Este é o terceiro e último post de uma série que se propõe a ampliar o conhecimento geral do leitor acerca do que é e que relevância tem os combustíveis fósseis na matriz energética mundial. No primeiro post foi abordado em que consistem os combustíveis fósseis, e por que são chamados de "fontes não renováveis de energia". No segundo post, discorreu-se acerca do motivo pelo qual estas fontes ainda correspondem a mais de 80% da matriz energética global. Resta ainda comentar-se os impactos ambientais resultantes da utilização de combustíveis fósseis, e a apresentação de algumas alternativas possíveis para amenizar os efeitos nocivos da larga utilização destas substâncias.
Ao se abordar o tema "impacto ambiental do uso de combustíveis fósseis", o primeiro aspecto a ser lembrado costuma ser a sua colaboração para o efeito estufa (maiores informações sobre o efeito estufa aqui, aqui ou aqui). De fato, a combustão dos compostos orgânicos que constituem os combustíveis fósseis geram dois gases envolvidos no efeito estufa: dióxido de carbono (CO2) e vapor d'água (H2O). Embora estes dois gases tenham um potencial de retenção da radiação infravermelha relativamente baixo, o seu grau de abundância na atmosfera terrestre os torna os principais responsáveis pelo efeito estufa. Algumas fontes discordam que o vapor d'água deva ser considerado um dos gases causadores do efeito estufa. No entanto, fato é que as moléculas de vapor d'água absorvem e retém radiação infravermelha. Cabe salientar que o efeito estufa não é em si algo ruim. Pelo contrário, é necessário para a manutenção dos ciclos climáticos e biológicos da Terra. Entretanto, parece haver um limite tênue entre o equilíbrio da concentração destes gases, e o desequilíbrio nocivo, que acarretaria o chamado "aquecimento global".
Conforme o artigo Global Warming: A closer look at the numbers (veja as referências no final do artigo), o vapor d'água é responsável por 95% do efeito estufa. Dos 5% restantes, o dióxido de carbono corresponde a 67% (ou seja, aproximadamente 3,3% do total). De onde vem este dióxido de carbono? Este é outro ponto controverso. O referido artigo aponta pouco mais de 3% do dióxido de carbono presente na atmosfera como proveniente de atividades humanas. Se estes dados forem considerados acurados, a atividade humana seria desprezível frente às fontes não humanas de emissão de dióxido de carbono. Algumas destas fontes não humanas que seriam responsáveis pelos demais 97% de emissões: oceanos, que possuem CO2 dissolvido em sua água, e que com o aquecimento passam a liberar este CO2, por diminuição da solubilidade; atividades vulcânicas; e decomposição aeróbia de animais e vegetais mortos.
Entretanto, outra corrente de pesquisas aponta para uma correlação significativa entre o aumento das fontes antropogênicas de emissões de CO2 e o aumento da concentração deste na atmosfera. É o caso dos artigos de Gary W. Hardling, e de artigos da EIA - Energy Information Administration dos EUA.
Portanto, percebe-se uma discórdia a respeito do grau de participação das emissões antropogênicas no aumento da concentração de CO2 na atmosfera. A despeito disto, a questão do vapor d'água é de suma relevância na discussão da verdadeira responsabilidade do combustível fóssil para o efeito estufa, uma vez que a emissão de vapor d'água oriunda da combustão é irrisória frente a ciclos naturais.
Porém, ainda assim, há alguns pontos relacionados a emissão de dióxido de carbono por combustíveis fósseis que são de importante consideração. Conforme relatório da EPA - Environmental Protection Agency, os principais responsáveis pelas emissões de CO2 relacionadas com a atividade humana são a geração de energia elétrica e o transporte público. Veja a figura abaixo:
Não sem razão, os setores de transporte e geração de energia elétrica são os mais desenvolvidos em pesquisas de combustíveis alternativos. São prova disso a ênfase dada aos biocombustíveis no setor de transportes, e às fontes eólicas, solares, nucleares e outras, no setor de geração de energia elétrica. Outra conclusão natural da análise destes dados é a de que o uso doméstico de combustíveis fósseis, como o botijão de GLP utilizado residencialmente para fogões a gás, ou que abastece o aquecedor de passagem de água de muitas residências, possui contribuição insignificante para o total de emissões de CO2 por queima de combustível fóssil.
