Não é possível continuar dependendo dos combustíveis fósseis, e as energias renováveis são o caminho
Alguém precisa dizer algumas coisas sobre a modificação de fontes energéticas, sobre o que está acontecendo, e alguém deve ter a autoridade de falar sobre isso. Principalmente, tentar gerar uma discussão, tentar fazer com que as pessoas falem sobre qual é a evolução que se pode imaginar e que se precisa imaginar para o modo de vida das pessoas. É a isso que eu me proponho. Não me proponho a aprofundar questões técnicas, mas muito mais dizer por que nós temos que mudar de tipo de energia e para que lado podemos ir: procurar uma solução global, obviamente, do ponto de vista brasileiro.
Vamos considerar o consumo de energia em função dos anos. O que se espera que aconteça nas próximas décadas? Ora, a energia com a qual estamos mais acostumados, como o petróleo, não vai desaparecer, mas também não vai aumentar e, na realidade, vai diminuir a importância dessa energia que obtemos queimando o petróleo e queimando os derivados do petróleo. Sobre a energia nuclear, podemos discutir muito também. Qual é a energia mais nobre e qual a que mais se espera? A energia solar, a energia eólica? A energia hidráulica não é tão grande porque não são tantos os países que têm energia hidráulica para poder representar realmente uma fração extremamente considerável.
O que eu espero que vocês guardem dessa primeira parte é simples: a demanda de energia existe porque o número de pessoas aumenta e aumenta a necessidade social de se ter energia. Por quê? Porque os chineses têm carros atualmente. Nunca tiveram, mas têm direito de ter, não é? Precisamos, em cada nação, de um desenvolvimento social. E desenvolvimento é acompanhado por demanda de energia, que nós temos que satisfazer de alguma maneira, qual é a maneira?
Hoje, o nosso perfil é mais ou menos este: somos dependentes de carvão, óleo e gás. O resto é muito pequeno, o nuclear é importante por causa da Europa, o hidrelétrico, principalmente, por causa do Brasil e de alguns outros países que usam. Biomassa? Talvez até possamos olhar um pouquinho mais em detalhe e dizer: “olha, petróleo é preponderante, carvão, nuclear, mas e os renováveis?”. Renováveis que representam a parte hídrica, a partir das hidrelétricas, e a parte dos combustíveis renováveis, de onde podemos tirar o nosso etanol e o nosso biodiesel. Existem combustíveis renováveis que nós podemos e devemos discutir.
“A demanda de energia existe porque o número de pessoas aumenta e aumenta a necessidade social de se ter energia.”
Talvez aqui seja melhor comparar as fontes primárias e as fontes secundárias, renováveis e não renováveis. Queremos contar com fontes renováveis ou não renováveis? É preciso ter renovável para que tenhamos sustentabilidade. Então, temos que tratar com fontes renováveis e essas fontes renováveis vão se centrar na hidráulica, na eólica e em qual outra? O Sol pode gerar diversas fontes secundárias, a biomassa significa fazer fotossíntese e gerar material a partir da madeira, da cana-de-açúcar, do carvão vegetal, dos óleos vegetais, que aqui temos um domínio enorme. O petróleo e o carvão são não renováveis, portanto, vamos ter problema com essas fontes.
Temos que nos encontrar dentro desse conjunto. O Painel Intergovernamental de controle climático: seus participantes que colocaram na discussão pública a questão do CO2 (o aumento da quantidade de CO2 no ar) e acabaram ganhando o prêmio Nobel pelas discussões que tiveram. É um painel da ONU, por isso parece ser mais confiável, tem representação de todos os países, inclusive o Brasil está lá. Eles fizeram um trabalho que eu considero muito interessante, que é acompanhar as emissões de CO2 e fazer a previsão das sete cunhas. Sabem em qual cunha nós estamos? Um pouquinho pior que a mais pessimista: nós caímos um pouquinho fora da última delas.
Por que posso passar horas discutindo? Por causa das queimadas, dos nossos procedimentos, por causa de questões naturais também. Mas o que temos são necessidades energéticas. 2020 sempre foi pleiteado como um ano chave para tomar as decisões, vamos parar de emitir CO2? Não é possível parar de emitir CO2 sem encontrar uma alternativa viável. O ser humano precisa continuar se deslocando, precisamos encontrar soluções.
