5 possíveis caminhos para se limitar o aquecimento global a menos de 2ºC

FOTO: China Daily/REUTERS - 12.OUT.2010
Técnicos trabalham em telhado coberto por painéis de energia solar em uma usina solar em Wuhan, China
Em seu relatório de mitigação mais importante em 8 anos, IPCC explora diferentes trajetórias de descarbonização da economia global

Em 4 de abril de 2022, o IPCC (Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas) tornou público seu mais relevante relatório sobre mitigação das mudanças climáticas desde 2014. Um ponto central do relatório é a análise de um grande número de cenários globais de longo prazo. Esses cenários, produzidos por dezenas de grupos de pesquisa ao redor do mundo, procuram retratar possíveis futuros da energia, da agricultura e do uso da terra, bem como suas implicações em termos de emissões de GEEs (gases de efeito estufa) até 2100.

É importante entender que um cenário não representa uma previsão de futuro, mas o resultado de um modelo matemático a partir de premissas bem estabelecidas e consistentes entre si. Ou seja, um cenário é uma abstração quantitativa que tenta responder à seguinte pergunta: “Caso as coisas aconteçam da forma X, o que deverá acontecer com Y?”

No caso dos cerca de 2.300 cenários globais compilados pelo último relatório do IPCC, há dois grupos: um composto por cenários de referência (ou de linha de base), e outro composto por cenários de mitigação climática, de maior interesse. Cenários de referência tipicamente refletem um futuro em que a economia mundial continua a se orientar exclusivamente (ou majoritariamente) por aspectos econômicos em sentido estrito, como eficiência e minimização de custos.

Em contraste, cenários de mitigação climática retratam um mundo em que a variável socioambiental (no caso o aquecimento global) passa a ser levada em conta nas decisões de planejamento, investimento ou mesmo na demanda por serviços. Na prática, isso se traduz por preços ou orçamentos de carbono, com uma consequência bastante clara: redução das emissões de GEEs ao longo do século.

No entanto, cenários de mitigação estão longe de ser homogêneos. De acordo com suas premissas e modelagem, esses cenários variam no que se refere a hipóteses econômicas, demanda por energia, escolhas tecnológicas etc. Para ilustrar tal diversidade, o relatório do IPCC destaca cinco cenários de mitigação (figuras 1, 2 e 3), os IMPs (do inglês Illustrative Mitigation Pathways). Essas trajetórias ilustrativas procuram resumir a vasta literatura recente sobre o tema, apontando cinco caminhos com características muito distintas para limitar o aquecimento médio do planeta a, no máximo, 2ºC. Vejamos em detalhes esses cenários.

Nota: Estimativas de aquecimento baseadas em modelos probabilísticos calibrados pela avaliação do Grupo de Trabalho I (WGI) do IPCC. O pico de aquecimento (peak warming, representado pela primeira série de colunas) corresponde ao aquecimento máximo projetado pelo cenário ao longo do século, equivalendo aproximadamente ao ano em que se atinge globalmente a condição de neutralidade de carbono (net zero CO2). Conforme mostra a figura 2, o ano de net zero varia de acordo com o cenário considerado. A segunda série de colunas representa o aquecimento ao final do século em cada cenário. As siglas que aparecem nos gráficos correspondem aos cinco cenários de mitigação que serão explicados a seguir: SP (Shifting Pathways ou Mudança de Caminho em português), LD (Low Demand ou Baixa Demanda em português), Ren (Renewables ou Renováveis em português), Neg (Negative Emissions ou Emissões Negativas em português) e GS (Gradual Strengthening ou Fortalecimento Gradual em português).

gráfico de colunas mostra aumento de temperatura modelado em diferentes cenários
gráfico de linhas mostra emissões anuais líquidas de CO2 em cinco cenários diferentes
gráfico mostra demanda por energia primária

1. O que é o cenário de mitigação SP?

Além da questão climática, outros desafios relacionados ao desenvolvimento global são prioritários, como aumento de níveis educacionais, melhorias na qualidade da nutrição e acesso universal à água potável. Em médio prazo, essas aspirações se traduzem fortemente pela Agenda 2030 das Nações Unidas, que possui uma série de ODSs (Objetivos do Desenvolvimento Sustentável), como a erradicação da pobreza e a preservação de certos níveis de biodiversidade.

Essas aspirações multidimensionais são a base da trajetória SP (do inglês Shifting Pathways ou Mudança de Caminho em português). Apesar do foco na mudança do clima, esse cenário representa um futuro em que as políticas públicas não se limitam à mitigação do aquecimento global, buscando de maneira mais ampla o desenvolvimento sustentável.

