Pesquisa conclui que eólica, hídrica e solar são as melhores energias alternativas

As melhores alternativas para melhorar a segurança energética, mitigar o aquecimento global e reduzir o número de mortes, causadas pela poluição do ar, estão no vento e na água e não na agricultura ou dentro de centrais nucleares, diz Mark Z. Jacobson, professor de engenharia civil e ambiental em Stanford.

Ele afirma, ainda, que o carvão “limpo”, que envolve captar as emissões de carbono e seqüestro no subsolo, não é limpo. Por Henrique Cortez*, do EcoDebate.

Jacobson realizou a primeira avaliação científica quantitativa das propostas mais importantes, relacionados com as soluções energéticas, avaliando não só as suas potencialidades, para geração de energia elétrica ou para uso motor em veículos, mas também seus impactos sobre o aquecimento global, a saúde humana, a segurança energética, o abastecimento de água, os requisitos de espaço, impacto na fauna, a poluição da água, confiabilidade e sustentabilidade.

Suas conclusões demonstram que as opções que estão no centro das políticas públicas de energias alternativas são de 25 a 1.000 vezes mais poluentes do que as melhores opções disponíveis.

“As melhores energias alternativas não são as únicas que as pessoas que mais falam. E algumas opções, que têm sido propostas, são francamente horríveis”, disse Jacobson. “O etanol, base dos biocombustíveis, vai realmente causar mais danos para a saúde humana, fauna, abastecimento de água e utilização do solo do que os combustíveis fósseis atuais.”

Ele acrescentou que o etanol pode também emitir mais poluentes, contribuintes para o aquecimento global, do que os combustíveis fósseis, segundo os últimos estudos científicos.

As matérias-primas das fontes de energia que Jacobson verificou como as mais promissoras, tendo em vista os melhores resultados, são a eólica, a solar concentrada (a utilização de espelhos para aquecer um fluido), a geotérmica, a energia das marés, a energia solar fotovoltaica (em painéis solares) e as hidroelétricas. Ele não recomenda a opção nuclear, o carvão “limpo”, com captura e seqüestro de carbono e o etanol, tanto de milho como celulósico, que é feito de capim. Na verdade, ele considera o etanol celulósico ainda pior do que o etanol de milho, porque resulta em mais poluição do ar, exige mais terras para produzir e provoca danos à fauna silvestre.

As suas conclusões serão publicadas na próxima edição da revista Energy and Environmental Science (Energia e Ciências Ambientais), mas já estão disponíveis na edição on-line. Jacobson também é diretor do Programa Atmosfera/Energia da Universidade de Stanford.

Para colocar as várias alternativas em pé de igualdade, Jacobson fez as comparações entre as fontes energéticas através do cálculo dos impactos, como se cada uma das alternativas fossem em todos os veículos nos Estados Unidos, admitindo apenas que estavam sendo utilizados veículos com as “novas tecnologias. Esses veículos incluem veículos elétricos a bateria (BEVs), veículos a hidrogênio (HFCVs), e ”flex-fuel”, com a mistura chamada E85 (85% de etanol).

Em termos de geração de energia elétrica a eólica foi, de longe, a mais promissora, devido a uma redução de 99% nas emissões de carbono e de poluição do ar; o consumo de menos de 3 mil quilômetros quadrados de terras para os parques eólicos; potencialidade para atender a totalidade do parque automóvel (com frota composta de veículos elétricos a bateria); redução de cerca de 15 mil perdas de vidas prematuras por ano, a partir da redução das mortes relacionadas com a poluição veicular nos Estados Unidos; e, praticamente, nenhum consumo de água. Em contrapartida, o milho e o etanol celulósico continuariam a causar mais de 15.000 mortes relacionadas com a poluição do ar por ano.

Os parques eólicos ocupariam cerca de 0,5% de todas as terras dos EUA, algo 30 vezes inferior ao exigido para o cultivo de milho ou gramíneas para o etanol. Além disto, a área entre as turbinas eólicas estaria disponível como terrenos agrícolas ou pastagens ou, ainda, poderia ser deixada como espaço aberto.

“Há muita conversa entre os políticos de que precisamos de um programa maciço de empregos para tirar a economia da atual recessão”, disse Jacobson. “Bem, colocando as pessoas para trabalhar construindo turbinas eólicas, plantas solares, instalações geotérmicas, veículos elétricos e linhas de transmissão, não só criaria empregos, mas haveria uma redução dos custos dos cuidados de saúde, danos às culturas, ao clima e danos por poluição, proporcionando ao mundo uma verdadeira oferta ilimitada de energia limpa.”

“Obviamente, o vento sozinho não é a solução”, disse Jacobson. “Trata-se de um pacote que tem de ser combinado com a energia produzida por outras fontes, como a solar, das marés, das ondas e energia geotérmica.”

Durante a recente campanha presidencial dos EUA, a energia nuclear e o carvão “limpo” foram aclamados como as soluções energéticas a serem adotadas, mas a energia nuclear e do carvão, com captura e seqüestro de carbono, foram as soluções com pontuações mais baixas na escala criada por Jacobson, após os biocombustíveis.

“O carvão, com o seqüestro de carbono, emite de 60 a 110 vezes mais carbono do que a energia eólica. E a energia nuclear emite cerca de 25 vezes mais carbono do que a energia eólica”, disse Jacobson.

