Correio da Cidadania

Mudanças na matriz energética condicionarão o futuro do Pré-Sal

Detalhes

Pergentino Mendes de Almeida

30/09/2009

As energias do futuro e os futuros do Pré-Sal: As Energias do Futuro

Há cerca de quarenta anos, um amigo meu, diretor do então Departamento de Estatística do Estado (hoje SEAD), contou-me que um consultor de empresas havia vendido um projeto ambicioso a uma grande empresa multinacional, cujo objetivo era descobrir o limite do crescimento do consumo de energia a longo prazo no mundo e no Brasil.

Vendeu o projeto e foi ao Departamento de Estatística buscar a resposta.

Ninguém sabia como fazer essa projeção. Não existia esse estudo nem aqui nem fora do país. O meu amigo, por mera curiosidade, começou a analisar as estatísticas disponíveis de consumo de energia nos Estados Unidos desde o século XIX e descobriu uma equação que servia de modelo perfeito para descrever essa evolução: o de uma curva logística. Adaptou-a aos dados disponíveis sobre o consumo no Brasil e descobriu a solução.

Ele me contou isso sem conseguir conter risadas orgulhosas e sorrisos triunfais de satisfação pessoal, por ter desvendado um mistério até então desconhecido: produção e consumo de energia se conformavam perfeitamente a uma curva que os estatísticos chamam de Logística. Contou-me a sua descoberta e escreveu-a à noite, depois do jantar, num impulso estudantil.

Mostrou o que escrevera ao consultor, que esperava encontrar no Departamento de Estatística alguma solução já pronta. O consultor achou genial o trabalho do meu amigo. Copiou-a ipsis literis, entregou-a ao seu cliente e sumiu, sem sequer dizer obrigado. E faturou a glória e o dinheiro pela descoberta.

Não critiquem, por favor, o meu amigo. Os tempos eram outros. Naquela época, prezava-se o dinheiro, mas o maior orgulho era a realização profissional e o triunfo contra desafios impossíveis.

Hoje essa descoberta não é mais desconhecida, embora apenas os iniciados saibam o que é uma "curva logística". E só agora estão sendo exploradas as perspectivas analíticas que esse tipo de modelagem estatística permite, inclusive na questão de energia.

Há pouco recebi o número de Junho/Julho de 2009 da revista "World Future Review", da World Future Society, da qual faço parte. Nesse número é publicado um importante artigo de Theodore Modis, "Where Has the Energy Picture Gone Wrong?" (pág. 12 e ss). Muito do que exponho aqui se baseia nesse artigo, ao qual remeto o leitor interessado em mais detalhes.

A Logística

A Logística é uma curva em forma de um S mais ou menos espichado. É uma variante das Exponenciais e prima-irmã da Exponencial Modificada. Uma exponencial é uma linha que descreve um crescimento proporcional constante (por exemplo, a 10% ao ano ou mês ou dia). A "Modificada" assim é chamada porque a sua proporção de crescimento é modificada (mudada) pela existência de um limite acima do qual a linha não pode mais crescer.

A Logística é uma Exponencial Modificada tal que o crescimento começa devagar e vai tomando um impulso cada vez maior; e cresce cada vez mais rapidamente até que ela fique mais próxima do limite superior do que da origem – e aí ela vai perdendo o ímpeto, até deixar de crescer, quando fica à beira do seu limite "natural" de saturação.

Existem fenômenos em que a Logística tem aplicação validada, a tal ponto que chega a ser tomada como uma "Lei" natural. Nestes casos, admite-se que ela descreve uma "norma" e que os desvios dessa norma são, portanto, anomalias a serem explicadas. O consumo, a produção e a descoberta de jazidas de petróleo são exemplos de aplicações bem sucedidas desses princípios.

A aplicação da Logística na análise de dados de campos variados (economia, psicologia, sociologia das tendências, demografia, previsão de vendas etc.) não apenas obedece a uma lógica intuitivamente "natural", como oferece uma vantagem extra: uma vez conhecida a equação que descreve o fenômeno, é possível prever o limite de crescimento (ou o teto) que lhe é próprio. Ou seja, a Logística tem um papel estratégico e preditivo importante.

