Aquecimento global e o consumo residencial de energia no Brasil

Paula Bezerra, Fabio da Silva, Talita Cruz, Eveline Vasquez-Arroyo, Leticia Magalar, André F.P. Lucena e Roberto Schaeff

Paper

Impacto do aquecimento global no consumo de energia em residências no Brasil

Impacts of a Warmer World on Space Cooling Demand in Brazilian Households

autores

Paula Bezerra, Fabio da Silva, Talita Cruz, Malcolm Mistry, Eveline Vasquez-Arroyo, Leticia Magalar, Enrica De Cian, André F.P. Lucena e Roberto Schaeffer

Área e sub-área

Energia, Mudanças climáticas

Publicado em

Energy and Buildings em 25/12/2020

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O consumo de energia para garantir a climatização de residências aumenta à medida em que a temperatura global média se eleva em relação ao patamar atual. O crescimento da demanda energética pode levar a maiores emissões de gases de efeito estufa, e a uma condição de maior necessidade de energia para climatização justamente pelo aquecimento global adicional gerado por estas novas emissões. O fenômeno é conhecido como retroalimentação positiva.

Este paper, resultado de estudo desenvolvido por pesquisadores do laboratório Cenergia (Centro de Economia Energética e Ambiental) da COPPE/UFRJ e da Universidade Ca'Foscari de Veneza, e publicado no Energy and Buildings, identificou e quantificou a demanda por energia relacionada ao uso de AC (ar-condicionado) considerando diferentes níveis de aquecimento global no Brasil. Um eventual aumento das vendas de aparelhos de AC no Brasil tem um potencial de aumentar em mais de 125% a demanda de energia para a climatização nos próximos anos.

A qual pergunta a pesquisa responde?

A pesquisa teve por objetivo identificar e quantificar a demanda por energia relacionada ao uso de AC (ar-condicionado) considerando diferentes níveis de aquecimento global no Brasil. Sendo assim, pretendeu-se responder às seguintes perguntas: Qual o impacto no consumo de energia em um aparelho quando as temperaturas externas aumentam em diferentes patamares? Quais regiões do Brasil sentirão mais os efeitos das mudanças climáticas e como isso irá se refletir em termos da frequência do uso de ar-condicionado e consumo de energia nessas regiões?

Outras questões relevantes também foram respondidas, como: é possível amenizar esses efeitos através do uso de aparelhos mais eficientes? Qual será o impacto na demanda total no Brasil se o número de equipamentos nos domicílios continuar crescendo aos níveis atuais? Este aumento de demanda estará associado a maiores emissões de gases de efeito estufa?

Por que isso é relevante?

A exposição a altas temperaturas tem efeitos adversos na saúde humana e, por isso, é importante identificar como diferentes cenários de mudanças climáticas podem impactar a vida da população. O uso de AC para conforto térmico é uma das formas mais efetivas de se adaptar a altas temperaturas (IEA, 2018).

No Brasil, a demanda por energia para garantir conforto térmico nas residências tem crescido nos últimos anos e tende a continuar aumentando, ao considerar a intensificação das mudanças climáticas (EPE, 2018). Por ser um país extenso que apresenta diferenças climáticas e demográficas significativas entre suas regiões, o padrão de uso de aparelhos para climatização pode ser heterogêneo ao longo do território (Depaula, Mendelsohn, 2010). Portanto, é necessário avaliar regionalmente como as mudanças climáticas intensificam e alteram padrões de uso e posse de AC e quais são seus efeitos no consumo de energia e, consequentemente, nas emissões de gases de efeitos estufa.

O consumo de energia utilizado para climatização aumenta à medida em que a temperatura global média se eleva em relação ao patamar atual. Este aumento da demanda energética pode levar a maiores emissões de gases de efeito estufa, o que posteriormente geraria uma condição de maior necessidade de energia para climatização pelo aquecimento global adicional gerado por estas novas emissões, levando ao que conhecemos como retroalimentação positiva (Barnett, O’Neill, 2010; Depaula, Mendelsohn, 2010). Desta forma, além de entender o impacto das mudanças climáticas no consumo de energia, é importante identificar como os ganhos na eficiência de aparelhos de AC podem atenuar esse ciclo de retroalimentação.

Resumo da pesquisa

A pesquisa, primeiramente, observou os efeitos de diferentes cenários de aquecimento global nas necessidades de condicionamento térmico no Brasil, por meio do uso de um indicador de necessidade de demanda bruta de energia para climatização de ambientes – ou indicador de desconforto térmico, CDD (termo em inglês para Cooling Degree Days) (Mistry, 2019). Este indicador foi calculado para todos os municípios brasileiros. Os cenários avaliados consideram níveis de aumento médio de temperatura global de 1,5°C, 2°C e 4°C em relação à era pré-industrial, comparado a um cenário base onde a temperatura de referência é a média observada entre os anos de 1970-2009.

