá ocorrer antes de 2020. Portanto, o cenário de 2ºC está cada vez mais distante e as chances de que ele ocorra caem a cada dia. Nas condições atuais, as chances de a temperatura média subir 4ºC entre 2050 e 2070 é bem maior do que 2ºC. E este seria um cenário trágico que devemos evitar a qualquer custo. Como o aumento de temperatura médio não é homogêneo, determinadas regiões poderiam ter aumento médio de 10ºC neste cenário.

A temperatura média da Terra é de cerca de 14ºC. Um aumento de 2oC equivale proporcionalmente a uma febre de 40ºC em uma pessoa. Imagine o que significam 4ºC.

O 5º. Relatório do IPCC, que começará a ser divulgado em setembro próximo, deverá trazer ainda mais luz e informação sobre os limites que precisamos observar. A conferir.

Publicado em Planeta Sustentável em 31/07/2013

Agenda do Clima

Os próximos 30 meses serão decisivos para o enfrentamento das mudanças climáticas. Em dezembro de 2015, em Paris, lideranças de todo mundo se reunirão para fechar o novo acordo global sobre mudanças climáticas com previsão de metas e compromissos para todos os países e um conjunto amplo de instrumentos para viabilizar o seu alcance.

Desde o estabelecimento do Painel Intergovernamental de MudançasClimáticas (IPCC), em 1988, o entendimento do tema e suas consequências vieram se consolidando. Sabemos que a temperatura média do planeta está realmente crescendo em ritmo acelerado e que o balanço dos aspectos positivos e negativos deste aumento resulta negativo, especialmente acima dos 2oC de acréscimo. Sabemos com alto grau de certeza que a principal razão para este aquecimento é o aumento da concentração de gases de efeito estufa (GEE) na atmosfera causado essencialmente pela atividade humana direta ou indireta como a queima de combustíveis fósseis, o desmatamento e a degradação florestal e o aumento de resíduos.

Infelizmente o aumento da compreensão sobre mudanças climáticas não vem sendo acompanhada de medidas efetivas para mitigá-las em escala compatível com a urgência e a magnitude do problema. Desde 1992, quando foi assinada a Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas as emissões de GEE, que deveriam diminuir, saltaram de 37 Gt CO2e para mais de 50 GtCO2e em 2012:  um aumento de 35% e ainda crescendo a uma taxa de 2-3% ao ano.

Segundo o IPCC, para ter cerca de 50% de chance de limitar o aumento da temperatura média ao teto de 2oC até 2050 também é preciso limitar a concentração de GEE em 450 ppm (partes por milhão). Esta concentração, que nos últimos 800 mil anos não havia passado de 300 ppm, atingiu a marca de 400 ppm em 2013. Para ter 50% de chance de manter a concentração de GEE em 450 ppm é preciso baixar as emissões em 80% até 2050.

Mas, em 2009, a Conferência de Copenhague não tinha como objetivo conseguir um grande acordo para reduzir as emissões e enfrentar as mudanças climáticas? Porque deveria ser diferente agora?

O avanço nas negociações, nos últimos 3 anos, possibilitou o histórico acordo de Cancun, no qual os países se comprometeram em construir um novo acordo global tendo como ponto de partida metas e compromissos para todos. A falta de concordância sobre este ponto foi um dos maiores entraves em 2009, ainda agravado pela distância e o desequilíbrio entre  as posições dos principais emissores de GEE, em especial China e EUA que respondem por quase 1/3 das de todas as emissões do planeta. Recentemente, os dois países apresentaram seus planos para o enfrentamento das mudanças climáticas que irão romper com a trajetória de crescimento de emissões vigente. Em 2020, os EUA estarão com suas emissões em queda de forma consistente e a China em forte processo de desaceleração das emissões. Isto ainda não é suficiente para reverter o quadro crítico atual, mas já representa uma enorme reversão da tendência.

Os seguidos registros de recordes de temperatura, seca, incêndios registrados na ultima década estão ampliando a percepção mais concreta na comunidade internacional sobre a necessidade de agir. A divulgação do 5º relatório do IPCC –que se inicia em setembro próximo com os dados da Ciência do Clima, e se encerra em abril de 2014 com a publicação dados sobre impactos, adaptação e mitigação das mudanças climáticas – deverá consolidar esta visão e oferecer a base do conhecimento que deve nortear o novo acordo em construção.

Publicado em Planeta Sustentável em 30/07/2013

Energia mais suja e cara

Entre 2005 e 2010 houve uma enorme mudança no padrão de emissões de gases de efeito estufa no Brasil.  Dados divulgados em junho pelo Ministério da Ciência e Tecnologia, mostram que as emissões totais de GEE do Brasil caíram 38,7% resultado formidável e explicado pela queda de mais de 70% das emissões oriundas de desmatamento. Por outro lado, as emissões dos demais setores cresceram  quase 12% puxados principalmente pelo setor de energia que aumentou em 21,4% as emissões.

