História da transição energética desde 1800
A história humana recente tem vivido múltiplas transições de energia em apenas 200 anos. Os avanços da ciência e da indústria mudaram drasticamente a forma como vivemos e a forma como utilizamos a energia.
Até ao início do século XIX, a humanidade utilizou forças naturais como o vento e a água para obter a energia necessária para a vida diária da época. As mudanças no paradigma energético foram promovidas graças a invenções revolucionárias tais como o motor a vapor ou os motores de combustão interna. A utilidade destas invenções e a sua utilização em larga escala foram a força motriz responsável da mudança de uma economia global essencialmente agrária para uma economía industrial e a razão das transições de energia, dado que que eram necessárias novas fontes de energia para fornecer entradas de energia mais eficientes.
O desafio da transição energética no século XXI surgiu da necessidade de reduzir os gases com efeito estufa, ou “descarbonização”, para evitar os efeitos catastróficos das alterações climáticas. Os países mais desenvolvidos do Ocidente têm plena consciência do problema. A União Europeia está na vanguarda da luta pela “descarbonização” dos seus países membros, com o lançamento do Plano de Recuperação para a Europa. Esta imagem fornece um contexto histórico do contínuo afastamento dos combustíveis fósseis, utilizando dados de Our World in Data e do cientista Vaclav Smil (2017).
(Fonte: ” A História das Transições Energéticas” VC Elements)
Primeira transição energética: o carvão
Antes da Revolução Industrial, as fontes naturais eram utilizadas para as tarefas quotidianas mais comuns: a madeira era queimada e o estrume seco para o aquecimento de casas e para cozinhar. A força muscular, o vento e os moinhos de água foram utilizados para moer cereais, e elementos básicos como a roda e a força animal foram utilizados para o transporte.
Durante os séculos XVI e XVII, à medida que a sociedade foi crescendo e se sofisticando, o aumento do consumo doméstico e a indústria da madeira e do carvão levaram à escassez e ao aumento dos preços destas mercadorias. Como resultado, as economias em industrialização, como o Reino Unido, precisavam de uma nova e mais barata fonte de energia. Os britânicos optaram pelo o carvão, marcando o início da primeira grande transição energética.
O aumento do consumo e da produção de carvão provocou uma diminuição dos custos de produção de carvão devido a economias de escala. Os avanços tecnológicos da época e as adaptações ao carvão levaram a novas formas de utilização do carvão.
O crescimento da quota do carvão no conjunto energético mundial é evidente, aumentando de 1,7% para 47,2% em 100 anos. A nível doméstico, o carvão era utilizado para aquecer casas e cozinhar alimentos. A nível industrial, elementos como o caminho-de-ferro e a máquina a vapor levaram a um aumento do consumo de carvão.
| Ano | Biomassa tradicional % do mix energético | Carvão % do mix energético |
|---|---|---|
| 1800 | 98.3% | 1.7% |
| 1820 | 97.6% | 2.4% |
| 1840 | 95.1% | 4.9% |
| 1860 | 86.8% | 13.3% |
| 1880 | 73% | 26.7% |
| 1900 | 50.4% | 47.2% |
| 1920 | 38.4% | 54.4% |
| 1940 | 31.6% | 50.7% |
(Fonte: “BP World Energy Statistical Review”, 2017, Vaclav Smil; Our World in Data)
Segunda transição de energia: petróleo e gás
En 1859, Edwin L. Drake construyó el primer pozo de petróleo comercial en Pensilvania, pero fue casi un siglo después cuando el petróleo se convirtió en una importante fuente de energía. Antes de la producción en masa de automóviles, el petróleo se usaba principalmente para lámparas.
Em 1859, Edwin L. Drake construiu o primeiro poço de petróleo comercial na Pensilvânia, mas foi quase um século mais tarde que o petróleo se tornou uma importante fonte de energia. Antes da produção em massa de automóveis, o petróleo era principalmente utilizado para lâmpadas.
Globalmente, este óleo mineral começou a entrar em jogo como um recurso energético no final do século XIX, quando era utilizado para iluminação na forma de querosene, razão pela qual era também chamado de petróleo queimado. O baixo preço do petróleo, consequência da grande quantidade disponível, estimulou a utilização de querosene para iluminação, cozinha e aquecimento, substituindo o carvão nos lares.