A partir deste indicador de demanda bruta, CDD, foi possível estimar a demanda de energia necessária para que os aparelhos de ar-condicionado mantenham o conforto térmico do domicílio em torno de 24°C. Primeiramente, a demanda energética foi estimada considerando-se os diferentes cenários de variação de temperatura (temperaturas médias observadas, 1,5°C, 2°C e 4°C), mantendo constantes todos os parâmetros relativos ao consumo energético de um aparelho de AC (tempo médio de uso, potência, parcela da população que possui este equipamento). Em seguida, o estudo analisou o impacto do aumento da posse de AC por parte das famílias e o papel da melhoria na eficiência energética destes aparelhos.

Quais foram as conclusões?

Este estudo mostrou como as famílias brasileiras podem ser afetadas por diferentes cenários de mudanças climáticas por meio de variações na temperatura e umidade relativa do ar, avaliando suas respectivas implicações energéticas. O efeito isolado dos cenários de mudanças climáticas no consumo elétrico de unidades de AC foi estimado, tendo sido observado um potencial aumento significativo, entre 70% (cenário 1,5°C) e 190% (cenário 4°C).

Dada a heterogeneidade geográfica e social do Brasil, tanto o indicador de desconforto térmico como a resposta no consumo de energia podem variar dependendo das regiões. Ainda que a região Norte tenha altos valores relacionados a desconforto térmico, este não se traduz em termos de uso de energia, visto que é uma região menos populosa. O estudo mostra que a sazonalidade de uso de AC tende a se alterar em algumas regiões, fazendo com que a demanda para climatização seja necessária praticamente ao longo de todo o ano nas regiões Norte e Nordeste, e em meses de primavera e outono, além do verão, nas demais regiões.

Além disso, o crescimento das vendas de aparelhos de AC no Brasil tem um potencial de aumentar em mais de 125% a demanda de energia para a climatização. Para que os efeitos do incremento da temperatura e da posse de equipamentos não se traduzam em altas demandas energéticas, medidas de eficiência energética devem ser promovidas. Estas medidas podem até mesmo zerar os efeitos do aumento da temperatura. As potenciais emissões de carbono evitadas pela economia de energia a partir de medidas de eficiência também dependem do mix de combustíveis utilizados na geração de eletricidade.

Quem deveria conhecer os seus resultados?

Primeiramente estes resultados são relevantes à população brasileira de forma geral. Ademais, os dados são relevantes para tomadores de decisão política sobre o futuro climático do Brasil e incentivadores de políticas de eficiência energética, orientando-os a implementarem medidas de mitigação e adaptação quanto à resposta ao conforto térmico e ao consumo de energia nos níveis nacional e regional. Também, podem interessar a pesquisadores do clima e dos impactos das mudanças climáticas no Brasil. Para o setor privado, os resultados apresentados podem ser úteis para indicar que regiões tenderão a solicitar mais serviços de climatização ambiental futuramente e a importância em investir em equipamentos de climatização mais eficientes para reduzirem seus custos com energia e sua pegada ambiental.

Referências

Barnett, J.; O’Neill, S. Maladaptation. Global Environmental Change, v. 20, n. 2, p. 211–213, 2010.

Depaula, G.; Mendelsohn, R. Development and the Impact of Climate Change on Energy Demand: Evidence from Brazil. Climate Change Economics, v. 1, n. 3, p. 187–208, 2010.

EPE (Empresa de Pesquisa Energética). Uso de ar condicionado no setor residencial brasileiro: perspectivas e contribuições para o avanço em eficiência energética. Nota Técnica EPE 030/2018 -, p. 43, 2018. Disponível aqui.

IEA. The Future of Cooling. Paris, France, 2018.

Mistry, M. N. Historical Global Gridded Degree-days: A High-Spatial Resolution Database of CDD and HDD. Geoscience Data Journal, v. 6, n. 2, p. 214–221, 2019.

Paula Bezerra, Fabio da Silva, Talita Cruz, Eveline Vasquez-Arroyo e Letícia Magalar são mestres e doutores/estudantes de doutorado em planejamento energético (COPPE/UFRJ). Todos são pesquisadores do Cenergia, laboratório liderado pelos professores da COPPE/UFRJ participantes deste artigo, André Lucena (professor associado) e Roberto Schaeffer (professor titular).

Parceiros

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