Pesquisa aplicada brasileira orienta políticas energéticas e climáticas para o desenvolvimento sustentável

Roberto Schaeffer, Alexandre Szklo, André F. P. de Lucena, Pedro R. R. Rochedo, Joana Portugal Pereira e Bruno S. L. da Cunha
Estudos científicos mostram, de forma inequívoca, a influência humana sobre o clima do planeta e os efeitos das alterações sobre os sistemas natural, econômico e social

Em um bairro do Rio de Janeiro, o tempo passa pela janela. Raios de sol entram na sala e uma brisa típica do inverno carioca ameniza o calor. Ouve-se com mais frequência o burburinho dos vizinhos e o silêncio das ruas. O que está acontecendo? Somos um grupo de engenheiros e economistas dedicados à pesquisa sobre a mudança do clima, disso lembramos, mas o que nos fez chegar até aqui?

A partir da fusão de antigas escolas de graduação, entre as quais a Escola Politécnica fundada em 1792 (a mais antiga das Américas e a sétima mais antiga do mundo), se criou a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) que, há um século, forma alunos com valores apoiados em princípios científicos. Por sua vez, a escola de pós-graduação em engenharia, a COPPE, fundada em 1963 pelo engenheiro Alberto Luiz Coimbra, foi de grande relevância no processo de criação de cursos de pós-graduação no Brasil. Seus alunos são preparados para lidar com temas na fronteira do conhecimento sem perder o contato com a realidade e as demandas da sociedade. O PPE (Programa de Planejamento Energético) é um dos programas mais recentes da COPPE, fundado em 1991. A sua origem, no entanto, remonta a 1979, quando foi criada a área interdisciplinar de energia, a partir de uma iniciativa conjunta de três programas de pós-graduação nas áreas de engenharia de sistemas, engenharia de produção e engenharia nuclear. Pioneiro no ensino interdisciplinar e um dos programas classificados como de excelência nas áreas de engenharia, o PPE abriga pesquisadores de diferentes áreas do conhecimento e forma profissionais multidisciplinares com ampla solidez técnica, capazes de lidar com os desafios da atualidade nas áreas de energia e de meio ambiente.

O nosso grupo de pesquisa, o CENERGIA (Centro de Economia Energética e Ambiental), é um laboratório integrado ao PPE, criado em 2002. Nossa missão é desenvolver pesquisa aplicada e disseminar conhecimento inovador sobre complexas interações do setor de energia com o desenvolvimento socioeconômico e a preservação do meio ambiente. Há quase duas décadas desenvolvemos e aplicamos ferramentas pioneiras para o planejamento energético e ambiental, as quais têm orientado tomadores de decisão e formuladores de políticas públicas. No fundo, nossos modelos matemáticos, que contam com detalhada representação do setor energético e uso do solo, além de módulos socioeconômico e climático, nos auxiliam na avaliação de sinergias e potenciais conflitos associados às inovações tecnológicas e mudanças comportamentais para a transição para uma economia de baixo carbono no Brasil, América Latina e mesmo no mundo. Além disso, temos uma relevante participação no IPCC (Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas), o órgão da ONU (Organização das Nações Unidas) que avalia o conhecimento mais avançado sobre a ciência do clima; e fazemos parte de redes científicas que agregam centros de pesquisa de ponta nas áreas de energia e clima.

Nossa missão é desenvolver pesquisa aplicada e disseminar conhecimento inovador sobre complexas interações do setor de energia com o desenvolvimento socioeconômico e a preservação do meio ambiente

Nas últimas décadas, diversos estudos científicos têm reunido evidências que mostram, de forma inequívoca, a influência humana sobre o clima do planeta e os efeitos dessas alterações sobre os sistemas naturais, corroborando resultados científicos do século 19 (Joseph Fourier, Eunice Foote, John Tyndall, Svante Arrhenius). Ora, é tudo questão de físico-química! O uso de energia proporciona alimento, abrigo, mobilidade, conforto, bem-estar, segurança e lazer para a sociedade. Assim, parte relevante da energia usada no mundo serve para manutenção e reprodução das sociedades humanas, outra parte se destina ao seu bem-estar.