Até agora discorreu-se sobre a correlação entre os combustíveis fósseis e o efeito estufa. Entretanto, os aspectos ambientais do uso de combustíveis fósseis não se restringem a este fenômeno. Outro fator importante de ser analisado é a emissão de gases tóxicos, carcinogênicos, ou de outra maneira nocivos ao meio ambiente.
Conforme o livro The Nuclear Energy Option, de Bernard L. Cohen, a chamada chuva ácida - resultado da reação de óxidos de enxofre e de nitrogênio presentes na atmosfera com o ar e o vapor d'água - recebe uma parcela de contribuição de gases oriundos da combustão fóssil. É bem verdade que outras fontes, como atividades vulcânicas, lançam quantidades expressivas de enxofre e nitrogênio no ar, ocasionando precipitações com pH da ordem de 4,0 em regiões distantes de fontes antropogênicas, como Antártida e Oceano Índico.
Um dos estudos que correlacionam a acidez da chuva com a atividade humana de utilização dos combustíveis fósseis é um comparativo realizado nos EUA, que aponta que a faixa de pH da chuva na década de 1950 era de 4,5 - 5,6, passando para 4,1 - 4,5 na década de 1980. Entretanto, deve ser levado em conta que a quantidade de enxofre contida no carvão e no petróleo é relativamente baixa, oscilando entre 0,5% e 3,0% em massa. Além disso, os processos industriais envolvidos no processamento de petróleo incluem sistemas de captação e eliminação do enxofre, diminuindo este percentual ainda mais para os seus derivados.
Qual é o impacto ambiental do fenômeno da chuva ácida? Segundo a fonte acima, além dos prejuízos urbanos sobre estruturas metálicas, há um efeito cumulativo degenerador sobre a vegetação nativa. Por exemplo, em uma floresta específica, constatou-se altos teores de alumínio nas árvores, ao passo que as concentrações de cálcio e magnésio estavam abaixo do normal. Esta substituição debilitava a vegetação. Concluiu-se que o fenômeno era devido a excessiva presença de ácido nítrico na chuva - chuva ácida, que agia como um fertilizante acelerador do metabolismo da planta, gerando uma extração excessiva de alumínio do solo.
Há ainda o efeito direto dos poluentes atmosféricos contidos nos combustíveis fósseis sobre a saúde humana. É reconhecido que subprodutos da combustão e outras reações envolvendo combustíveis fósseis geram compostos nocivos em diferentes graus. Alguns dos compostos e seus efeitos, segundo U.S. Environmental Protection Agency, conforme citado no livro acima:
- SO2 (dióxido de enxofre) e NO2 (dióxido de nitrogênio): associados a doenças respiratórias;
- CO (monóxido de carbono): ataca quimicamente a hemoglobina, substância responsável pelo transporte de oxigênio no sangue. Em altas concentrações, pode levar a inconsciência e até mesmo a morte;
- Compostos aromáticos: muitos são suspeitos ou reconhecidos como agentes carcinogênicos.
Entretanto, há uma certa dificuldade em quantificar e estudar especificamente os efeitos dos subprodutos ou resíduos gerados pela combustão fóssil, uma vez que os poluentes encontram-se diluídos na atmosfera (e em corpos de água), e mesclados com outros agentes nocivos.
Certamente a análise dos impactos ambientais da utilização de combustíveis fósseis poderia seguir extensamente, mas com os elementos abordados já é possível ter um panorama geral do assunto. A conclusão objetiva parece ser: Sim, há impactos ambientais decorrentes do uso de combustíveis fósseis. São eles significativos? Provavelmente. É o combustível fóssil "um mal a ser combatido"? Não necessariamente. É o combustível fóssil o vilão da matriz energética mundial?
A resposta mais adequada a esta pergunta é: depende. Depende do uso que se faz deste. Nos moldes tradicionais, sendo o carro chefe dos combustíveis empregados em transporte e geração de energia elétrica, provavelmente sim. Todavia, já existe um movimento de busca de alternativas focado nestas duas aplicações, conforme discorrido anteriormente. Nestes segmentos, é mais urgente a diminuição do share dos combustíveis fósseis. Nos demais segmentos em que é empregado como combustível, não parece haver necessidade de esforços tão intensivos na substituição.
