FLUXOS DE MATERIAIS E ENERGIA NA
TRANSIÇÃO ENERGÉTICA DA TERRA
POR MAURO BERNI
Pesquisador das áreas de meio ambiente e energia do Núcleo Interdiciplinar de
Planejamento Energético (NIPE), da Universidade de Campinas (Unicamp-SP)
E-mail: [email protected]
O processo de transição para uma matriz energética com
menor conteúdo de carbono apresenta particularidades
quanto ao ponto de partida, à relevância das emissões
devido o seu volume, aos objetivos e aos instrumentos
de alavancagem utilizados.
Otimizar a utilização de recursos, aumentar a eficiência de processos,
identificar gargalos e oportunidades de ganhos econômicos,
auxiliar a tomada de decisões e a compreensão de sistemas são algumas
das possibilidades para se obter análises e gestão dos fluxos de
materiais e de energia.
A ideia básica é a de modelar o sistema em foco, o que, por si só,
já oferece uma visão global dos processos e viabiliza a criação de
cenários para se atingir melhorias, e desta forma estabelecer a quantificação
de custos atrelados às etapas de um sistema de produção e
localizar pontos críticos a serem aprimorados.
É sabido que o planeta Terra tem seus limites em termos de energia,
daí governos e instituições em todo o mundo estão defendendo
o conceito de economia circular. Ao fechar os ciclos dos materiais, os
impactos ambientais associados à extração de matérias-primas podem
ser evitados, e o problema dos resíduos pode ser resolvido em
grande medida.
Todavia, a grande questão a ser respondida é de como e quanto e,
com que rapidez os materiais podem ser reciclados e quanta energia
é usada para alimentar esses ciclos. Outra questão é se existem fontes
renováveis suficiente disponíveis na Terra para gerenciar de forma
sustentável os fluxos de materiais.
Harald et al. (2019) mostra que o sistema da Terra é alimenta-
do por três fluxos de fontes renováveis de entrada: irradiação
solar, calor terrestre e marés. O método desenvolvido pelos
autores, segue os fluxos globais de entrada de fontes renováveis
ao nível de potenciais técnicos (Figura 1).
O potencial teórico é o fluxo total de energia de entrada,
o potencial apropriado é aquele descontado as necessidades
de energia do sistema terrestre e o potencial técnico apropriado
tem descontado o que é necessário para fornecer potencial
químico apropriado mais o que pode ser recuperado para
uso técnico, após o uso de produtos químicos e descontadas
as perdas de conversão técnica em energia elétrica. Os fluxos
na Figura 1 são disponibilizados a partir do Diagrama Sankey.
Harald et al. (2019), afirmam que esses fluxos de energia
sempre foram usados inteiramente pela própria Terra, alimentando
seus vários subsistemas, como os oceanos, a atmosfera
e as florestas, bem como a geração das superfícies
de gelo reflexivas. A maioria desses subsistemas converte a
energia recebida em fluxos de energia renováveis adicionais,
por exemplo, as correntes de vento e água ou a produção de
biomassa. Nessas conversões, a energia livre, chamada exergia,
é extraída dos fluxos de energia que chegam.
À medida que a humanidade desvia cada vez mais fluxos
de energia renovável para suas atividades, as partes disponíveis
para o sistema terrestre são reduzidas. O sistema terrestre
pode compensar esses desvios até certo ponto. No entanto,
se eles forem muito grandes, aumenta o risco de ultrapassar
os chamados “pontos de inflexão”. Isso resultaria em mudanças
rápidas e irreversíveis no sistema terrestre, como o
derretimento das calotas polares, o que por sua vez aceleraria
as mudanças climáticas.