O Petróleo

Theodore Modis, no seu artigo, começa mostrando os dados acumulados de descobertas de jazidas (reservas) e de produção de petróleo nos Estados Unidos desde 1900 até hoje, em milhões de barris. É impressionante como os dados reais se ajustam à equação logística, tanto no caso das reservas como no da produção.

Numa escala de barris de petróleo, a correlação temporal é praticamente perfeita entre os dados observados e a projeção logística. Pequenas, desprezíveis oscilações acontecem apenas no crescimento das reservas, na década de 70. Provavelmente uma oscilação causada pelos temores da crise do petróleo daquela época.

Mas é interessante que nem sequer uma crise da dimensão daquela foi capaz de causar maiores desvios do que se poderia chamar de "Lei" da evolução do petróleo.

Reservas, produção e consumo

As duas curvas – a de reservas e a de produção – são notavelmente paralelas. As reservas sempre antecedem a produção por cerca de dez anos, durante quase todo o Século XX.

Isso desmente as previsões de que a era do petróleo estaria no fim, devido ao esgotamento das reservas, previsões essas que vêm sendo feitas desde a primeira metade do século passado. E o fato de as curvas serem paralelas significa que, até onde nos é dado ver, as reservas de petróleo estarão sempre acima da produção.

A produção aumenta conforme o consumo aumenta e pode ser considerada praticamente um indicativo da demanda. O aumento da produção estimula a busca de mais jazidas e o aumento das reservas. A antecipação de dez anos e o equilíbrio entre as reservas e a produção não são programados, mas ocorrem naturalmente, sem que os agentes econômicos tenham se dado conta disso.

Ao aplicar-se a curva logística aos dados de reservas e produção de petróleo, verifica-se que a Era do Petróleo atingiu seu pico entre os anos 60 e 90 e que, a partir de então, começou uma tendência de longo prazo ao seu arrefecimento. O intervalo de 10 anos entre a descoberta de jazidas e a produção tende agora a aumentar, neste século, para 15 anos e depois para 20 anos.

O autor prevê que mais adiante no século XXI haverá um volume de pelo menos 20.000 milhões de barris de reservas comprovadas de petróleo que ficarão guardadas no subsolo. Como foi lembrado no programa do William Waack, que citei na primeira parte deste artigo, a Idade da Pedra não acabou por falta de pedras, assim como a do Petróleo provavelmente não acabará por falta de petróleo.

Mas o que viria no seu lugar? Afinal, o mundo não pode simplesmente parar, enquanto que as necessidades globais de energia seguramente estão aumentando.

Alternativas

Em matéria de energia, estamos falando tanto da que move os nossos carros, trens, caminhões e aviões, como da que ilumina cidades, casas e move máquinas em fábricas.

Podemos pensar que a energia elétrica seria uma boa alternativa ao petróleo, a partir do momento em que se resolvam os problemas das baterias para carros elétricos, dos modos práticos de recarga etc. Mas como se produz essa energia elétrica, que hoje chega às nossas tomadas e amanhã poderá estar abastecendo uma frota de carros elétricos?

A energia hidrelétrica sofre de algumas restrições ambientais, mas é melhor do que a simples queima de combustível. O Brasil é particularmente abençoado a esse respeito, mas a disponibilidade de águas e reservatórios no mundo todo nem é suficiente nem é distribuída de acordo com as necessidades de consumo dos países. Portanto, a energia hidrelétrica não é uma solução universal. Além do mais, as hidrelétricas também emitem CO2 e causam muitos problemas ambientais. E boa parte da eletricidade que move os carros elétricos e híbridos é produzida por usinas termelétricas, que queimam diesel.

Estamos amarrados ao ciclo do carbono, se é que se pode assim denominá-lo. Na verdade, o ciclo do carbono começou com a descoberta do fogo. Hoje chegamos a um ponto em que estamos saturando a atmosfera de CO2 e causando efeitos catastróficos para o planeta.

