Gerenciando a transição para um futuro de energia sustentável

Existem cinco desafios principais na transição para um futuro de energia sustentável. Primeiro, dimensione; o sistema energético deve fornecer energia adequada para atender às necessidades do crescimento populacional global esperado no próximo século. Em segundo lugar, disponibilidade; nosso sistema de energia atual é amplamente dependente de recursos de energia finitos e não renováveis ​​que estão se esgotando rapidamente (carvão, petróleo, gás e, em menor medida, urânio). Terceiro, acessibilidade; existem restrições geográficas e sociais (por exemplo, geopolíticas) no acesso aos recursos primários, que podem ter impacto na segurança e no custo do abastecimento. Quarto, acessibilidade; o sistema de energia deve fornecer energia para a sociedade sem exigir uma proporção muito grande dos recursos da sociedade, sejam físicos ou financeiros. Quinto, impacto; o sistema de energia tem grandes impactos ambientais, sendo o mais discutido a carga climática, mas também impactos relacionados a recursos críticos (por exemplo, neodímio), retirada / consumo de água, uso da terra e outras emissões além de gases de efeito estufa (por exemplo, mercúrio). Além disso, a capacidade da biosfera de assimilar esses impactos está sendo prejudicada pela atividade humana. Todas essas questões interconectadas devem ser tratadas de maneira holística, usando uma abordagem de sistemas.

Conforme já mencionado, o foco principal para a energia sustentável passou a ser a questão das mudanças climáticas, que está impulsionando a transição para uma economia de baixo carbono. Com um foco muito estreito, no entanto, é possível empreender ações aparentemente positivas que podem realmente minar todo o sistema, as metas de energia sustentável. Combustíveis líquidos alternativos para transporte podem reduzir as emissões de gases de efeito estufa, mas aumentam outros impactos ambientais. A eletrificação do transporte evita as emissões de uso final, mas aumenta a pressão sobre a necessidade de recursos de eletricidade com baixo teor de carbono. A captura e o armazenamento de carbono abordam o impacto climático dos combustíveis fósseis, mas na verdade aceleram seu esgotamento, possivelmente tornando o uso do recurso mais insustentável. Da mesma forma, focar apenas em soluções tecnológicas pode nos fazer negligenciar soluções mais eficazes nas esferas política e social.

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Em última análise, a política de planejamento de energia deve ser realizada no contexto de uma pergunta simples; “Um sistema de energia limpa, renovável, acessível e acessível pode suprir de forma sustentável nosso nível atual de demanda de energia?” O sistema energético deve ser ambiental e tecnologicamente viável. Também não deve usar muitos recursos da sociedade e buscar minimizar o impacto ambiental. Esta questão é da mais alta prioridade, uma vez que estabelece o limite para todas as outras considerações. Se for descoberto que a oferta sustentável é inferior aos níveis atuais de demanda de energia, então claramente o objetivo da política energética deveria ser (talvez dramaticamente) reduzir a demanda de energia.

Encontrar a resposta a esta pergunta exige uma maior apreciação da estrutura física de nossas economias. Precisamos entender melhor como os recursos físicos (materiais e energia) entram, fluem, acumulam e saem de nossas economias, uma vez que essas restrições de recursos físicos estabelecem limites rígidos (restrições sociais, políticas e financeiras são mais flexíveis, embora não necessariamente fáceis de mudança). Isso significa desenvolver um conjunto complementar de bancos de dados de quantidades físicas para complementar os sistemas financeiros das contas nacionais. Atualmente, várias organizações coletam essas informações no nível da economia, mas muito mais trabalho precisa ser feito para desenvolver esses bancos de dados no nível setorial. Uma grande variedade de dados, ferramentas e estruturas metodológicas estão disponíveis neste esforço, desenvolvidos principalmente por pesquisadores em áreas como análise de energia líquida, análise de fluxo de material, avaliação do ciclo de vida, ecologia industrial, economia ecológica e economia biofísica.

Outros benefícios que resultam da complementação de análises financeiras com análise de fluxo de energia e material incluem:

  • Melhor avaliação de tecnologias em estágio inicial (baixos níveis de prontidão de tecnologia), muitas vezes com características financeiras altamente incertas, mas que ainda estão sujeitas a leis físicas fundamentais que podem ajudar a identificar custos potenciais e barreiras ao desenvolvimento de tecnologia;
  • Identificação de métricas alternativas para avaliação de energia e outros recursos naturais e suas vias de produção, comparando nossa capacidade de transformar recursos em benefícios sociais; e
  • Cálculo de métricas alternativas para comparar o impacto ambiental de bens e serviços individuais, ou mesmo de indústrias ou economias inteiras, como consumo de água doce, potencial de aquecimento global ou demanda de energia primária.
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Dadas as grandes mudanças necessárias nas próximas décadas para fornecer energia de uma forma mais sustentável, é claro que uma vasta transição de nosso sistema energético atual é necessária. Uma abordagem fragmentada focada exclusivamente em soluções tecnológicas não é suficiente. Devemos adotar uma abordagem de sistemas completos.

Gerenciar a transição na era vindoura de restrições de recursos exige a tomada de decisões mais inteligentes com base em um entendimento mais rico da base física de nossas economias.

Michael Carbajales-Dale

Asst. Professor em Engenharia Ambiental e Ciências da Terra

Clemson University

Tel: +01 864 656 0523

[email protected]

www.clemson.edu/ces/e3sa

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