No entanto, a verdadeira revolução petrolífera chegou com a indústria automóvel. No início do século XX não havia automóveis em Espanha, 30 anos mais tarde havia mais de 250.000 unidades. A invenção do motor de combustão interna começou a aumentar após a introdução das linhas de montagem, e a partir de 1945 explodiu. Tanto assim que em Espanha, os planos de construção de uma densa rede ferroviária foram abandonados, e o foco estava na construção de estradas para veículos particulares.
Gradualmente, este combustível foi utilizado para todos os tipos de fins, em fábricas de todo o mundo e até mesmo para produzir electricidade. Um grande impacto foi a introdução de butano em botijas, o que abriu novas oportunidades para a utilização de gás natural em casas particulares. Com a instalação de gasodutos, o gás tornou-se uma importante fonte de energia para aquecimento, cozinha, aquecedores de água e outros electrodomésticos que em breve abasteciam milhões de lares.
A tabela seguinte mostra as quotas globais das fontes de energia no mix energético anos após a segunda revolução industrial.
| Ano | Carvão % do mix energético | Petróleo % do mix energético | Gás natural % do mix energético |
|---|---|---|---|
| 1950 | 44.4% | 19.1% | 7.3% |
| 1960 | 37% | 26.6% | 10.7% |
| 1970 | 25.7% | 40.2% | 14.5% |
| 1980 | 23.8% | 40.6% | 16.3% |
| 1990 | 24.4% | 35.5% | 18.4% |
| 2000 | 22.5% | 35.1% | 19.7% |
(Fonte: “BP World Energy Statistical Review”, 2017, Vaclav Smil; Our World in Data)
Em 1975, a petrolização em Espanha estava quase completa, 80% da energia total consumida baseava-se neste combustível, que veio para substituir o carvão. Com o tempo, o lento declínio do petróleo e do gás começou. Representa agora pouco mais de 40 % da energia básica.
O carvão perdeu tanto o mercado do aquecimento doméstico para o gás e a electricidade como o mercado do transporte para o petróleo. Apesar disso, o carvão tornou-se a mais importante fonte mundial de produção de electricidade e ainda hoje é responsável por mais de um terço da produção mundial de electricidade.
Durante a segunda metade do século XX, a produção de energia nuclear é também significativa. Após a Segunda Guerra Mundial, começaram a ser estabelecidos tratados para regular a produção de armas nucleares e para promover a utilização pacífica da energia nuclear. A primeira central nuclear deste tipo foi inaugurada em 1954 na União Soviética. Desde então, as centrais nucleares espalharam-se por todo o mundo e tornaram-se uma importante fonte de produção de electricidade em muitos países. No entanto, os elevados custos de instalação e manutenção das instalações que utilizam urânio como combustível, juntamente com os graves acidentes em Three Mile Island em 1979, Chernobyl em 1986 e Fukushima em 2011, relegaram esta fonte de energia para um papel secundário em muitos países que em épocas anteriores dependiam dela.
Finalmente, também entre o final do século XIX e o final do século XX, merece ser mencionada a importância da produção de electricidade em centrais hidroeléctricas. No final do século XIX, a extensão da iluminação eléctrica e a revolução das telecomunicações tornaram a electricidade das centrais hidroeléctricas uma das fontes de energia mais importantes do mundo, juntamente com o referido carvão. A nível nacional, em Espanha, deve ser feita menção a importância da produção de electricidade em centrais hidroeléctricas durante as décadas de 1950 e 1960. Em 1950, quase toda a electricidade era produzida em centrais hidroeléctricas renováveis e não contaminantes. Estas plantas ainda existem hoje em dia. Em 1970 foi tomada a decisão de construir grandes centrais eléctricas de carvão, petróleo, energia nuclear e gás natural (nessa ordem de ocorrência) para produzir electricidade, e a produção hidroeléctrica foi reduzida a uma percentagem menor.
Terceira transição energética: A Transição das Energias Renováveis
As fontes de energia renováveis estão no centro da transição energética que se tem vindo a produzir nos últimos quinze anos. As energias renováveis, especialmente eólica, hídrica e solar, têm sido gradualmente incorporadas no mix energético global e estão a crescer de forma constante.
Uma das técnicas de geração de energia renovável mais avançadas da actualidade é conhecida como hidrogénio verde ou hidrogénio renovável. É obtida por electrólise da água e a sua importância reside na sua possibilidade eficiente de substituir combustíveis fósseis sem gerar qualquer tipo de emissões contaminantes para a atmosfera. Um dos principais benefícios do hidrogénio é a sua versatilidade, uma vez que pode ser utilizado não só como um portador de energia, mas também como matéria-prima. Por esta razão, tem algumas das aplicações mais prometedoras para contribuir para a descarbonização do planeta, tais como para o armazenamento de energia, hidrogénio verde como combustível, a sua utilização na indústria pesada ou a sua utilização no ambiente doméstico.