Atualmente, de toda a energia consumida no mundo, cerca de 34% advêm da queima de petróleo bruto, 27%, do carvão e 24%, do gás natural. As demais fontes combinadas representam apenas 15%. Talvez você conheça as leis da física que indicam que a energia não pode ser criada nem destruída, mas sim transformada e, nesse processo, quando espontâneo, perde sua qualidade ou sua capacidade de realizar trabalho. O calor gerado a partir da queima de combustíveis fósseis opera máquinas, alimenta indústrias e movimenta diferentes meios de transporte. Por outro lado, alguns gases liberados nesse processo (ainda) não recebem a merecida atenção por parte da sociedade. O dióxido de carbono (CO2) é uma molécula simples e bastante inerte quimicamente, com um elevado potencial de absorver radiação solar na faixa do infravermelho. Embora o efeito estufa seja um fenômeno natural e essencial para garantir a vida na Terra, atividades humanas, desde a revolução industrial, têm vindo a aumentar a concentração de gases de efeito estufa — principalmente o dióxido de carbono — na atmosfera, o que tem resultado em graves efeitos de aquecimento do planeta, levando às mudanças climáticas.

Outra importante fonte de emissões advém de mudanças do uso do solo, fruto de grilagem de terra, expansão não sustentável da fronteira agropecuária, desmatamento e limpeza primitiva do terreno (queimadas) ilegal. Além do dióxido de carbono, a crescente concentração dos gases metano (CH4) e óxido nitroso (N2O) é uma importante causa do aquecimento global. Os principais gases não CO2 são emitidos por atividades humanas relacionadas, especialmente, à produção agropecuária. Apesar de esses terem um tempo de vida na atmosfera inferior ao do dióxido de carbono, o seu potencial de aquecimento global é muito superior. Um quilograma de metano liberado, por exemplo, via fermentação entérica e dejetos de animais ruminantes (gado), tem um potencial de aquecimento global cerca de 30 vezes superior ao da mesma quantidade de dióxido de carbono em um período de 100 anos. No caso do óxido nitroso, liberado a partir do uso de fertilizantes, queimadas e incêndios florestais, o potencial é superior em quase 300 vezes! O resultado disso é o que alguns cientistas têm chamado a época atual de Antropoceno: nós, seres humanos, temos hoje um poder sobre a Terra tão grande quanto as forças da natureza. Ao emitirmos aproximadamente 52 bilhões de toneladas de gases de efeito estufa por ano, já aumentamos a temperatura média do planeta em cerca de 1°C comparada aos níveis pré-industriais, o que tem ameaçado a resiliência do planeta, mas também a vida de cerca de 40% da população mundial, com o aumento da frequência e intensidade de eventos climáticos extremos, como secas, enchentes, furacões, etc.

A elevada concentração de gases de efeito estufa na atmosfera liga o passado geológico distante da Terra ao seu futuro nos próximos milênios. Em meio à pandemia da covid-19, todos estamos corretamente focados em proteger vidas e meios de subsistência. Porém, é preciso, talvez mais do que nunca, reconhecer que o nosso planeta também está doente. Gravemente doente. O que torna este momento da nossa história também crucial. Simultaneamente, devemos nos esforçar para evitar a próxima crise, concentrando-nos nas oportunidades socioeconômicas associadas ao investimento em infraestrutura resiliente ao clima na transição para um futuro de baixo carbono. Por outro lado, devemos evitar que a recuperação econômica siga o caminho hipercabônico do passado. O planeta está cansado e precisamos recuperar o tempo perdido, que desta forma será perdido do mesmo jeito pelas próximas gerações.

