Todos os anos na Terra consumimos mais de 24 PWh de eletricidade: 24 000 000 000 000 000 Wh/ano, ou seja, a energia que consumiria um trilhão de lâmpadas economizadoras de 24 W deixadas acesas por uma hora. Para entender isso, é como se cada um dos sete bilhões e meio de seres humanos que vivem no planeta mantivessem 15 lâmpadas de 24 W acesas ao longo do ano, dia e noite, dois terços de combustíveis fósseis, 10.7% de energia nuclear e 23.9% de fontes renováveis. Mesmo que as médias mundiais digam pouco, elas variam da França, que obtém 75% de suas usinas nucleares, à China, que depende do carvão em 78%, à Noruega, que obtém 98% de sua eletricidade da queda d'água.
No entanto, vamos detalhar as três fontes usadas para produzir eletricidade:
– Entre as fontes renováveis hoje, a maior parte é composta por turbinas hidrelétricas (16,6%). Seguem-se a eólica (3,7%) e os biocombustíveis (2,0%, com destaque para a primeira geração). Na cauda vem a energia solar fotovoltaica com 1,2%, enquanto a energia solar térmica concentrada (CSP), geotérmica, das marés e das ondas estão todas dentro dos 0,4% restantes do total de 23,9% em renováveis. Precisamos ainda de investir na investigação para que as fontes tecnologicamente mais avançadas (fotovoltaica, biocombustível de resíduos, marés, eólica…) se sobreponham às menos eficientes que exploramos há centenas de anos.
– Espera-se um downsizing da energia nuclear, principalmente por razões políticas, e não por questões técnicas graves ligadas à segurança da planta ou à proteção ambiental (é para todos os efeitos uma fonte fóssil, mas está entre as de menor impacto ambiental entre as disponível).
– Para atender à crescente demanda por eletricidade, hoje e no futuro imediato, podemos, portanto, depender em grande parte apenas de combustíveis fósseis. Actualmente, 40,8%, 21,6% e 4,3% da produção de electricidade provêm respectivamente do carvão, gás e petróleo. Voltando ao exemplo anterior, quatro em cada dez lâmpadas elétricas funcionam com carvão, duas com gás, metade acende pela queima de óleo, uma explora a fissão atômica, duas funcionam com água, enquanto a última meia lâmpada é alimentada por uma mistura de todas as lâmpadas restantes. fontes renováveis.
Basicamente, 66,7% da eletricidade produzida globalmente (equivalente a 15,9 PWh) é obtida de combustíveis fósseis (carvão, gás, petróleo). Essas fontes de energia, nas formas sólida, líquida ou gasosa, são queimadas e transformadas em calor. Isso evapora a água criando vapor de alta pressão que aciona uma turbina que por sua vez é conectada a um gerador que produz eletricidade. Nas usinas mais modernas, esta transformação da energia de ligação química armazenada no combustível em energia térmica, depois em energia mecânica e finalmente em energia elétrica tem uma eficiência global de cerca de 40%. Isso significa que 60% (ou mais) da energia contida é perdida para o meio ambiente, principalmente na forma de calor. Os sistemas mais virtuosos tentam reaproveitar parte desse calor para pré-aquecer os fluxos de entrada ou para aquecer sistemas ou residências ao redor. Enquanto as centrais a carvão e a fuelóleo têm um rendimento na ordem dos 40%, o desenvolvimento tecnológico permitiu às centrais a gás de ciclo combinado atingir rendimentos até 55%.
Outra coisa importante a saber é que os combustíveis fósseis não são substâncias puras, mas contêm quantidades variáveis de outros elementos e compostos que se transformam em poeira, fumaça ou gases quando queimados. O próprio processo de combustão pode produzir compostos tóxicos. O carvão é um combustível particularmente sujo em comparação com os outros já extraídos. A poluição da exploração, perfuração e extração de petróleo e gás tem muito menos impacto no meio ambiente do que a mineração de superfície ou subterrânea necessária para extrair carvão. Além disso, a saúde dos trabalhadores da extração, tanto no interior quanto nas proximidades da mina, corre muito mais risco do que a dos técnicos de poços de petróleo e gás.