O setor de energia que representava 16% das emissões em 2005, em 2010 atingiu 32%. Desde então a situação só se agravou. As termoelétricas convencionais (diesel, carvão, gás) que deveriam ser utilizadas apenas como energia de reserva, ligada em situações esporádicas (em geral até 30 dias por ano) estão ligadas continuamente desde meados de 2012.

O Ministro de Minas e Energia acaba de anunciar o desligamento de parte destas termoelétricas a partir de julho. Para além dos enormes custos que ocasionaram (cerca de R$ 1,4 bilhão por mês) tiveram enorme impacto nas emissões de GEE.

Em 2011 as emissões geradas para produzir energia elétrica no Sistema Integrado Nacional foi de 14,8 milhões de tCO2 (o equivalente a emissão de 14 milhões de carros populares rodando com gasolina). Em 2012 estas emissões ultrapassaram 34 milhões de tCO2, ou seja, um aumento de 130%. Apenas nos seis primeiros meses de 2013 as emissões já superam 28 milhões de tCO2.

Neste contexto, é um paradoxo a decisão da Empresa de Planeamento Energético e do MME realizar um leilão exclusivo para energia de termoelétricas, com destaque para o carvão mineral, a fonte mais poluente.  A lógica é de trocar a geração de reserva por geração de base, continua, com vistas a redução de custos. Assim, o que antes era um aumento circunstancial das emissões se tornará um fato consumado e sedimentado para os próximos anos, tornando mais poluente nossa matriz energética no momento em que o planeta precisa de energia mais limpa.

Enquanto isso desperdiçamos cerca de 2 GWh de potencial de produção Eólica (já instalados e prontos para operar) e outros 4 GWh de cogeração com bagaço de cana por falta de linhas de transmissão e entraves burocráticos.  Se tivessem sendo aproveitadas estaríamos evitando mais de 50% das emissões das termoelétricas ligadas nos últimos meses.

Ainda  é tempo de rever o leilão de termoelétricas marcado para agosto e recolocar o Brasil no trilho de uma matriz energética mais limpa.

Publicado em O GLOBO em 10/07/2013

A Máquina de Escrever e o Planejamento Energético

No início dos anos 90 os escritórios tinham dezenas de máquinas de escrever e alguns computadores até então ainda caros, de difícil acesso, e ainda pouco amigáveis. Apesar do cenário aparentemente vantajoso, alguém que investisse numa fábrica de máquina de escrever naquele momento teria visto seu negócio desaparecer uma década depois. Na virada do século sobreviviam apenas algumas poucas fábricas no mundo, e a última fechou as portas na Índia em 2011. Hoje um celular tem mais de 40 vezes a capacidade de processamento do melhor PC de 20 anos atrás.

No campo energético estamos vivendo uma revolução similar. A energia oriunda de combustíveis fósseis, muito poluente e não renovável, ainda é a principal fonte de energia da matriz global. Porém, a curva de aprendizado de uso desta energia apresenta pouquíssimos ganhos incrementais enquanto outras fontes, como eólica e solar que recém-começaram a ganhar escala, ainda estão no início da curva de aprendizagem, e os ganhos de eficiência e redução de custos ainda têm enormes espaços para serem desenvolvidos.

Apenas para ilustrar, em menos de 10 anos as placas fotovoltaicas (que utilizam apenas uma fração da energia do Sol que chega à Terra) dobraram sua eficiência, ou seja, produzem o dobro da energia por m². Em laboratório, pesquisadores da Universidade de Standford já desenvolveram novos métodos e compostos capazes de aumentar a eficiência dos painéis solares em mais de 100 vezes utilizando um maior espectro da luz solar.

Em 20 anos, as fontes de energia renovável de baixo impacto como solar serão dominantes nos novos projetos e na renovação do parque energético ao redor do planeta. Isso será essencial para reduzir 2/3 das atuais emissões globais de CO2 oriundas do setor de energia para mitigar as mudanças climáticas.

A visão antecipatória destes fenômenos de transformação é crucial para o planejamento de longo prazo como o Plano Nacional de Energia - PNE 2050, que se encontra em processo de desenvolvimento pela EPE e deve ser lançado em 2014. Os termos de referência publicados em maio apontam, ainda que de forma tímida, esta evolução de cenário e a possibilidade de considerar outros fatores além da modicidade tarifária para planejar a composição de nossa matriz energética em 2050.

Este trabalho é fundamental para garantir que deixemos de caminhar de olho no retrovisor, promovendo a construção de novas usinas térmicas a carvão mineral como se estivéssemos investindo em fabricar máquinas de escrever 20 anos atrás.

Publicado em O Globo, 12 de junho 2013