O quadro não é muito favorável. Vamos estudar quais são os combustíveis. Vamos usar carvão? Temos emissões diretas e indiretas. Cada uma das fontes que nós formos estudar tem a emissão direta, que é o combustível usado no carro, que gera CO2, mas tem uma emissão indireta, que é o quanto foi gerado de poluição ao prepará-lo, ao fazer esse combustível. Temos muita emissão direta e certa emissão indireta com carvão, óleo, petróleo e todas suas variantes e gás. Nós vivemos nesse mundo, para que lado vamos? Vamos para a energia da biomassa, para a nuclear, para a hidroeletricidade, para a eólica, para a solar? A hidráulica é boa, mas há um problema de emissão indireta também. Antigamente se faziam grandes lagos para servir às hidrelétricas, hoje melhorou, já fazemos a própria hidrelétrica no fio d’água, utilizando simplesmente o que estamos deslocando como água. “Vamos usar a nuclear, é tão limpa”. Eu sou de uma época em que o Greenpeace era totalmente contra a nuclear; hoje o Greenpeace é um grande defensor da nuclear, podemos discuti-la e como é a situação.
Figura 1. Roberto Fernando de Souza, um dos pesquisadores mais produtivos em Catálise no Brasil, contribuindo para o desenvolvimento desta ciência através de suas atividades em pesquisa e na formação de recursos humanos
(Foto: SBCat. Reprodução)
Vamos falar do CO2 que faz o efeito estufa. Podemos queimar petróleo, transformar em gasolina, queimar no carro e colocar no ar. Essa quantidade que está no ar depende de quanto emitimos e quanto conseguimos absorver nas florestas com a fotossíntese. Há um tempo de absorção e há um equilíbrio, há um balanço. Não é muito diferente se pegarmos a cana-de-açúcar, transformá-la em etanol e queimá-la. Nós podemos discutir esse ciclo, se ele é muito diferente de outro, mas, o que me interessa é a quantidade que está no ar, que eleva a quantidade de ppm de CO2 no ar ao longo dos anos. Tínhamos 1.200, 1.400 no ano 2000. Muita gente falava do número 400 ppm. Quando chegar a 400 ppm, temos a última crise do aquecimento global. Acabamos de passar!
O efeito estufa é o acúmulo desses gases no ar, o sol aquece esses gases e a terra aquece. Quais são esses gases? Basicamente, Metano e CO2. Esses gases são feitos pelos vulcões, pelos ruminantes e pela nossa atividade industrial ou atividade de queima. Controlar os vulcões é difícil, eu diria impossível. Controlar a quantidade de ruminantes: esses dias, no Fronteiras do Pensamento, houve uma grande defesa de nos tornarmos todos vegetarianos. Não sei se teremos sucesso nesse processo, acho difícil, possível, mas difícil. Controlar a atividade industrial ou as atividades de queima seria a terceira forma de redução. Temos que mudar o nosso perfil de produção de CO2, e essa discussão é econômica.
Então há esses gases que estão em volta da terra. Passamos dos 400 ppm, a temperatura na terra está subindo. Sabemos que a temperatura está subindo ou, pelo menos, que há um grande desequilíbrio, que está causando muitas tormentas, muitas secas, muitas inundações. E isso está aumentando por causa do desequilíbrio ambiental. Nós, químicos, achamos que isso está muito ligado ao CO2, o pessoal da geologia acha que é um ciclo normal da vida humana. Pelo jeito, não dá para aguentar o que está acontecendo, nós passamos do limite.
“Não é possível parar de emitir CO2 sem encontrar uma alternativa viável. O ser humano precisa continuar se deslocando, precisamos encontrar soluções.”
Se continuarmos usando o petróleo, há um probleminha: o preço do petróleo e como ele tem evoluído em função do tempo. Claro que o preço do petróleo varia, porque varia a demanda, a oferta, mas varia também conforme as crises e as guerras. O primeiro aumento brusco foi aquela crise nos anos 1970. Tenho publicações que dizem que quando o barril de petróleo passar dos 64 dólares não dá mais, temos que mudar de fonte. Hoje nosso barril de petróleo está custando 112 dólares. Nós estamos lá, no cenário mais pessimista. E não é só isso, e se acontece uma guerra nos países produtores de petróleo, se houver problemas geopolíticos nos países produtores de petróleo? Muda vinte a trinta por cento o nosso custo de vida de um dia para outro? Eu acho que não dá para viver assim.
Com isso, tentei fazer algo colocando a catástrofe, dizendo que:
- a disponibilidade de energia é limitada;
- a demanda de energia é crescente;
- a poluição atmosférica é inaceitável;
- existem problemas de preço e disponibilidade.
O que podemos propor a longo prazo? A Europa disse que temos de passar para o hidrogênio. Tínhamos, nos anos 2000, uma economia baseada em combustíveis fósseis, temos que chegar em 2050 com uma economia orientada ao hidrogênio. Isso é o que diz a União Europeia, podemos compartilhar ou não, mas temos que saber o que é a economia de hidrogênio.
