15 Aonde
nos levam
as rotas
tecnológicas
da energia?

• Neilton Fidelis da Silva é professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte (Ifern). Possui graduação em engenharia elétrica pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e licenciatura em eletricidade pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), mestrado em engenharia elétrica pela UFRN e doutorado em planejamento energético pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Atualmente assessora a Secretaria Executiva do Fórum Brasileiro de Mudanças Climáticas e atua como pesquisador do Instituto Virtual Internacional de Mudanças Globais (IVIG/Coppe-UFRJ).


• Luiz Pinguelli Rosa é professor do Programa de Planejamento Energético da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), onde dirige o Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenha- ria, e é secretário executivo do Fórum Brasileiro de Mudanças Climáticas. É graduado em física pela UFRJ, mestre em engenharia nuclear pela Coppe/UFRJ e doutor em física pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio). Ex-presidente da Eletrobras, foi ainda membro do Conselho do Pugwash e tem participado do Painel Intergovernamental de Mudanças do Clima (IPCC).


• Marcio Giannini Pereira é pesquisador do Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Eletrobras Cepel), consultor/palestrante na área de sustentabilidade e energia, membro do conselho editorial da Revista Brasileira de Tecnologia e Negócios em Petróleo (TN Petróleo) e Fellow Research da University of California (Berkeley – Renewable & Appropriate Energy Laboratory – RAEL). Possui graduação em economia pelo Instituto de Economia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e mestrado e doutorado em planejamento energético pela Coppe/UFRJ. Publicou diversos artigos em periódicos especializados e trabalhos em anais de eventos nacionais e internacionais. Redige o blog Energia, Sociedade e Mudanças Climáticas.

Imagine o mundo com a população atual de 7,3 bilhões de pessoas, mas sem a diversidade de fontes de energia de que hoje dispomos. Se ainda vivêssemos na era do trabalho feito somente à base de nossos próprios músculos e do calor produzido pela queima de biomassa, por certo faltariam alimento e lenha para tanta gente; a expectativa de vida seria bem menor – a população não teria, provavelmente, o contingente de hoje; e nem de longe desfrutaríamos do conforto e da produtividade que a tecnologia nos oferece.

Todo o processo de desenvolvimento humano tem uma relação estreita com a evolução do domínio e uso das fontes de energia dispostas na natureza, e nossa relação com essas fontes se vincula fortemente às estruturas de produção e consumo dos bens e serviços. Desenvolvidas ao longo do tempo, as diferentes tecnologias de conversão de energia condicionaram diversas formas de uso, com distintos rendimentos, que, por sua vez, ocasionaram múltiplos impactos no meio socioeconômico e ambiental.

Hoje nos cabe perguntar como seguir daqui em diante. Que caminhos escolheremos? Quais serão as nossas opções tecnológicas? Movidas a que tipo de energia? Ainda que parte da população mundial aposte em tecnologias de conversão mais eficientes (que ampliam o uso da energia com menor consumo de recursos naturais e menos impactos ambientais), o uso de técnicas anteriores à máquina a vapor é ainda significativo no planeta. Assim, apesar dos avanços tecnológicos recentemente conquistados, e do que ainda está por vir, em várias regiões o futuro energético continua vinculado às escolhas de ontem.

Para compreender essa história, de início é preciso lembrar que, em qualquer tempo ou lugar, o mais complexo sistema conversor de energia do qual o ser humano faz uso reside no próprio corpo humano. Por meio da digestão se processa a conversão da energia química, presente nos alimentos, em calor, energia muscular e cerebral. Ao transferir para além do seu corpo a necessária produção de trabalho, o ser humano dispõe de duas formas básicas de conversão de energia: a orgânica (uso do trabalho animal para produção de energia mecânica, lenha etc.) e a inorgânica (rodas­d’água, cata-ventos, máquinas elétricas, motores de combustão interna, entre outros).

O ser humano evoluiu trocando os conversores orgânicos pelos inorgânicos. A tração humana e animal na produção de bens deu lugar à indústria mecanizada, movida primeiro a vapor, depois a eletricidade.

Nas residências, o aproveitamento da biomassa natural para cozinhar e garantir calefação foi progressivamente substituído por fogões, aquecedores e outros aparelhos domésticos, fruto de avanços técnico-científicos que possibilitaram o uso de fontes de energia antes inacessíveis. Ampliou-se enormemente o emprego de carvão, gás, petróleo, eletricidade e energia nuclear. Assim, cada fonte de energia passou a ocupar seu nicho diferenciado, expandindo o uso e o aproveitamento dos recursos energéticos.

