Mundo neutro em carbono em 2050: a perspectiva do Norte Global

Eduardo Müller Casseres, Bruno S. L. Cunha, Alexandre Szklo e Joana Portugal Pereira
Um caminho para um sistema energético global com emissão líquida nula segundo a Agência Internacional de Energia

Nos últimos cinco anos, a discussão em torno da necessidade de mitigação da mudança do clima ganhou proporções inéditas. Embora ainda haja uma grande defasagem entre discurso e prática, a urgência do tema começa a se impor: desde o Acordo de Paris, em 2015, marcos importantes foram alcançados. Os Estados Unidos, por exemplo, mudaram radicalmente sua política climática com o início do governo Biden, que pretende reduzir à metade as emissões do país até 2030. Já a China, o maior emissor de gases de efeito estufa do mundo, estabeleceu, pela primeira vez, um horizonte concreto para o atingimento da neutralidade de carbono. As agências regulatórias da aviação e da navegação internacional, por sua vez, criaram metas para a redução de emissões nesses setores até 2050.

Se há consenso quanto ao objetivo de limitar o aquecimento global, não se pode dizer o mesmo sobre os meios para alcançá-lo: existem diversas trajetórias possíveis para a descarbonização da economia global, cada uma com os seus desafios. Em maio, a IEA (Agência Internacional de Energia) divulgou um relatório em que apresenta um caminho para um mundo neutro em carbono em 2050, em termos de emissões associadas ao sistema energético.

A IEA, que nasceu principalmente em resposta à primeira crise do petróleo nos anos 1970, hoje é um dos principais agentes da discussão energética global, refletindo fortemente a visão dos membros da OCDE (Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico) (notadamente Estados Unidos, Japão e União Europeia) sobre o tema. Esse documento sintetiza, portanto, a perspectiva do Norte Global 1 sobre a descarbonização do setor de energia em todo o mundo ao longo dos próximos 30 anos.

Energia fóssil com os dias contados

Assim como a maior parte dos cenários de longo prazo do setor de energia, a IEA projeta a redução da importância relativa das fontes fósseis até 2050 (figura 1). A novidade é a velocidade dessa transformação: o consumo de carvão, por exemplo, cai 60% na década 2021-2030 e 90% até 2050. Isso ocorre tanto pelo fato de o carvão ser o mais intensivo em carbono entre os combustíveis fósseis quanto pela maior facilidade de o substituir no setor elétrico.

No caso do petróleo, a redução indicada pela IEA é menos abrupta, mas, ainda assim, mais emblemática. Em um mundo com demanda energética crescente, o consumo de óleo cru cai de quase 180 exajoules (ou cerca de 90 Mbpd) em 2020 para pouco mais de 40 exajoules (20 Mbpd) em 2050. Para se ter uma ideia do significado desse decréscimo, a IEA, pela primeira vez na história, cita o fim imediato do desenvolvimento de novos campos petrolíferos. Mesmo para o gás natural, outrora tido como possível combustível de transição entre uma economia fóssil e uma economia renovável, a IEA indica a redução da demanda de 55% entre 2020 e 2050 (de 140 para 60 exajoules). Enquanto o consumo remanescente de petróleo relaciona-se com combustíveis de difícil substituição (por exemplo, querosene de aviação) e com a petroquímica, o consumo de gás está fortemente associado à sua conversão em hidrogênio acoplada à captura de CO2.

Gráfico de barras verticais mostra produção de carvão, petróleo e gás natural em 2020, e projeções para 2030, 2040 e 2050.

Tanta eletricidade quanto possível

Para os setores consumidores de energia, a estratégia proposta pela IEA baseia-se na tríade eletrificação, eficiência energética e mudança comportamental. Enquanto esses dois últimos diminuem a demanda por energia primária, o uso de eletricidade viabiliza uma menor intensidade de carbono pelo lado da oferta, desde que sua origem sejam fontes renováveis de geração de eletricidade (a IEA propõe que usinas eólicas e solares fotovoltaicas representem 70% da produção global de eletricidade em 2050 - figura 2).

Gráfico de barras verticais mostra números da geração de energia elétrica em 2020 e projeções para 2030, 2040 e 2050. Cada barra é subdividida em diferentes cores, indicando diferentes fontes: eólica, solar fotovoltaica, outras fontes renováveis e demais fontes.

Outro ponto que merece destaque é a eletrificação do setor de transportes – mais especificamente, do transporte rodoviário - carros, motocicletas, ônibus e caminhões elétricos passam a ganhar mercado em relação aos veículos a combustão interna (figura 3).

Gráfico de linhas mostra porcentagem no eixo vertical e tempo no eixo horizontal. No eixo horizontal estão destacados os anos de 2020, 2030 e 2050. Linhas em diferentes cores indicam: carros, veículos de duas ou três rodas, ônibus, vans e caminhões.