Qual seria então uma possível alternativa para a utilização destas substâncias? Essencialmente, convertê-las de "combustíveis fósseis" para "matérias primas fósseis". Mencionou-se no primeiro post da série, que o carvão mineral, o petróleo e o gás natural são matéria prima para muitos processos fabris. O carvão mineral é insubstituível na fabricação de aços industriais. O gás natural é extremamente econômico, eficiente e limpo ao ser usado em ciclos de cogeração de energia elétrica através de turbinas de gás e vapor (teoricamente, não é simplesmente uma reação de combustão - veja site da Comgás). E quanto ao petróleo, é a fonte mais apropriada para alguns segmentos de polímeros, em especial os plásticos de engenharia.
As alternativas apresentadas até hoje para substituir o petróleo como fonte de petroquímicos ainda não compensam por completo suas vantagens. Por exemplo, o PHB (polihidroxibutirato), é um plástico biodegradável, cuja matéria prima é de fonte biológica (veja link). No entanto, suas aplicações são limitadas, e seu processo produtivo, caro. Também o "eteno verde", cuja composição química é idêntica a do eteno de petróleo (e, portanto, NÃO É BIODEGRADÁVEL), é produzido em um processo que gera como efluente água em proporções comparáveis a do próprio produto eteno. Esta água, como todo efluente industrial, precisa ser tratada antes de ser descartada ou reaproveitada. Embora não seja um poluente altamente nocivo, o grande volume de subproduto encarece o processo e necessita de outras medidas para evitar maiores impactos ambientais.
Assim, uma utilização equilibrada das fontes ainda disponíveis de combustíveis fósseis, reduzindo sua utilização em aplicações que apresentam alternativas viáveis e vantajosas, apresenta-se como a melhor alternativa para que o combustível fóssil, com seu importante papel ao longo da história humana, não passe a ser o vilão da matriz energética moderna.
Ao se abordar o tema "impacto ambiental do uso de combustíveis fósseis", o primeiro aspecto a ser lembrado costuma ser a sua colaboração para o efeito estufa (maiores informações sobre o efeito estufa aqui, aqui ou aqui). De fato, a combustão dos compostos orgânicos que constituem os combustíveis fósseis geram dois gases envolvidos no efeito estufa: dióxido de carbono (CO2) e vapor d'água (H2O). Embora estes dois gases tenham um potencial de retenção da radiação infravermelha relativamente baixo, o seu grau de abundância na atmosfera terrestre os torna os principais responsáveis pelo efeito estufa. Algumas fontes discordam que o vapor d'água deva ser considerado um dos gases causadores do efeito estufa. No entanto, fato é que as moléculas de vapor d'água absorvem e retém radiação infravermelha. Cabe salientar que o efeito estufa não é em si algo ruim. Pelo contrário, é necessário para a manutenção dos ciclos climáticos e biológicos da Terra. Entretanto, parece haver um limite tênue entre o equilíbrio da concentração destes gases, e o desequilíbrio nocivo, que acarretaria o chamado "aquecimento global".
Conforme o artigo Global Warming: A closer look at the numbers (veja as referências no final do artigo), o vapor d'água é responsável por 95% do efeito estufa. Dos 5% restantes, o dióxido de carbono corresponde a 67% (ou seja, aproximadamente 3,3% do total). De onde vem este dióxido de carbono? Este é outro ponto controverso. O referido artigo aponta pouco mais de 3% do dióxido de carbono presente na atmosfera como proveniente de atividades humanas. Se estes dados forem considerados acurados, a atividade humana seria desprezível frente às fontes não humanas de emissão de dióxido de carbono. Algumas destas fontes não humanas que seriam responsáveis pelos demais 97% de emissões: oceanos, que possuem CO2 dissolvido em sua água, e que com o aquecimento passam a liberar este CO2, por diminuição da solubilidade; atividades vulcânicas; e decomposição aeróbia de animais e vegetais mortos.