No cenário SP, parte disso se traduz pela presença de um sistema efetivo de financiamento climático internacional e pela redistribuição de receitas associadas à taxação de carbono. Assim, não apenas se limita o aumento da temperatura média global a 1,5ºC (com pequeno overshoot), como também se alcançam diversas metas do desenvolvimento sustentável ao longo do século. Em alguns casos, isso ocorre com atraso em relação à Agenda 2030. A erradicação da pobreza extrema, por exemplo, só se concretiza em 2050.

Nesse cenário, chamam atenção as interações positivas entre clima e demais ODSs: por um lado, a mitigação climática favorece o cumprimento de alguns objetivos e, de forma inversa, alguns aspectos do desenvolvimento sustentável reduzem o esforço para se limitar o aumento de temperatura.

O cenário SP foi desenvolvido pelo PIK (Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung), um instituto de pesquisa ligado ao governo alemão.

2. O que é o cenário de mitigação LD?

No cenário LD (do inglês Low Demand ou Baixa Demanda em português), a redução das emissões de GEEs tem como principal causa uma transformação radical do uso final de energia, ou seja, da maneira como são providos os diferentes serviços energéticos (mobilidade, iluminação, conforto térmico, bens de consumo etc.). Isso se faz possível por meio de mudanças estruturais pelo lado da demanda, que tornam o uso de energia muito mais eficiente ao longo do período 2020-2050. Assim, mesmo com o crescimento dos serviços, há uma queda expressiva na demanda global por energia primária (de 580 EJ/ano em 2020 para 300 EJ/ano em 2050 – figura 3).

Na prática, como isso ocorre? De diversas formas: aprimoramento da qualidade e acessibilidade de serviços e produtos, descentralização, consolidação da lógica do produtor-consumidor, inovação na área de TI (Tecnologia da Informação), difusão de tecnologias de pequena escala e ascensão da economia compartilhada. Em termos de conforto térmico, por exemplo, o mundo retratado pelo cenário LD caracteriza-se não só por construções cada vez mais eficientes e inovadoras, como também pela redução da área residencial média condicionada por refrigeração ou aquecimento (convergindo para 30 m2 per capita em 2050). Já a digitalização impacta fortemente os bens de consumo, concentrando muitas funcionalidades em poucos dispositivos (a exemplo do que ocorreu ao longo da última década com os smartphones). Ademais, esses dispositivos tornam-se cada vez mais inteligentes e interconectados, viabilizando ganhos adicionais de eficiência por meio de sistemas de gerenciamento de carga e resposta à demanda. Por sua vez, a mobilidade urbana sofre grandes transformações, com uma rápida transição para veículos elétricos, cuja eficiência é muito superior àquela de veículos com motores a combustão interna. Além disso, o modelo vigente de propriedade individual de veículos perde força, dando espaço a frotas compartilhadas, que reduzem a intensidade energética da mobilidade. Paralelamente, a digitalização e a melhoria dos serviços de comunicação reduzem consideravelmente a demanda por mobilidade de curta e longa distância.

Do ponto de vista da produção de energia, o cenário LD vê (assim como o cenário Ren, discutido a seguir) uma transição quase completa para recursos renováveis até meados do século. O interessante, no caso do LD, é o fato de o esforço de descarbonização do sistema energético ser muito menor, uma vez que cada unidade de energia economizada em serviços finais poupa entre 6 e 8 unidades de energia primária.

O cenário LD foi desenvolvido pelo IIASA (International Institute for Applied Systems Analysis), uma organização internacional de pesquisa multidisciplinar localizada em Laxemburgo, Áustria.

3. O que é o cenário de mitigação Ren?

O foco do cenário Ren (do inglês Renewables ou Renováveis em português) é o uso de eletricidade renovável em larga escala como força motriz da descarbonização do sistema energético. Apesar de uma grande expansão recente em seus parques instalados, usinas solares e eólicas respondem hoje por apenas 9% da produção global de eletricidade, enquanto usinas termelétricas a combustíveis fósseis representam 60% do total.

No cenário Ren, a proporção de energia elétrica de origem renovável (especialmente solar e eólica) cresce rapidamente, em linha com as atuais tendências de declínio dos custos de tecnologias como painéis fotovoltaicos, aerogeradores e baterias.

Coerentemente, pelo lado da demanda, o cenário Ren projeta a eletrificação de diversos serviços energéticos, como mobilidade urbana, produção de aço e aquecimento residencial. No caso dos setores de difícil eletrificação, como aviação e transporte marítimo, vetores energéticos baseados em eletricidade (hidrogênio, amônia e combustíveis renováveis sintéticos) desempenham um papel importante, deixando pouco espaço para a bioenergia, o que reduz consideravelmente preocupações associadas ao uso da terra e ao consumo de água.