Estas novas fontes de energia devem desempenhar um papel fundamental e acelerado na diversificação do mix energético. Eles são a solução para um modelo energético insustentável que tem dois problemas principais:
- A primeira, e a mais óbvia, são as consequências catastróficas dos gases com efeito estufa. A comunidade científica concorda que o efeito estufa é tão avançado que já não podemos impedir o aquecimento global, apenas podemos impedir que se torne excessivo. De acordo com o Acordo de Paris, os países partes no acordo são responsáveis pela redução das suas emissões a fim de evitar o aquecimento global que conduzirá a um aumento médio da temperatura não superior a 1,5 graus Celsius até 2050.
- A segunda é a crescente procura global de energia, com a qual recursos naturais finitos, como o petróleo, não conseguem lidar.
À medida que os países se tornam mais conscientes e intensificam as suas medidas políticas e os seus esforços económicos para reduzir as emissões, as capacidades solar, eólica, hídrica e de hidrogénio verde estão a expandir-se globalmente.
Como pode ser visto na imagem, a percentagem de energias renováveis no mix energético global ao longo dos últimos vinte anos aumentou.
Na primeira década dos anos 2000, a percentagem de energias renováveis aumentou apenas 1,1% em dez anos. Na segunda década dos anos 2000, ou seja, de 2010 a 2020, o mesmo período de tempo que o caso anterior, aumentou 6,6%. Um aumento maior do que em anos anteriores na utilização de energia limpa (um aumento de 2%) também pode ser observado entre 2015 e 2020, sendo estes os anos em que a comunidade internacional se concentrou e deu voz ao problema ambiental.
| Ano | Biomassa tradicional % do mix energético | Energias renováveis % do mix energético | Combustíveis fósseis % do mix energético | Energia nuclear % do mix energético |
|---|---|---|---|---|
| 2000 | 10.2% | 6.6% | 77.3% | 5.9% |
| 2005 | 8.7% | 6.5% | 79.4% | 5.4% |
| 2010 | 7.7% | 7.7% | 79.9% | 4.7% |
| 2015 | 6.9% | 9.2% | 79.9% | 4% |
| 2020 | 6.7% | 11.2% | 78% | 4% |
(Percentagens a nível global. Fonte de dados: VC Elements)
Desde a Revolução Industrial, as transições energéticas sectoriais (isto é, a difusão de fontes e tecnologias energéticas) levaram em média quase cinquenta anos a desdobrar-se. A transição energética atual é sem precedentes. Os objetivos climáticos exigem emissões zero até 2050. Isto requer uma mudança realmente rápida para a produção de energia renovável e a sua implementação na sociedade. Implica essencialmente uma eliminação total dos combustíveis fósseis em menos de 30 anos.
As adições de capacidade de energia renovável estão a ser excedidas todos os anos. Em 2021 estavam no bom caminho para estabelecer um novo recorde anual, depois de terem ultrapassado o ano recorde de 2020. Além disso, o investimento global de transição energética atingiu um máximo histórico de mais de 755 mil milhões de dólares em 2021.
O período mais curto entre uma invenção revolucionária da indústria e a sua adoção pela sociedade foi de dez anos. Este foi o caso da iluminação a gás e o querosene. A ausência de forte concorrência (pois competiam com velas de cera primitivas), as qualidades radicalmente superiores da fonte de energia, a tecnologia em comparação com a tecnologia existente e a elevada procura de iluminação no século XIX significaram que a cadeia de inovação foi excepcionalmente rápida. Outro exemplo de uma transição rápida foi a transição de cavalo para carril em meados do século XIX, que levou 30 anos. A velocidade de adoção de novas tecnologias e transições de energia é influenciada pela crescente procura de serviços energéticos.
Para atingir uma transição energética completa para fontes de baixo nivel de carbono, é necessário desenvolver soluções tecnológicas e institucionais para alcançar uma transição específica. Para além do aumento da capacidade de geração de soluções tecnológicas, é também indispensável um masivo investimento em recursos naturais, infraestruturas e armazenamento. Tudo isto associado à mudança que todos temos de fazer individualmente em termos dos nossos hábitos de consumo de energia.
Seremos capazes de criar uma tecnologia eficiente que concorra com fontes de energia não renováveis e alcançaremos zero emissões até 2050?
As ações e o investimento nos próximos anos o dirão.
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