Apesar da captura de carbono, potencialmente, reduzir de 85 a 90% a emissão de carbono, gerada a partir da queima de carvão em uma usina, ela não tem qualquer impacto sobre o carbono resultante da exploração mineira ou do transporte do carvão ou sobre a emissão de outros poluentes atmosféricos pelo processo de geração.

Jacobson, para a realização do estudo, não recebeu financiamentos de qualquer grupo de interesse, companhia ou agência governamental.

Veículo e opções energéticas, a partir de melhor para pior, de acordo com os cálculos da Jacobson:

Da melhor para pior fonte de energia elétrica:

1. A potência do vento
2. energia solar concentrada (CSP)
3. energia geotérmica
4. energia das marés.
5. solar fotovoltaica (PV)
6. energia das ondas
7. hidrelétrica
8. um empate entre a energia nuclear e o carvã,o com captura e seqüestro de carbono (CCS).

Da melhor para pior alternativa para veículos:

1. Eólica-BEVs (bateria de veículos elétricos)
2. Eólica-HFCVs (célula combustível de hidrogênio)
3. Energia solar concentrada (CSP)-BEVs
4. geotérmica-BEVs
5. maré-BEVs
6. Solar fotovoltáica-BEVs
7. ondas-BEVs
8. hidrelétrica-BEVs
9. um empate entre BEV-nuclear e carvão-CCS-BEV
11. etanol de milho-E85
12. etanol celulósico -E85.

Contato: Louis Bergeron, louisb3@stanford.edu

* Com informações da Stanford University

O artigo “Review of solutions to global warming, air pollution, and energy security” está disponível para livre acesso na revista Energy and Environmental Science. Abaixo apresentamos informações sobre o artigo, o abstract e os links de acesso.


Energy & Environmental Science, Energy Environ. Sci., 2008, 1, 597 – 598, DOI: 10.1039/b820179j
http://www.rsc.org/Publishing/Journals/EE/article.asp?doi=b809990c

Review of solutions to global warming, air pollution, and energy security

Mark Z. Jacobson

Graphical abstract image for this article (ID: b809990c)

This paper reviews and ranks major proposed energy-related solutions to global warming, air pollution mortality, and energy security while considering other impacts of the proposed solutions, such as on water supply, land use, wildlife, resource availability, thermal pollution, water chemical pollution, nuclear proliferation, and undernutrition. Nine electric power sources and two liquid fuel options are considered. The electricity sources include solar-photovoltaics (PV), concentrated solar power (CSP), wind, geothermal, hydroelectric, wave, tidal, nuclear, and coal with carbon capture and storage (CCS) technology. The liquid fuel options include corn-ethanol (E85) and cellulosic-E85. To place the electric and liquid fuel sources on an equal footing, we examine their comparative abilities to address the problems mentioned by powering new-technology vehicles, including battery-electric vehicles (BEVs), hydrogen fuel cell vehicles (HFCVs), and flex-fuel vehicles run on E85. Twelve combinations of energy source-vehicle type are considered. Upon ranking and weighting each combination with respect to each of 11 impact categories, four clear divisions of ranking, or tiers, emerge. Tier 1 (highest-ranked) includes wind-BEVs and wind-HFCVs. Tier 2 includes CSP-BEVs, geothermal-BEVs, PV-BEVs, tidal-BEVs, and wave-BEVs. Tier 3 includes hydro-BEVs, nuclear-BEVs, and CCS-BEVs. Tier 4 includes corn- and cellulosic-E85. Wind-BEVs ranked first in seven out of 11 categories, including the two most important, mortality and climate damage reduction. Although HFCVs are much less efficient than BEVs, wind-HFCVs are still very clean and were ranked second among all combinations. Tier 2 options provide significant benefits and are recommended. Tier 3 options are less desirable. However, hydroelectricity, which was ranked ahead of coal-CCS and nuclear with respect to climate and health, is an excellent load balancer, thus recommended. The Tier 4 combinations (cellulosic- and corn-E85) were ranked lowest overall and with respect to climate, air pollution, land use, wildlife damage, and chemical waste. Cellulosic-E85 ranked lower than corn-E85 overall, primarily due to its potentially larger land footprint based on new data and its higher upstream air pollution emissions than corn-E85. Whereas cellulosic-E85 may cause the greatest average human mortality, nuclear-BEVs cause the greatest upper-limit mortality risk due to the expansion of plutonium separation and uranium enrichment in nuclear energy facilities worldwide. Wind-BEVs and CSP-BEVs cause the least mortality. The footprint area of wind-BEVs is 2–6 orders of magnitude less than that of any other option. Because of their low footprint and pollution, wind-BEVs cause the least wildlife loss. The largest consumer of water is corn-E85. The smallest are wind-, tidal-, and wave-BEVs. The US could theoretically replace all 2007 onroad vehicles with BEVs powered by 73000–144000 5 MW wind turbines, less than the 300000 airplanes the US produced during World War II, reducing US CO2 by 32.5–32.7% and nearly eliminating 15000/yr vehicle-related air pollution deaths in 2020. In sum, use of wind, CSP, geothermal, tidal, PV, wave, and hydro to provide electricity for BEVs and HFCVs and, by extension, electricity for the residential, industrial, and commercial sectors, will result in the most benefit among the options considered. The combination of these technologies should be advanced as a solution to global warming, air pollution, and energy security. Coal-CCS and nuclear offer less benefit thus represent an opportunity cost loss, and the biofuel options provide no certain benefit and the greatest negative impacts.

[EcoDebate, 12/12/2008]

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