Entretanto, outra corrente de pesquisas aponta para uma correlação significativa entre o aumento das fontes antropogênicas de emissões de CO2 e o aumento da concentração deste na atmosfera. É o caso dos artigos de Gary W. Hardling, e de artigos da EIA - Energy Information Administration dos EUA.
Portanto, percebe-se uma discórdia a respeito do grau de participação das emissões antropogênicas no aumento da concentração de CO2 na atmosfera. A despeito disto, a questão do vapor d'água é de suma relevância na discussão da verdadeira responsabilidade do combustível fóssil para o efeito estufa, uma vez que a emissão de vapor d'água oriunda da combustão é irrisória frente a ciclos naturais.
Porém, ainda assim, há alguns pontos relacionados a emissão de dióxido de carbono por combustíveis fósseis que são de importante consideração. Conforme relatório da EPA - Environmental Protection Agency, os principais responsáveis pelas emissões de CO2 relacionadas com a atividade humana são a geração de energia elétrica e o transporte público. Veja a figura abaixo:
Até agora discorreu-se sobre a correlação entre os combustíveis fósseis e o efeito estufa. Entretanto, os aspectos ambientais do uso de combustíveis fósseis não se restringem a este fenômeno. Outro fator importante de ser analisado é a emissão de gases tóxicos, carcinogênicos, ou de outra maneira nocivos ao meio ambiente.
Conforme o livro The Nuclear Energy Option, de Bernard L. Cohen, a chamada chuva ácida - resultado da reação de óxidos de enxofre e de nitrogênio presentes na atmosfera com o ar e o vapor d'água - recebe uma parcela de contribuição de gases oriundos da combustão fóssil. É bem verdade que outras fontes, como atividades vulcânicas, lançam quantidades expressivas de enxofre e nitrogênio no ar, ocasionando precipitações com pH da ordem de 4,0 em regiões distantes de fontes antropogênicas, como Antártida e Oceano Índico.
Um dos estudos que correlacionam a acidez da chuva com a atividade humana de utilização dos combustíveis fósseis é um comparativo realizado nos EUA, que aponta que a faixa de pH da chuva na década de 1950 era de 4,5 - 5,6, passando para 4,1 - 4,5 na década de 1980. Entretanto, deve ser levado em conta que a quantidade de enxofre contida no carvão e no petróleo é relativamente baixa, oscilando entre 0,5% e 3,0% em massa. Além disso, os processos industriais envolvidos no processamento de petróleo incluem sistemas de captação e eliminação do enxofre, diminuindo este percentual ainda mais para os seus derivados.
Qual é o impacto ambiental do fenômeno da chuva ácida? Segundo a fonte acima, além dos prejuízos urbanos sobre estruturas metálicas, há um efeito cumulativo degenerador sobre a vegetação nativa. Por exemplo, em uma floresta específica, constatou-se altos teores de alumínio nas árvores, ao passo que as concentrações de cálcio e magnésio estavam abaixo do normal. Esta substituição debilitava a vegetação. Concluiu-se que o fenômeno era devido a excessiva presença de ácido nítrico na chuva - chuva ácida, que agia como um fertilizante acelerador do metabolismo da planta, gerando uma extração excessiva de alumínio do solo.
Há ainda o efeito direto dos poluentes atmosféricos contidos nos combustíveis fósseis sobre a saúde humana. É reconhecido que subprodutos da combustão e outras reações envolvendo combustíveis fósseis geram compostos nocivos em diferentes graus. Alguns dos compostos e seus efeitos, segundo U.S. Environmental Protection Agency, conforme citado no livro acima:
- SO2 (dióxido de enxofre) e NO2 (dióxido de nitrogênio): associados a doenças respiratórias;
- CO (monóxido de carbono): ataca quimicamente a hemoglobina, substância responsável pelo transporte de oxigênio no sangue. Em altas concentrações, pode levar a inconsciência e até mesmo a morte;
- Compostos aromáticos: muitos são suspeitos ou reconhecidos como agentes carcinogênicos.