Existem modos de produção de energia limpa, acima de qualquer crítica, como a eólica, a das marés etc. Pena que sejam tão restritas. Neste momento, são modos apenas auxiliares, mas não suficientes para substituir o petróleo. Espera-se que sua utilização e produção aumentem, mas elas apenas complementarão a matriz energética de hoje e do futuro.

Com o aumento do preço do barril de petróleo, algumas idéias mirabolantes abandonadas nos anos 1970 estão sendo rediscutidas. A JAXA ("Japan Aerospace Exploration Agency") está desenvolvendo o sistema SSPS (Sistema Espacial de Energia Solar), que em 2030 deverá colocar em órbita geoestacionária um gerador de energia capaz de captar a energia solar e transmitir um gigawatt de energia à Terra. Essa energia corresponde à produção de uma usina atômica. E não é um plano tipo PAC brasileiro: o projeto, sob a direção do dr. Hiroaki Suzuki, já conta com 180 cientistas de várias instituições de pesquisa, trabalhando ativamente nele ( cf. Scientific American, Julho de 2008, pg.12).

Todas essas idéias são interessantes e não devem ser desprezadas, mas, por enquanto, ou servem apenas de fontes complementares de energia, ou são projetos para um futuro mais remoto – se derem certo. Mas, de todas elas, é provável que alguma (ou várias) acabe(m) funcionando. Aguardemos.

Da lenha ao petróleo

Existem outras alternativas energéticas que foram historicamente importantes, como a lenha e o carvão, antes do petróleo. Novamente, ocorre uma impressionante coincidência entre os números disponíveis de longo prazo e a Logística, em todos esses casos.

Desde o nascimento da civilização, o consumo e produção de energia vêm obedecendo a uma Lei Logística. De modo geral, em cada momento histórico houve a presença de mais de uma fonte de energia, mas sempre uma delas assumiu o papel preponderante.

Por exemplo, desde o começo do Século XX até os anos 30 o carvão predominava sobre as demais fontes de energia. Ele havia ultrapassado a madeira (lenha) em 1870. E tornou-se realmente desimportante apenas após os anos 60 do século passado. Ele iniciou uma queda com a II Guerra Mundial.

E mais uma verificação inesperada: guerras, aumentos abusivos e especulativos de preços e recessões não influíram na tendência geral. Greves gerais, no auge da época do carvão (motor da primeira revolução industrial), tiveram impactos maiores nas curvas, mas não mudaram a sua inflexão.

O petróleo começou a ser explorado, se não me engano, em torno de 1860, mas só foi deslanchando – devagar, de acordo com a expectativa logística – após 1880. Adquiriu impulso no século XX, chegou a uma produção máxima em torno de 1970, quando superou o carvão e parece estar agora passando o seu zênite, obedecendo ao que parece ser a lei inexorável da Logística (mas digo isso com certa ressalva, por razões que veremos a seguir).

Gás Natural

Paralelamente, vinha crescendo, desde o final do século XIX, a produção e utilização do gás natural. Inicialmente, e por muitos anos, não se deu importância a ele.

O gás era uma surpresa frustradora quando se perfuravam poços e, em vez de jorrar óleo cru, encontrava-se gás. Lembro-me de que, no começo das prospecções brasileiras, era comum dizer-se que ‘no Brasil não há petróleo, só dá gás’ (isso era dito em tom de desânimo). A Paulipetro foi criticada por ter descoberto apenas alguns poços de gás, sem petróleo, no rio Paraná.

Entretanto, o gás agora está adquirindo uma importância crescente e estratégica. Estamos usando cada vez mais gás – nas residências, na indústria, nos táxis, nos caminhões e em ônibus urbanos. Não podemos mais dispensá-lo nem tratá-lo com desdém. O incidente político recente com o gás da Bolívia, do qual somos dependentes, chamou a atenção do público para isso. E a descoberta de gás na Bacia de Santos hoje é festejada pela Petrobrás.

Na verdade, o gás está em ascensão, seguindo exatamente o que se pode esperar a partir da Lei Logística. Esta indica que no século XXI, daqui a pouco tempo, ele começará a ser o sucedâneo do petróleo. É um combustível mais barato, mais eficiente e menos poluente do que a gasolina.