Nesse processo, vê-se que a evolução da humanidade se fez pela mecanização e substituição da força de trabalho rural, cujo efeito foi a migração de grande parte dos trabalhadores agrícolas para o setor de serviços, e a ampliação não só das trocas comerciais, mas também dos bens culturais. Essas mudanças geraram enormes ganhos para a população, seja com a redução ou substituição do trabalho fatigante, seja na melhoria da saúde, da educação, no aumento da seguridade, da longevidade e da renda. Além disso, com o aumento na taxa da energia controlada, os avanços extrapolaram tanto o universo doméstico quanto a produção agrícola e industrial, chegando à navegação, às ferrovias, ao transporte individual e coletivo, beneficiando novos setores de produção à base de energia mecânica e térmica.

Como se pode acompanhar na linha do tempo esquematizada ao lado, o consumo da energia cresceu de forma acelerada a partir do final do século XIX e ainda mais intensamente a partir da segunda metade do século XX.

Evolução do consumo mundial de energia no tempo [1]


• 1700 Consumo Mundial Predominantemente renovável. (lenha e derivados)


• 1800 O consumo cresceu 25% nesse século.


• 1850 Em meio século (1800-1850) o consumo mundial cresceu 47%.


• 1900 Entre 1850 e 1900 o consumo mundial quase duplicou. Lenha em queda, carvão sendo a maior fonte comercial. Petróleo, gás naturale eletricidade passaram a compor a cesta das fontes comerciais. (juntas respondem por apenas 2%)


• 1950 No período de 1900 a 1950, o consumo mundial de energia cresceu quase duas vezes e meia. Petróleo 24% | Gás Natural 8%


• 1970 Entre 1950 e 1970 o consumo mundial de petróleo, gás natural e eletricidade quase triplicou. O Choque do Petróleo impulsionou a pesquisa de novas fontes de energia.


• 1990 Entre 1970 e 1990 o crescimento do consumo ficou restrito a pouco menos que 35%. Acidentes nas Usinas Nucleares. Ações sobre a demanda e oferta devido ao choque do Petróleo.


• 2000 O século terminou com os combustíveis fósseis totalizando 80% de todo o consumo Energético. Conflitos (escassez e restrições ao acesso às fontes).

Numa primeira fase evolutiva, o carvão mineral se tornou o principal combustível das máquinas a vapor, ampliando rapidamente sua fronteira de uso para as mais diversas indústrias. Logo ele se transformou no símbolo energético da Revolução Industrial. A partir daí, a generalização do uso maciço dos combustíveis fósseis pela humanidade constituiu um novo marco no aproveitamento dos processos naturais de acumulação e concentração de energia.

Como sabemos, combustíveis fósseis têm sua origem na energia solar acumulada em plantas e/ou animais submetidos a uma série de processos de concentração e compactação, de milhões de anos de duração. Não há, portanto, possibilidade de recarga na escala de tempo econômico demandado pela sociedade. Assim, quando o uso de carvão mineral se expandiu e levou à utilização do petróleo e do gás natural, a humanidade ingressou na era do consumo de estoques naturais não renováveis de energia.

Na etapa inicial dessa era, o petróleo foi usado apenas na iluminação e na geração de calor, por meio do uso do querosene. Muitas mudanças ocorreram em função de novos domínios tecnológicos, passando o petróleo a ser utilizado para gerar energia mecânica em sua forma direta, tornando-se muito rapidamente a principal fonte de energia para o transporte.

Com o gás natural, a evolução foi mais lenta. Inicialmente ele era considerado um entrave à produção de petróleo. As descobertas de reservas gigantescas e, sobretudo, o contínuo crescimento das necessidades e a multiplicação dos usos energéticos foram decisivos para o desenvolvimento da indústria de gás natural. Superadas as barreiras impostas pelos custos de transporte, o gás natural passou, inclusive, à condição de combustível nobre.

Uma segunda fase evolutiva pode ser apresentada em função do desenvolvimento de uma série de tecnologias surgidas no final do século XIX e início do século XX, que facilitaram a difusão do uso da eletricidade. Ao mesmo tempo, a invenção do gerador elétrico de corrente alternada e dos transformadores elétricos de indução permitiu que o aproveitamento da energia hidráulica fosse novamente considerado no planejamento da expansão do mercado de energia. E as redes de transmissão de energia elétrica tiveram papel importante nessa retomada, ao permitir o transporte a grandes distâncias da energia hidráulica disponível nas barragens.