Vou explicar com ocorre a eletrólise. É uma coisa que eu aconselho a fazer. Quando éramos novos, nas feiras de ciência, colocávamos dois fios, uma bateria e saía hidrogênio e oxigênio, correto? Podemos fazer o contrário: entramos com hidrogênio e oxigênio, tiramos a água e sobra energia. Isso de fazer o contrário da eletrólise que fazíamos no colégio se chama célula a combustível. Podemos entrar com hidrogênio e oxigênio, sai água no escapamento e temos energia elétrica disponível. Por exemplo, em uma caixa de plástico pequena, temos dois eletrodos, alimentamos de um lado com hidrogênio e de outro com oxigênio, sai a água e retiramos a eletricidade que necessitamos para os carros.
O carro funciona assim: um depósito, célula a combustível e motor elétrico. Chamamos de pilha a combustível porque é uma pilha de células a combustível. Empilhamos quantas for preciso para chegar a potência necessária. Funciona muito bem, esses carros são modernos, podemos comprar no Japão e nos Estados Unidos. Quando compramos um carro podemos escolher: gasolina ou hidrogênio? Podemos escolher o movido a hidrogênio. Funciona bem, grande autonomia, é econômico, e o que mais gostaria que vocês entendessem é que do escapamento dele só sai água. Não sai nada que venha a poluir. Vocês conseguem imaginar cidades como Rio de Janeiro e São Paulo, com aquela poluição toda, e só sai água do escapamento? Eu acho isso uma coisa absolutamente fantástica.
No início, não se acreditava tanto nesses carros a hidrogênio, pois eles tinham problemas de autonomia. Mas com um carro que tenha autonomia de 400 quilômetros, aqui no Sul é possível ir à praia e voltar. É um carro prático, com o mesmo preço do carro a gasolina. É uma realidade, é isso que gostaria que vocês considerassem. Foram feitos muitos testes antes com outros carros, principalmente com carros maiores, ônibus com espaço maior. E todas as companhias, Volkswagen, Toyota, GM, Honda, Mercedes etc., todas elas, estão com seus carros na rua, estão prontos, basta nós querermos trocar.
“Nós temos essas fontes de energia para todos os recursos renováveis. A substituição por fontes limpas é inevitável.”
Tudo está resolvido? Não. Tem a vida útil dessas células: se fizermos a célula utilizando como eletrodo o paládio, haveria um problema, pois não há paládio que chegue para substituir todos os carros do mundo, é preciso conseguirmos substituir por metais menos nobres e mais disponíveis. Há que se ter uma rede de abastecimento de hidrogênio. Em Porto Alegre, há um posto a cada 450 metros, imaginem substituir tudo isso. Diziam que era impossível se ter abastecimento de gás liquefeito de petróleo, hoje estão ali os nossos táxis funcionando tão bem. Nós vamos ter que ter algo semelhante, mas eu uso esse gancho para dizer “Tu me comprovaste que é interessante e que podemos fazer funcionar bem a célula a combustível, mas tem que ter hidrogênio”. Em seguida vamos falar do hidrogênio. Onde nós entramos nessa história? Porque eu tenho um eletrodo e outro eletrodo, adição de hidrogênio e oxigênio, mas tem que ter um contato entre eles. E nós entramos nessa história com os líquidos iônicos.
Certas substâncias orgânicas, compostas de um cátion e um ânion, quando não conseguem cristalizar, ficam líquidas. Esse líquido conduz à eletricidade e é extremamente estável, são os líquidos iônicos, que foram introduzidos para nós por Yves Chauvin, o verdadeiro inventor dessa área dos líquidos iônicos. Líquido iônico significa misturar um sal que, por exemplo, funde a 78º graus, com um outro composto que funde a 190º graus e que, no fim, vira um liquido iônico. Em 1994, quando trabalhei com Chauvin, nós fizemos esse liquido iônico contendo o ânion BF4. Por isso ele é estável, é útil no nosso laboratório, no Instituto de Química. Por exemplo, nós pegamos esse líquido iônico que serve de condutor entre os dois eletrodos. O que que isso faz na prática? Permite trocar uma membrana polimérica por um líquido iônico, permitindo um alto desempenho e um melhor desempenho da célula ao combustível. É isso que fazemos no nosso laboratório; por isso, nos envolvemos com essa área.