No cenário Ren, a eletricidade representa 66% da energia final global (em comparação com cerca de 20% em 2020). Em termos de ganhos de eficiência no uso final de energia, essa narrativa é conservadora se comparada àquela do cenário LD.

Assim como o cenário SP, o cenário Ren foi desenvolvido pelo PIK (Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung).

4. O que é o cenário de mitigação Neg?

Em contraste com o cenário LD, no cenário Neg (do inglês Negative Emissions ou Emissões Negativas em português), a maior parte do esforço de mitigação se dá pelo lado da oferta. Ou seja, nesse arquétipo de futuro, não se verificam alterações significativas nos padrões de consumo e na demanda por energia per capita ao longo do século (conforme ilustra a figura 3, a demanda por energia primária em 2050 do cenário Neg - 650 EJ/ano - é cerca de 50% superior à média das outras trajetórias ilustrativas).

Na ausência de transformações radicais pelo lado da demanda, a descarbonização fica a cargo da produção de energia. Assim, o mundo do cenário Neg vê não apenas uma forte expansão da geração solar e eólica, como também um emprego massivo de bioenergia (sobretudo no setor de transportes, sob a forma de biocombustíveis).

Outro aspecto fundamental é a sobrevida prolongada dos recursos fósseis. Com maior cautela em relação à velocidade da transição, o cenário Neg retrata um sistema energético em que fontes convencionais (sobretudo petróleo) continuam a desempenhar um papel importante até o meio do século, em especial nos chamados setores de difícil descarbonização (na expressão em inglês hard-to-decarbonize/hard-to-abate sectors).

Essa presença relevante de combustíveis fósseis na matriz energética mundial é compensada pela adoção, em larga escala, de tecnologias de remoção de dióxido de carbono (CDR, do inglês Carbon Dioxide Removal), um conjunto de tecnologias capazes de produzir “emissões negativas”, ou seja, de retirar CO2 da atmosfera. No caso do cenário Neg, a maior parte dessa remoção ocorre por meio da produção de bioenergia associada à captura de carbono (BECCS, do inglês Bioenergy with Carbon Capture and Storage). Assim como outras opções de CDR, a tecnologia de BECCS ainda está longe de se provar comercialmente, o que traz incertezas preocupantes em relação a essa estratégia baseada em emissões negativas.

Em contraste com os cenários SP, LD e Ren, a trajetória do cenário Neg implica um overshoot de temperatura considerável: após se aproximar de 1,8ºC em meados do século (potencialmente gerando impactos irreversíveis), o aquecimento retorna para cerca de 1,5ºC próximo a 2100.

O cenário Neg foi desenvolvido pelo CENERGIA, um laboratório do Programa de Planejamento Energético da COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro.

5. O que é o cenário de mitigação GS?

Apesar de diferirem em diversos aspectos, os quatro cenários apresentados até aqui têm dois pontos em comum: a estabilização do aumento de temperatura global em 1,5oC até 2100 e uma premissa de ação imediata. Ou seja, em todos eles, os sistemas globais de energia e de uso da terra começam a sofrer transformações significativas já antes de 2025.

O quinto cenário ilustrativo, denominado GS (do inglês Gradual Strengthening ou Fortalecimento Gradual em português), segue uma narrativa diferente, procurando refletir os efeitos de uma menor rapidez na redução das emissões de CO2 e outros gases. Essa trajetória tem como premissa o cumprimento das NDCs (que representam ambição moderada) nos próximos 5 a 10 anos, com o aprofundamento de políticas climáticas apenas a partir de 2030. Assim, enquanto nos outros cenários ilustrativos as emissões globais de CO2 ficam entre 15 e 25 bilhões de toneladas por ano em 2030, no cenário GS há apenas um pequeno declínio entre 2020 e 2030 (de 39 para 34 bilhões de toneladas por ano), com ações de mitigação mais contundentes apenas após esse período.

Esse atraso faz com que não mais seja possível limitar o aquecimento global a 1,5ºC até o final do século, mesmo com CDR. Em 2050, o cenário GS projeta um sistema energético diversificado, com a presença de eletricidade renovável, bioenergia, mas também de energia nuclear e de fontes fósseis residuais.

Em compensação à redução tardia das emissões anuais de GEE, o cenário GS projeta o uso em larga escala de CDR a partir de 2030, promovendo uma desaceleração do aquecimento global. Além da remoção baseada em BECCS, a tecnologia de captura de carbono diretamente do ar (DAC, do inglês Direct Air Capture) tem um papel relevante, contribuindo para limitar o aquecimento médio global a menos de 2ºC ao longo de todo o século.

O cenário GS foi desenvolvido pelo Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici, um instituto de pesquisa ligado ao governo italiano e com sede em Milão, Itália.

Veja também

Parceiros

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