A era do hidrogênio

O gás natural está sendo visto como o melhor sucessor do petróleo porque é mais eficiente na produção de energia, liberando menos CO2 e mais hidrogênio. Essa tendência pela maior liberação de hidrogênio e menor de carbono tem sido uma constante ao longo da civilização humana, da lenha ao petróleo e agora ao gás natural – uma decorrência natural, involuntária, da busca de combustíveis mais eficientes. Um combustível mais eficiente é o que queima mais completamente o carbono e, assim, em vez de liberar mais CO2, libera mais hidrogênio como subproduto da combustão do hidrato de carbono original.

Mas agora essa tendência ao hidrogênio é vista como uma necessidade de sobrevivência, não mais apenas como simples resultado da busca de uma maior eficiência, devido aos danos do aquecimento global, causados pelas emissões de carbono. Na verdade, o que se preconiza hoje é a superação da dependência do carbono e o início de uma nova era – a do ciclo do hidrogênio.

E aí entra uma nova tecnologia, que é a do uso do hidrogênio como combustível. Ao reagir com o oxigênio ele produziria energia farta e barata, gerando vapor de água. Já com a queima de carbono, a geração de energia produz o dióxido de carbono. As dificuldades práticas são enormes; estão equacionadas, mas não resolvidas. O hidrogênio precisaria ser estocado e abastecido sob forma líquida, que requer temperaturas muito baixas. E a mudança de toda a estrutura energética e da produção industrial e distribuição de veículos e combustível seria radical, demorada e cara.

Entretanto, mais uma vez, aguardemos. Talvez isso tudo será superado antes do que esperamos. Mas, enquanto aguardamos, as coisas ainda podem ser um pouco mais complexas, devido a fatores sociais, políticos e à interação entre as várias fontes disponíveis de energia.

Anomalias e desvios

As projeções logísticas conjuntas para o gás, o carvão, o hidrogênio e a energia nuclear indicam algumas anomalias que ocorreram em torno dos anos 70-80 do século passado. É difícil explicar essas anomalias isoladamente, mas, tomadas em conjunto, elas parecem fazer sentido.

Carvão - O carvão vinha se comportando "normalmente" desde o século XIX até os anos 70 do século passado. Naquela altura, ele estava já em acelerado processo de queda, que foi iniciada a partir dos anos 30. E eis que, a partir de 1970, o carvão se desvia da queda e parece manter até hoje um consumo estável, acima da sua curva descendente "natural".

Gás natural – O gás natural começou a tomar impulso depois de 1910 e chegou a superar um pouco a tendência logística nos anos 50 do último século. E, nos anos 70, ele sofre um desvio, agora para baixo: está sendo menos consumido do que deveria.

Energia Nuclear – O uso da fissão nuclear para a produção de energia começou a deslanchar na década de 70. E deslanchou fora do padrão, apresentando um crescimento rápido demais e inesperado para uma fonte incipiente de energia. Mas na década de 90 esse crescimento parou e a produção de energia nuclear estabilizou-se. Hoje, a produção acumulada de energia nuclear ainda está um pouco acima da curva traçada pela Logística, apesar de acusar uma queda. Ela parece, aos trancos (soluços para o alto no início) e barrancos (tropeço e estagnação), estar retomando o nível previsto pela Logística.

Carência de hidrogênio – Examinando as porcentagens de hidrogênio no "mix" de combustíveis consumidos, verifica-se que elas vêm aumentando, de cerca de 20% (em 1850) até cerca de 60% (entre os anos 1970 e 1980). Isso faz sentido, em função do que dissemos a respeito da eficiência maior das opções de combustíveis usados no mundo durante o período. Mas no meio da segunda metade do século XX a porcentagem de hidrogênio começa a cair. Essa "carência" (diferença entre a tendência secular e o observado) poderá chegar a 20% na metade deste século. Mas nós não estávamos anunciando uma nova era, a do Hidrogênio?

Causas e hipóteses

Usando um pouco as minhas impressões e a interpretação oferecida por T. Modis, parece-me que essas quatro "anomalias" na verdade estão amarradas entre si.