A célula a combustível, mas tem que ter hidrogênio, e como fazemos? Fazemos eletrólise. Aqui eu tenho que salientar um ponto: o Brasil tem um programa nacional de hidrogênio. Eles fazem por reforma, quer dizer, pegam combustível fóssil, fazem uma reação, que é a reação de reforma e tiram hidrogênio. É preciso fazer por eletrólise, temos que pegar água e separá-la em hidrogênio e oxigênio. É isso que estamos defendendo.
É preciso entender que saímos da água e vamos chegar a algo como o hidrogênio e o oxigênio. Quer dizer que sempre vamos precisar de uma energia para isso. Mas temos também um processo de energia de ativação, temos que passar uma barreira de ativação. Então, se tivermos algo que catalise esse processo, fica mais fácil. E nós usamos o quê? Como sempre, os líquidos iônicos.
Qual a ideia? Quer dizer que vamos pegar alguma energia, não sei qual energia, e fazer eletrólise, com a eletrólise vamos fazer hidrogênio, com hidrogênio alimentamos a célula combustível? Vocês entendem que o hidrogênio é só algo para transportar energia. Que energia vamos usar? Que energia vocês utilizariam para fazer eletrólise? A eólica, a solar, a hidráulica? Qual a melhor solução para o mundo inteiro? Não há solução geral, temos que usar todas essas energias, mas, por exemplo, no caso brasileiro, existe uma situação muito curiosa que é a situação das hidroelétricas.
Itaipu está aqui, aqui se produz eletricidade e aqui tem um chamado vertedouro, tão bonito, um monte de água, e o que é essa água? É que uma hidroelétrica só pode produzir energia que vende, ela não guarda nada, não tem como guardar, então todo o restante da água vai para o vertedouro, ou seja, é jogado fora. Toda essa energia enorme é jogada fora. Mas, se pensarmos diferente, se pegarmos essa energia toda que estamos jogando fora, transformá-la em eletricidade, toda essa eletricidade fizer eletrólise, qual é o preço dessa eletricidade feita com essa água vertida? No início eu disse que era zero, mas temos que pagar as pessoas, fazer a manutenção. Hoje ela custa algo em torno de 5 a 10% do preço da energia que pagamos, essa da tomada. É bem barato. Não podemos desperdiçar essa energia. Quanto temos dessa energia?
Fizemos um trabalho em que pegamos cada hidroelétrica brasileira, todas elas, e vimos qual a quantidade total de água vertida, perdida, durante um ano. O resultado é fantástico: a quantidade de água perdida, se transformada em hidrogênio, que uso em célula a combustível, se for possível transformar tudo (e claro que não é, claro que só uma fração dessa água vertida vai ser aproveitada), daria o equivalente ao nosso consumo total de gasolina anual hoje. Não precisaríamos mais de gasolina. Sim, estou sonhando, estou sonhando que fosse possível fazer isso, mas, se eu substituir 10 ou 15% já é um resultado maravilhoso. Estou tentando convencer vocês do seguinte: pegamos o sol, pegamos a água, fizemos a eletrólise, uma eletrólise gera hidrogênio, jogamos na célula combustível que gera água de volta. Isso se chama sustentabilidade. E qual é a quantidade disponível? Quanto eu quiser! Quanto eu quiser!
Concluindo, nós temos essas fontes de energia para todos os recursos renováveis. A substituição por fontes limpas é inevitável, nós não podemos mais deixar esse CO2 subir no ar. Está subindo. Não adianta tentar fazer campanha educativa e tentar baixar esse CO2 produzido industrialmente ou por queima. Devemos continuar fazendo esforço? Sim, mas chegamos ao limite. O petróleo vai deixar de ser utilizado? Não. Ele vai ser usado para fazer plástico, para fazer remédios, ele vai ser usado para dar qualidade de vida e ele tem as suas utilizações nobres. Ele vai parar de ser utilizado para ser queimado, e isso tem que acontecer. Por que a gente não troca? Porque é uma decisão geopolítica.
Tudo isso leva sempre ao que eu digo: “ainda existem muitas pedras e nós temos que entender que a idade da pedra acabou”. Sei que corro um risco com o que estou dizendo aqui: acabou a idade de queimar petróleo. Temos que passar para outra coisa. Somos nós que estamos em risco, somos nós mesmos que não vamos aguentar mais. Depois, o que não quero é ouvir alguém dizer: “poxa, ninguém nos avisou”. Eu, pelo menos, estou fazendo meu grãozinho de areia e estou avisando: isso tem que ser feito.
* Este artigo é uma homenagem ao cientista brasileiro Roberto Fernando de Souza, um dos pesquisadores mais produtivos em Catálise no Brasil, falecido em 2013.