Todas essas descobertas permitiram a utilização simultânea de múltiplas fontes de energia (lenha, carvão, petróleo, hidráulica) de forma muito flexível, com rendimentos mais elevados e melhor qualidade. Tal diversidade de fontes energéticas disponíveis, combinada com a acumulação de novas tecnologias, viabilizou, portanto, o desenvolvimento de um complexo sistema energético do qual hoje dispomos.

Paralelamente, o domínio do processo de Fissão Nuclear Controlada tornou possível a transformação tecnológica da matéria em energia. Com isso, parecia ter início uma terceira fase no aproveitamento energético, já que, além dos menores custos, se estimava essa fonte de energia como ilimitada. No entanto, embora a energia nuclear responda por 9,7% da oferta de energia primária no planeta, com sistemas instalados e em funcionamento, é recorrente o debate quanto à sua viabilidade, pois se revelaram problemas econômicos e ambientais, com destaque para os riscos que ameaçam a segurança da população.

Embora a energia nuclear responda por 9,7% da oferta de energia primária no planeta, com sistemas instalados e em funcionamento, é recorrente o debate quanto à sua viabilidade, pois se revelaram problemas econômicos e ambientais, com destaque para os riscos que ameaçam a segurança da população.

Outro destaque importante, e mais recente, é a exploração em larga escala do gás de xisto, um gás natural encontrado no interior de um tipo de rocha porosa conhecida como xisto argiloso. Para retirar o gás da rocha, utiliza-se o processo de fraturamento hidráulico, com injeção de água, areia e produtos químicos. É grande o potencial de contaminação da água de abastecimento da população e há quem associe tal processo à ocorrência de tremores de terra. Apesar do risco, a produção do gás de xisto cresce rapidamente desde o ano 2000, sobretudo nos Estados Unidos, onde a expectativa é de alcançar a marca dos 50% do total americano de gás natural em meados da década de 2030.

O atual cenário mundial é, portanto, marcado por uma extrema dependência da produção e do uso de energia de origem fóssil e por empreendimentos ligados à cadeia energética que impõem elevados impactos ao ambiente natural, alimentando uma crescente desconfiança do consumidor ao uso de fontes não renováveis de energia. Isso tem levado a sociedade industrial a redescobrir os fluxos energéticos com base nos recursos naturais renováveis e a buscar processos mais harmonizados com a vida humana e com a capacidade de suporte dos ecossistemas. Tais fluxos, associados a novos desenvolvimentos tecnológicos e de organização produtiva, podem viabilizar o incremento da oferta de energia, deslocando a dependência mundial de combustíveis fósseis e nucleares.

Entre as novas tecnologias renováveis, registram-se os avanços tecnológicos obtidos em nível internacional com o uso de energia solar térmica, solar fotovoltaica, bioenergia, além dos aproveitamentos eólicos e de resíduos sólidos para geração de eletricidade.

A sociedade industrial é levada a redescobrir os fluxos energéticos com base nos recursos naturais renováveis e a buscar processos mais harmonizados com a vida humana e com a capacidade de suporte dos ecossistemas.

O desenvolvimento das técnicas de produção alternativa de energia baseada em recursos renováveis viabilizará o estabelecimento de sistemas energéticos múltiplos e flexíveis, que aproveitem de forma integral, coordenada e descentralizada, as diversas fontes energéticas e as tecnologias disponíveis, sem dispensar as ações de eficiência energética. Assim, se utilizada dentro de certos parâmetros, a nova produção poderá contribuir para minimizar os impactos ambientais advindos do funcionamento do mercado mundial de energia, alinhando-se às demandas de uma sociedade preocupada com a sustentabilidade.

Por fim, deve-se ainda considerar especialmente o recente debate em torno do registro e dos cenários de elevação da temperatura média do planeta, decorrente do aumento das concentrações dos gases que intensificam o efeito estufa, cuja principal fonte é o uso de combustíveis fósseis. Muitos cientistas tendem a concordar com as evidências de relações estreitas entre a produção e o uso da energia e o denominado aquecimento global.[2]

Entre outras estratégias, as fontes renováveis de energia oferecem ao planeta a oportunidade de redução das emissões de carbono e de retomada da trajetória de desenvolvimento econômico inclusivo, alinhada ao equilíbrio ambiental que outrora fazia parte do processo civilizatório da humanidade, pois se baseava na geração de energia renovável.

• 1 Jean-Marie Martin, A economia mundial da energia, São Paulo: Unesp, 1992.
  2 IPCC – The Intergovernamental Panel on Climate Change, Fourth Assessment Report: Synthesis Report, Cambridge, Reino Unido e Nova York: Cambridge University Press, 2007.