Para que até 2050 possamos ter segurança energética e clima estável, serão necessárias estratégias criativas para a implementação de tecnologias que produzam baixa emissão de carbono. Provavelmente essa transformação energética planetária compreenderá uma mistura de tecnologias limpas, tais como descarbonização de combustíveis carboníferos, seqüestro de carbono, células de combustível, bioenergia e usinas ultra-eficientes movidas a gás.

Lewis Milford é presidente e Allison Schumacher é diretora de projeto do Grupo de Energia Limpa, importante organização sem fins lucrativos, sediada nos EUA, que trabalha com inovação tecnológica, financiamento e programas políticos em diversas áreas relacionadas com energia limpa e mudanças climáticas.

Para que as tecnologias limpas, que prometem revolucionar o mundo, sejam desenvolvidas, comercializadas e empregadas em grande escala, primeiro deverá ocorrer uma ampla e inédita inovação.

Esse mercado cresceu de forma extraordinária nos últimos anos, mas ainda representa apenas parte da solução para o aquecimento global, que depende da transição radical para tecnologias limpas.

O conceito de energia limpa normalmente abrange as tecnologias convencionais de produção de energia renovável: solar, eólica, hidráulica em pequena escala, biomassa, aproveitamento do gradiente térmico dos oceanos, energia das marés e ondas, geotérmica, células de combustível, bem como as respectivas tecnologias de armazenamento e de conversão de energia.

Mas a introdução da tecnologia limpa tem de ser abrangente. É preciso difundir o uso dessas tecnologias renováveis e desenvolver de forma significativa as opções limpas, tais como descarbonização de combustíveis carboníferos, seqüestro de carbono, produção ultra-eficiente de energia fóssil, células de combustível, bioenergia e as formas derivadas da genômica, da nanotecnologia e de campos relacionados.

Sozinhas, as políticas energéticas e climáticas atuais não conseguem impulsionar o mercado da energia limpa na magnitude e velocidade necessárias para consolidar a segurança energética e estabilizar o clima até o ano de 2050. Precisamos ser mais criativos e empregar estratégias novas e inovadoras para implementar todas essas opções. Além disso, as atuais estruturas de financiamento e de comercialização não estão conseguindo colocar no mercado essas tecnologias limpas tão necessárias.

Somente se aceitarmos o duplo desafio de acelerar o passo da inovação tecnológica e ampliar o financiamento e a comercialização das tecnologias limpas é que conseguiremos estender a transformação energética a todo o planeta.

Tecnologias limpas

Além das tecnologias renováveis — como a solar fotovoltaica, eólica, energia dos oceanos — e das de maior eficiência, as soluções mais promissoras compreendem:

Descarbonização dos combustíveis carboníferos: as usinas que usam gaseificação integrada a ciclos combinados (IGCC) representam uma nova geração de termelétricas a carvão que são superiores e preferíveis às usinas convencionais tanto do ponto de vista tecnológico quanto do ponto de vista ambiental. Isso se deve a sua capacidade de gaseificar o carvão, reduzindo assim as emissões de óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio, material particulado e mercúrio antes da combustão. As usinas IGCC também reduzem de forma significativa as emissões de dióxido de carbono e podem ser configuradas para capturar o carbono, eliminando a fase de purificação final.

O carvão pode ser descarbonizado de três maneiras — lavadores de final de linha, seqüestro e IGCC (ou IGCC mais seqüestro). Os três métodos já estão disponíveis comercialmente, mas precisam ser produzidos e utilizados em grandes quantidades para adquirir competitividade e pôr fim à construção de novas usinas convencionais. Isso vale principalmente para os países em desenvolvimento, onde as projeções de crescimento das termelétricas a carvão convencionais são muito altas. No futuro, quando houver restrição de carbono, a IGCC poderá tornar-se a termelétrica de escolha.

Usinas ultra-eficientes movidas a gás: as usinas movidas a gás natural que utilizam turbinas avançadas com ciclos combinados são mais eficientes e produzem menos emissões de gases de efeito estufa que as usinas convencionais a carvão. Em 2005, por várias vezes o gás natural mostrou-se mais caro e mais volátil que o carvão, o que fez do custo/economia um fator crucial. Dependendo de como será o suprimento de gás natural no futuro, a diferença de custo poderá mudar. Talvez sejam necessários incentivos para aumentar a competitividade e estimular o uso da tecnologia ultra-eficiente a gás.

Células de combustível: as células de combustível convertem o hidrogênio e o oxigênio em eletricidade, produzindo apenas água e calor (nenhum gás de efeito estufa) como subprodutos. Essa é uma tecnologia promissora para diversas aplicações, especialmente para produzir energia distribuída limpa em locais críticos, tais como aeroportos, bancos, centros de dados, postos de serviços de emergência, hospitais e centrais telefônicas.

As células de combustível proporcionam segurança de fornecimento e geram energia de alta qualidade no local de consumo. Podem operar com gás natural ou com combustíveis renováveis. Os obstáculos a essa tecnologia são: custo inicial relativamente alto, requisitos de manutenção e operação, custos de produção do combustível hidrogênio, bem como problemas relativos à entrega e ao armazenamento do combustível. Para que seu uso seja difundido, as células de combustível devem ser consideradas para locais críticos, tais como hospitais e outros lugares que não podem ficar sem energia sob pena de sofrer conseqüências graves. Para esses tipos de instalações, a diferença de custo talvez não seja um empecilho. Outros obstáculos à maior penetração das células de combustível nos serviços públicos, como as taxas exorbitantes cobradas para ligação à rede elétrica quando a célula é fechada para manutenção, também precisam ser superados.