A energia nuclear teve um processo de adoção muito mais acelerado no seu início, como resposta à crise do petróleo e ao cartel da OPEP. Estávamos em plena Guerra Fria e não se faziam restrições maiores à tecnologia nuclear, que estava em mãos das grandes potências e faziam parte do mundo como ele era na época. Os dois lados não iniciavam uma guerra porque a certeza de destruição mútua não permitia. A ameaça atômica era imprescindível. O benefício econômico estimulava a energia atômica, a opinião pública era favorável, a vantagem política era clara e imediata e a Bomba era a garantia da Paz.

A introdução crescente da energia atômica explica, pelo menos em grande parte, a carência de hidrogênio. O elo carbono/hidrogênio torna-se irrelevante na produção de energia atômica. A previsão de 20% de "carência" de hidrogênio até meados do século XXI pressupõe a retomada da produção de energia atômica em grande escala: essa "carência" ocorreria mesmo com o aumento da produção de energia total.

Vários acidentes aconteceram naquele período histórico e o público começa a tomar consciência dos perigos da produção de energia atômica. Submarinos nucleares soviéticos afundam, bombardeiros americanos caem em território americano com bombas atômicas no seu bojo (felizmente sem maiores conseqüências); incidentes assim eram tratados como azares "naturais" da época e ocorriam com certa freqüência.

Mas aí acontecem coisas mais preocupantes e os dois marcos que me vêm à mente são os acidentes seríssimos de Three Mile Island (Estados Unidos) e Chernobyl (URSS), ambos com larga repercussão.

Cai o Muro de Berlim e, dois anos depois, a União Soviética cessa de existir. O petróleo volta a níveis aceitáveis de preços (embora mais altos do que eram cobrados antes da crise). É nesse contexto que se começa a falar seriamente em desarmamento nuclear e um movimento contra a energia atômica toma corpo, conquista a opinião pública e se torna politicamente correto. Cessam os investimentos em usinas atômicas.

No período inicial, em que a implantação e o crescimento da energia atômica superavam as expectativas, o carvão, que vinha declinando, começou a desviar-se da curva descendente e estabilizou o consumo. Não foi coincidência inexplicável. Os países europeus, assustados com a dependência do petróleo e dos árabes, não só investiram em energia atômica, mas também em reviver o carvão, um combustível barato e local, predominantemente para uso industrial. O Reino Unido liderou essa tendência.

Simultaneamente, a opção chinesa pelo crescimento a qualquer custo tomou corpo nessa época e prossegue até hoje. O resultado é que, no seu apetite insaciável por energia para sustentar seu crescimento, a China não só se tornou um grande consumidor de petróleo, como também passou a ser o maior consumidor de carvão, um material de que ela dispõe com abundância, e tornou-se o segundo maior poluidor do planeta.

Esses dois vetores – Europa e Reino Unido, ao lado do colosso chinês – desviaram a produção de carvão de sua queda paulatina.

Compensações e ajustes

A hipótese que Modis levanta em sua análise é que essas anomalias, a exemplo de outras menores que aconteceram na história da energia, são desvios que o tempo tende a corrigir, e que a tendência logística acabará prevalecendo.

Ele prevê que agora, com tecnologias mais avançadas e mais seguras, a energia atômica tornar-se-á mais aceitável e voltará ao seu nível natural de crescimento. Os problemas com o aquecimento global, cada vez mais preocupantes, acabarão por repor o carvão no ponto mais baixo, em que já deveria estar hoje, e em queda continuada, favorecendo a retomada de um crescimento mais intenso do gás natural.

O futuro imediato

Parece existir um ciclo periódico de cerca de 50 anos no consumo per capita de energia mundial. Depois de um crescimento acelerado entre 1880 e 1910, houve uma estabilização entre 1920 e 1950. Os anos 60 e 70 foram de aumento acelerado do consumo de energia per capita. Agora estamos terminando uma fase de estabilidade, entre os anos 90 e o começo deste século. Esses períodos parecem de alguma forma reproduzir os ciclos de Kondratiev.

As idéias de Kondratiev não foram inteiramente aceitas pelas autoridades soviéticas de sua época, mas o importante não é o seu mérito e sim duas constatações: a de que o consumo de energia per capita também obedece a uma seqüência de curvas logísticas; e que estamos provavelmente às vésperas de um aumento pronunciado do consumo mundial per capita de energias de todas as fontes.