Onde o fio não alcança

Ademais, há os chamados setores de difícil mitigação (em inglês, hard-to-abate sectors), em que a redução da intensidade de carbono é inviável por meio do uso direto de eletricidade. Nesse caso, a descarbonização baseia-se, em parte, no aumento da produção de biocombustíveis (28 exajoules em 2050) mas, sobretudo, na ascensão acelerada do hidrogênio (60 exajoules em 2050), utilizado diretamente ou como matéria-prima para a produção de amônia e combustíveis sintéticos (essenciais, sobretudo, para a aviação). Conforme mostra a figura 4, a maior parte do hidrogênio é produzida a partir da eletrólise da água (base elétrica), mas uma fração significativa tem origem no gás natural remanescente (base fóssil).

Gráfico de barras verticais mostra a produção global de hidrogênio. No eixo vertical estão indicada megatoneladas por ano, destacadas de 100 em 100, de 0 a 600. No eixo horizontal estão destacados os anos de 2020, 2030, 2040 e 2050. Cada coluna está subdividida em diferentes cores, que indicam: base fóssil sem captura, base fóssil com captura, subproduto do refino e base elétrica.

Emitir pouco, capturar o restante

A Agência indica que, para alcançar um mundo neutro em carbono em 2050, a captura de carbono será necessária em diferentes setores da economia, especialmente na produção de combustíveis, na siderurgia, no setor químico e na indústria do cimento. A captura no setor elétrico aparece em menor escala (em parte, pelo crescimento da geração solar e eólica). Em termos de emissões negativas, além da bioenergia com captura de carbono (BECCS), a captura direta de CO2 do ar (DAC) é uma opção importante a partir de 2040. Contudo, a escala necessária de captura adiciona desafios à neutralidade de carbono de muitas maneiras. Essas opções ainda têm baixa maturidade e custos muito elevados, de modo que ainda dependem de arrojadas políticas públicas de diferentes naturezas.

Gráfico de barras verticais mostra captura anual de dióxido de carbono. No eixo vertical estão indicadas, de 1 em 1, as gigatoneladas por ano, e no eixo horizontal estão indicados os anos de 2020, 2030, 2040 e 2050. Cada coluna está dividida em 4 cores, que indicam: setor elétrico, indústria, produção de combustíveis e captura direta do ar.

E onde fica o Brasil?

Sob a perspectiva da OCDE sobre a descarbonização do setor energético, o Brasil fica numa posição intrincada. Primeiro, após uma breve suspensão decorrente da pandemia, a ANP 2 retomou os leilões de concessão de blocos exploratórios, com rodadas previstas até 2022, o que vai de encontro à não expansão de fronteiras exploratórias no setor de óleo e gás já em 2021. Além disso, na falta de uma estratégia tecnológica mais ambiciosa, o pioneirismo e a importância do Brasil na perspectiva da bioenergia, associados sobretudo ao etanol e ao biodiesel, poderão ser postos em xeque. Basicamente, a eletrificação da mobilidade com veículos puramente elétricos contrasta com o uso de biocombustíveis em motores de combustão interna (adotado pelo Brasil desde os anos 1970).

Contudo, entendendo as vantagens competitivas brasileiras na bioenergia, associadas não apenas aos derivados da cana-de-açúcar, existem várias oportunidades para o país consistentes com a trajetória indicada pela IEA. Por exemplo, veículos a pilha a combustível podem ser capazes de operar usando bioenergia como principal fonte de eletricidade para seus motores. Ademais, a bioenergia terá papel fundamental para mitigar emissões de gases de efeito estufa nos setores de transporte marítimo e transporte aéreo. Esses são apenas alguns exemplos. O fato é que o país precisa estar atento às trajetórias tecnológicas mundiais para encontrar suas oportunidades e lidar com seus riscos.

Eduardo Müller Casseres é engenheiro eletricista pela UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), engenheiro generalista pela Ecole des Mines de Douai e mestre em planejamento energético pela COPPE/UFRJ. Atualmente, é doutorando na mesma instituição, além de atuar como pesquisador visitante na PBL (Agência de Avaliação Ambiental dos Países Baixos) e como cientista assistente do AR6, o sexto relatório de avaliação do IPCC. Desenvolve sua pesquisa na área de modelagem energética e mitigação climática.

Bruno S. L. Cunha é economista pela UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul) com extensão na U.Porto (Universidade do Porto), em Portugal. É doutor e pesquisador visitante no Programa de Recursos Humanos 41.1. da ANP (Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis) dentro do Programa de Planejamento Energético da COPPE/UFRJ. Desenvolve um modelo econômico global para investigar políticas climáticas. É autor contribuinte do AR6, o sexto relatório de avaliação do grupo de trabalho 3 do IPCC. É membro do conselho acadêmico e mentor do YCL (Youth Climate Leaders).

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 Banco Interamericano de Desenvolvimento, Banco Mundial, Greenpeace e Embaixada Britânica Brasileira. Coordena a cooperação entre o Cenergia e o Instituto Francês do Petróleo.

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.

Os artigos publicados na seção Opinião do Nexo Políticas Públicas não representam as ideias ou opiniões do Nexo e são de responsabilidade exclusiva de seus autores.

Parceiros

AfroBiotaBPBESBrazil LAB Princeton UniversityCátedra Josuê de CastroCENERGIA/COPPE/UFRJCEM - Cepid/FAPESPCPTEClimate Policy InitiativeGEMAADRCLAS - HarvardIEPSJ-PalLAUT