Biomassa celulósica e biocombustíveis: à medida que cresce o interesse na produção e no uso de biocombustíveis, as tecnologias de biomassa — como gaseificadores e digestores anaeróbios — passam a ser mais utilizadas para gerar energia a partir de culturas, resíduos agrícolas e esterco. Contudo, o mercado da bioenergia é relativamente novo e tem um caminho a percorrer até atingir o ponto em que a adoção das tecnologias de biomassa e dos biocombustíveis se difunda com rapidez. Ademais, da perspectiva da redução das emissões de carbono, é consenso que o uso da biomassa celulósica (derivada das plantas) é preferível ao cultivo de culturas específicas para a produção de biocombustíveis, tais como o milho, pois o cultivo e o transporte dessas culturas aumentam as emissões de dióxido de carbono. A pesquisa genômica pode ser essencial para desenvolver essa tecnologia, mas precisa ser direcionada para o desenvolvimento e a comercialização de sistemas de energia e biocombustíveis altamente energéticos.

Seqüestro: o seqüestro de carbono — captura e estocagem das emissões de carbono em vez de sua liberação na atmosfera — cai em duas categorias: (1) biológico, no qual o carbono é capturado por plantas que absorvem esse elemento, plantadas em áreas específicas; e (2) geológico, no qual o carbono é injetado em formações rochosas. Diversas tecnologias de ambos os tipos estão sendo exploradas, mas nenhuma está disponível para uso em grande escala. Todos os interessados, do setor público ou privado, devem agir de forma mais agressiva a fim de resolver rapidamente as várias questões científicas e técnicas sobre a melhor maneira de capturar e estocar o carbono por longos períodos.

Provavelmente ainda serão inventadas muitas outras tecnologias limpas capazes de perturbar o status quo daquelas mais tradicionais. O desafio está não apenas na invenção, mas também na criação e rápida expansão de mercados para futuras tecnologias limpas.

Acelerando a inovação

Há muitos desafios e oportunidades no horizonte no que se refere às tecnologias limpas. Os especialistas concordam que o sucesso no desenvolvimento da energia limpa exigirá atenção, não apenas aos avanços das ciências básicas e aplicadas, como também à dinâmica comercial das novas tecnologias.

Os países do Grupo dos Oito (G-8) reconheceram essa necessidade premente de inovação tecnológica e de comercialização quando lançaram o Diálogo do G-8 sobre Mudanças Climáticas, Energia Limpa e Desenvolvimento Sustentável em Gleneagles, Escócia, em julho de 2005. O Banco Mundial criou uma "estrutura de investimento" para servir de base para esse diálogo, reconhecendo a necessidade urgente de inovação tecnológica para alavancar o investimento, a pesquisa, o desenvolvimento e a comercialização de tecnologias limpas.

O relatório do Banco Mundial concluiu que as políticas atuais e o financiamento de fontes públicas e privadas não são suficientes para promover as tecnologias que prometem reduzir o teor de carbono a fim de estabilizar as emissões.

Desafios da transformação energética

Transformar o sistema energético mundial será uma tarefa extremamente difícil. Esse é o setor que mais requer capital no mundo: uma rede financeira, reguladora e institucional complexa e interdependente que vem sendo respaldada e protegida há mais de um século. No entanto, a revolução energética pode ser rápida: em aproximadamente 30 anos, o automóvel substituiu o cavalo como meio de transporte, ao passo que as centrais elétricas difundiram-se pelos Estados Unidos em menos de 40 anos.

A transformação que está para acontecer precisará ser equivalente, em escala, àquela que ocorreu nas nações industrializadas nos últimos 100 anos com a descoberta da eletricidade. Esse foi um período que assistiu à transição da roda d'água na indústria, da madeira e do querosene para uso doméstico e da carroça puxada a cavalo para a eletrificação quase universal, a dominância do carvão na produção de eletricidade, milhões de veículos movidos a gás e a diesel, aviões a jato e, por fim, o microchip e a economia digital que ele gerou.

Para que ocorra uma transformação em escala similar, várias mudanças devem acontecer:

• É de suma importância que o governo, as universidades e o setor privado coordenem as atividades de pesquisa e desenvolvimento (P&D) com o uso e a comercialização das tecnologias, e não se concentrem apenas em P&D.

• O debate sobre as tecnologias limpas deve ocorrer em várias esferas (internacional, subnacional) e dentro de muitos grupos de interessados subnacionais, bem como na Convenção-Quadro da ONU sobre Mudanças Climáticas e no Diálogo do G-8 sobre Mudanças Climáticas, Energia Limpa e Desenvolvimento Sustentável.

• A tarefa de reduzir as emissões de carbono em escala global deve ser compartilhada por todos os níveis dos setores público e privado. Isso pode abrir as portas para soluções criativas que supram as deficiências de mercado, promovam a transferência para tecnologias limpas e a troca de informações, incentivem os vínculos entre disciplinas e produzam resultados reais.

• O financiamento do setor deve ser mais agressivo e buscar novas formas de acumular capital a fim de criar infra-estrutura para as tecnologias limpas no futuro.

• A estrutura de investimento do G-8 e outras formas de colaboração internacional devem responder às questões mais gerais sobre inovação e comercialização de tecnologias limpas. As lacunas da cadeia de inovação devem ser preenchidas para que os países em desenvolvimento e os industrializados mudem para as tecnologias limpas. Para produzir resultados, isso deverá ocorrer junto com a expansão significativa dos recursos e orçamentos distintos. É preciso que as parcerias público-privadas façam desse tema sua prioridade máxima a fim de acelerar o passo da inovação e a adoção de tecnologias limpas.

Resolver todas essas questões é o desafio do século 21 no campo da segurança energética.

As opiniões expressas neste artigo não refletem necessariamente a posição nem as políticas do governo dos EUA.