Entretanto, há uma certa dificuldade em quantificar e estudar especificamente os efeitos dos subprodutos ou resíduos gerados pela combustão fóssil, uma vez que os poluentes encontram-se diluídos na atmosfera (e em corpos de água), e mesclados com outros agentes nocivos.
Certamente a análise dos impactos ambientais da utilização de combustíveis fósseis poderia seguir extensamente, mas com os elementos abordados já é possível ter um panorama geral do assunto. A conclusão objetiva parece ser: Sim, há impactos ambientais decorrentes do uso de combustíveis fósseis. São eles significativos? Provavelmente. É o combustível fóssil "um mal a ser combatido"? Não necessariamente. É o combustível fóssil o vilão da matriz energética mundial?
A resposta mais adequada a esta pergunta é: depende. Depende do uso que se faz deste. Nos moldes tradicionais, sendo o carro chefe dos combustíveis empregados em transporte e geração de energia elétrica, provavelmente sim. Todavia, já existe um movimento de busca de alternativas focado nestas duas aplicações, conforme discorrido anteriormente. Nestes segmentos, é mais urgente a diminuição do share dos combustíveis fósseis. Nos demais segmentos em que é empregado como combustível, não parece haver necessidade de esforços tão intensivos na substituição.
Qual seria então uma possível alternativa para a utilização destas substâncias? Essencialmente, convertê-las de "combustíveis fósseis" para "matérias primas fósseis". Mencionou-se no primeiro post da série, que o carvão mineral, o petróleo e o gás natural são matéria prima para muitos processos fabris. O carvão mineral é insubstituível na fabricação de aços industriais. O gás natural é extremamente econômico, eficiente e limpo ao ser usado em ciclos de cogeração de energia elétrica através de turbinas de gás e vapor (teoricamente, não é simplesmente uma reação de combustão - veja site da Comgás). E quanto ao petróleo, é a fonte mais apropriada para alguns segmentos de polímeros, em especial os plásticos de engenharia.
As alternativas apresentadas até hoje para substituir o petróleo como fonte de petroquímicos ainda não compensam por completo suas vantagens. Por exemplo, o PHB (polihidroxibutirato), é um plástico biodegradável, cuja matéria prima é de fonte biológica (veja link). No entanto, suas aplicações são limitadas, e seu processo produtivo, caro. Também o "eteno verde", cuja composição química é idêntica a do eteno de petróleo (e, portanto, NÃO É BIODEGRADÁVEL), é produzido em um processo que gera como efluente água em proporções comparáveis a do próprio produto eteno. Esta água, como todo efluente industrial, precisa ser tratada antes de ser descartada ou reaproveitada. Embora não seja um poluente altamente nocivo, o grande volume de subproduto encarece o processo e necessita de outras medidas para evitar maiores impactos ambientais.
Assim, uma utilização equilibrada das fontes ainda disponíveis de combustíveis fósseis, reduzindo sua utilização em aplicações que apresentam alternativas viáveis e vantajosas, apresenta-se como a melhor alternativa para que o combustível fóssil, com seu importante papel ao longo da história humana, não passe a ser o vilão da matriz energética moderna.
Vale salientar também a crescente utilização atual do chamado "Carbon Footprint" pelas empresas, permitindo uma melhor visão dos seus processos considerando a emissão total de carbono associado a uma operação específica ou um produto, por exemplo. As empresas ligadas a Dow Jones fornecem relatórios de sustentabilidade onde a Dow Jones Sustainability Index divulga a carteira de empresas selecionadas pelo seu desempenho em sustentabilidade. Quem sabe, ao inves de investir naquela empresa que não divulga nenhuma ação ambiental, optássemos naquelas onde relatórios são enviados anualmente e podemos ver quais ações estão sendo feitas no âmbito ambiental, além do comercial??? Alguns meios de comunicação de emissões atuais: GHG Protocol, GRI, DSJI, ISE, ...
ResponderExcluirO Brasil terá que mapear logo seus inventários, pois adotou o compromisso voluntário nacional de reduzir entre 36,1% e 38,9% até 2020 suas emissões de gases estufa em relação ao que poluiria se nada fosse feito. Isso são novas tecnologias sendo adotadas para novas empresas, revamp tecnologico no que existe e conscientização para manter isso.