Como o aquecimento do planeta impacta a minha vida e a das gerações futuras? Quais setores e tecnologias deveriam merecer maior atenção para compatibilizar a urgência da retomada e os requisitos da sustentabilidade? Quais caminhos devemos seguir para recolocar o Brasil numa posição de liderança no campo das mudanças climáticas, que ressalte as vantagens do país? Lá fora o tempo passou na janela, e quase ninguém viu. Será hora de repensarmos o que não vimos até hoje e sonharmos com um futuro mais sustentável, justo e inclusivo? Essas e outras perguntas serão respondidas por aqui no Nexo Políticas Públicas, por meio da mais nova parceria com o laboratório CENERGIA/COPPE/UFRJ.

Roberto Schaeffer é Engenheiro Eletricista pela Universidade Federal do Paraná (UFPR) e doutor em políticas energéticas pela Universidade da Pensilvânia, EUA. É professor titular do Programa de Planejamento Energético da Universidade Federal do Rio de Janeiro (PPE/COPPE/UFRJ). Atua nos relatórios de avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) desde 1998, sendo um dos cientistas contemplados com o Prêmio Nobel da Paz de 2007 pelas contribuições da pesquisa. Desde 1998, o Dr. Schaeffer é editor-associado da revista científica The International Journal of Energy.

Alexandre Szklo é Engenheiro Químico pela Faculdade de Química da UFRJ e doutor em ciências pela mesma instituição. É professor associado do Programa de Planejamento Energético da Universidade Federal do Rio de Janeiro (PPE/COPPE/UFRJ). É coordenador do desenvolvimento de modelos nacionais e globais de avaliação integrada e de otimização para refinarias de petróleo e suas aplicações em vários projetos internacionais e nacionais financiados pelo BID, Banco Mundial, Greenpeace e a Embaixada Britânica Brasileira.

André F. P. de Lucena é Economista pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) e doutor em Planejamento Energético na COPPE/UFRJ. É professor associado Programa de Planejamento Energético da Universidade Federal do Rio de Janeiro (PPE/COPPE/UFRJ). Foi pesquisador visitante no Departamento Internacional de Estudos Energéticos do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) na Califórnia e no Instituto Global de Pesquisa em Mudanças Globais (JGCRI) em Maryland, EUA e bolsista da Fulbright no Programa Nexus. É autor líder do sexto relatório de avaliação (AR6) do Grupo de Trabalho III do IPCC.

Pedro R. R. Rochedo é Engenheiro Químico e doutor em Planejamento Energético pela COPPE/UFRJ. É professor adjunto do Programa de Planejamento Energético (PPE) da COPPE/UFRJ. Atua como especialista em modelos integrados de energia e mudanças climáticas. Tem uma vasta experiência em simulação de sistemas de energia e otimização de processos, petróleo e gás, biocombustíveis, energia nuclear e captura e armazenamento de carbono (CCS).

Joana Portugal Pereira é Engenheira Ambiental pelo Instituto Superior Técnico de Lisboa (Portugal), licenciada pela Universidade Nova de Lisboa (Portugal) e doutora pela Universidade de Tóquio (Japão). É professora adjunta do programa de planejamento energético (PPE) da COPPE/UFRJ e pesquisadora visitante no Imperial College London. É autora líder do sexto relatório de avaliação (AR6) do Grupo de Trabalho III do IPCC. Entre 2017 e 2019, atuou como cientista na Unidade de Suporte Técnico do IPCC e coordenou o desenvolvimento dos Relatórios Especiais do IPCC sobre trajetórias de 1.5°C e as Mudanças Climáticas e Uso do Solo.

Bruno S. L. da Cunha é Economista pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (FCE/UFRGS) com extensão na Universidade do Porto (FEP/UPORTO, Portugal), doutor e pesquisador (pós-doutorado) no Programa de Planejamento Energético (PPE/COPPE/UFRJ). Desenvolve um modelo econômico global para investigar políticas climáticas. É autor contribuinte do sexto relatório de avaliação (AR6) do Grupo de Trabalho III do IPCC. É membro do conselho acadêmico e mentor do Youth Climate Leaders (YCL).

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