Além disso, todos os combustíveis fósseis queimam oxidando carbono e produzindo dióxido de carbono. Enquanto as várias formas de carvão produzem de 350 a mais de 400 gramas de CO2 por kWh, o óleo combustível produz emissões entre 240 e 260 g/kWh e, finalmente, o gás natural para em apenas 200 g/kWh. Este último é o principal responsável pelo efeito estufa e pelo aquecimento global. A principal vantagem de usar o gás ao invés do carvão para a produção de eletricidade está justamente aí: enquanto a energia química contida no carvão está na ligação química carbono-carbono, no gás esta é armazenada na ligação carbono-hidrogênio. Para liberar a energia presa nesses combustíveis há milhões de anos, tanto o carbono - produzindo CO2 - quanto o hidrogênio - produzindo vapor d'água H2O devem ser completamente oxidados. Por esta razão, para a mesma quantidade de energia desenvolvida, a combustão completa do gás natural produz cerca de metade do CO2 em relação ao produzido pela queima do carvão. Dessa forma, a substituição de termelétricas a carvão por termelétricas a gás poderia economizar cerca de metade do dióxido de carbono emitido para a atmosfera, com claras vantagens para o aquecimento global.
Também não é fácil comparar o custo médio da eletricidade de diferentes fontes. Para além dos custos variáveis das matérias-primas, devem ser considerados os custos de construção e gestão de centrais mais ou menos avançadas, mais ou menos eficientes e mais ou menos poluentes. Um estudo da Fraunhofer ISE mostra que na Alemanha o custo de um MWh de eletricidade varia de 63-80 Euros para carvão a 75-98 Euros para usinas de gás de ciclo combinado. Nos Estados Unidos, o EIA calcula US$ 95/MWh para carvão e US$ 75/MWh para gás. Mas se as usinas forem equipadas com sistemas de captura e armazenamento de dióxido de carbono, os custos sobem para US$ 144 e US$ 100/MWh, respectivamente. Obviamente, quanto menos pensarmos em purificar os combustíveis e reduzir a fumaça – e, portanto, quanto mais poluentes forem as usinas –, menos elas custarão. Por isso, países menos desenvolvidos e menos conscientes dos riscos do aquecimento global tendem a preferir usinas a carvão construídas sem muitos escrúpulos. As consequências foram evidentes, por exemplo, para o governo chinês quando, pelo enésimo inverno consecutivo, Pequim foi invadida por uma nuvem de fumaça que impossibilitou a visão a poucos metros e inutilizou os aeroportos. O Centro Chinês de Prevenção e Controle de PM10 publicou no British Medical Journal uma estimativa de 1,2 milhão de mortes causadas por partículas finas em apenas um ano.
Resumindo, o carvão é um combustível sujo. Sujo ao extraí-lo, sujo ao queimá-lo e sujo ao lidar com o pó que ele produz. Sua única vantagem é que custa menos. Então o que fazer? Como não é possível substituí-lo diretamente por fontes de energia verde, por um lado é preciso investir ainda mais em pesquisa e desenvolvimento de fontes renováveis, por outro usar o gás como fonte “ponte” para uma economia de baixo carbono futuro. Como? Por exemplo, lançar uma substituição progressiva das centrais a carvão por centrais a gás representaria uma vantagem decisiva no processo de descarbonização e proteção ambiental previsto pelo Acordo de Paris sobre o clima já ratificado por 195 países. Não somente. Mesmo no futuro, as modernas usinas a gás poderão ser usadas em combinação com energias renováveis para compensar as flutuações sazonais e diárias na demanda de energia com a descontinuidade da produção de energia característica das fontes renováveis.
A partir do site Eniday.