As energias do futuro

Haverá, dentro dos próximos 10 anos, uma mudança na composição da matriz energética mundial. O consumo de petróleo e combustíveis derivados deverá aos poucos cair, enquanto que o de gás natural deverá, entre 2015 e 2020, tomar a dianteira – se as nossas conjecturas estiverem corretas e os problemas do aquecimento global começarem a ser enfrentados com mais firmeza pelo mundo.

Ao mesmo tempo, o intervalo entre a descoberta de petróleo e a sua produção deverá aumentar, como vimos antes – até que, de acordo com a previsão de T. Modis, uma grande quantidade de petróleo seja "esquecida" no subsolo.

Em torno de 2030 é provável que a energia atômica supere a do petróleo. Nessa altura, a principal fonte de energia seria o gás natural. A segunda seria a atômica, numa ascensão crescente, enquanto o gás estará atingindo o seu pico de produção e consumo. O petróleo ainda será uma terceira fonte de energia, mas em queda constante.

Entretanto, recordemo-nos que o petróleo não é só energia, ele é também a matéria-prima para plásticos e produtos químicos, de solventes a cosméticos e detergentes. De qualquer modo, não deverá ter o mesmo destino da lenha e do carvão, cujos volumes tenderão a tornar-se desprezíveis com o tempo, praticamente zerados.

Também compondo esse mix, pode-se esperar um crescimento da energia eólica, da solar e das marés, que são as energias "puras" e que, ainda que não suficientes para suprir as necessidades mundiais, constituirão uma contribuição importante contra a poluição e o aquecimento global.

Curiosamente, T. Modis – talvez refletindo um modo de pensar corrente nos Estados Unidos – não considera o etanol como uma alternativa viável ou sequer desejável. Analisando a razão molar hidrogênio/carbono, ele constata que o etanol é vantajoso quando comparado com a gasolina (o combustível do passado), mas perde significativamente quando comparado com o gás natural ou o metano (o combustível do futuro). A partir daí, conclui ele que a energia renovável, com base no álcool, constituiria um retrocesso inadmissível.

Especula-se que a energia nuclear propriamente dita poderá tornar-se viável a partir de 2020 ou 2030. A energia atômica de que dispomos hoje se baseia na fissão de átomos.

A nuclear baseia-se na fusão, uma tecnologia diferente, capaz de, em tese, proporcionar uma quantidade ilimitada e barata de energia. Hoje existem muitas idéias – e investimentos em pesquisas – de como viabilizar uma reação nuclear controlada, a custos aceitáveis. No dia em que esse problema for resolvido, promete-se que a humanidade terá uma fonte inesgotável de energia limpa.

Embora as previsões sejam de que isso ocorrerá dentro de 15 ou 20 anos, dados os esforços e investimentos atuais, nada impede que o problema seja resolvido amanhã por um insight inesperado de um pesquisador sábio, ou daqui a 50 anos – ou, quem sabe, jamais (duvido, mas por que não?).

A energia nuclear tornará todas as alternativas obsoletas. O único problema a ser resolvido a partir daí será o da sua distribuição a todo o planeta, todos os rincões, todas as aldeias da África, Nepal ou Nordeste brasileiro.

Os problemas brasileiros

Dadas essas dúvidas e questões, não se pode dizer que faltam alternativas ou idéias a respeito do futuro, que nada sabemos a seu respeito. O problema reside em saber para que lado caminhará o mundo e com que rapidez.

Ou seja, a maior incerteza nossa está nos horizontes temporais: em quanto tempo ocorrerão certas mudanças fundamentais nas matrizes energéticas mundial e brasileira e em quanto tempo o nosso Pré-Sal estará produzindo. Este será o tema da terceira e última parte desta série.

Pergentino Mendes de Almeida é diretor da AnEx – Analytical Expertise & Scenarios. E-mail: Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo.

Leia mais:

As energias do futuro e os futuros do Pré-Sal: Energia renovável (I)

{moscomment}

• Anterior
• Próximo