Estas são as inovações das mudanças climáticas que ainda precisamos

O mundo agora tem muitas das ferramentas necessárias para manter as mudanças climáticas sob controle, informou a equipe de pesquisa climática das Nações Unidas no mês passado. Mas a humanidade ainda precisará inventar novos e melhores também.

A questão é em quais tipos de pesquisa governos e empresas devem investir.

No parcela final de sua mais recente avaliação abrangente da ciência do clima, o Painel Intergovernamental da ONU sobre Mudanças Climáticas examinou táticas para mitigar as mudanças climáticas. Mas pela primeira vez na história de três décadas de relatórios do IPCC, o painel dedicou capítulos à inovação e ao desenvolvimento de tecnologia.

O relatório destaca como as tecnologias de energia eólica, energia solar e baterias que emitem pouco ou nenhum gás de efeito estufa fizeram grandes avanços em desempenho e custo, tornando mais viável do que nunca afastar o mundo da queima de combustíveis fósseis em um ritmo mais rápido do que anteriormente. pensamento. Esses desenvolvimentos “aumentaram a atratividade econômica das transições do setor de energia de baixa emissão até 2030”, segundo o relatório.

No entanto, os combustíveis fósseis ainda cumprem cerca de 80 por cento das necessidades de energia do mundo. As emissões globais de gases de efeito estufa parecem ter sido mantendo-se bastante estável por uma década agora, mas para evitar que o mundo aqueça mais de 1,5 graus Celsius ou 2,7 graus Fahrenheit neste século, essas emissões precisam cair pela metade em relação aos níveis atuais até 2030.

Assim, apesar dos avanços, o ritmo de implantação de energia limpa ainda é muito lento para manter os níveis mais perigosos de aquecimento sob controle. Entrar no curso provavelmente exigirá versões ainda mais baratas, mais eficientes e de melhor desempenho das ferramentas que temos agora. Mas também exigirá avanços em tecnologias limpas incipientes, como a captura de dióxido de carbono diretamente do ar.

Ao mesmo tempo, dinheiro e vontade política para lidar com as mudanças climáticas são escassos em todo o mundo, dadas as demandas concorrentes da pandemia de Covid-19, inflação e conflitos internacionais. Com tempo e dinheiro limitados, é fundamental descobrir quais pesquisas produzirão as inovações mais impactantes para combater as mudanças climáticas.

É difícil prever quais investimentos levarão a avanços, mas alguns pesquisadores dizem que existem maneiras de melhorar as chances. Requer pensar cuidadosamente sobre como as inovações potenciais escalariam e atrairiam investimentos, mas também exige políticas para criar as condições para uma revolução de energia limpa ainda maior.

Como a energia solar, eólica e as baterias ficaram tão baratas

Para entender para onde ir a seguir na inovação em energia limpa, é útil primeiro desvendar alguns dos extraordinários progressos já feitos.

O preço da eletricidade solar caiu 89 por cento desde 2010, e os painéis solares de silício aumentou em eficiência de 15% para mais de 26% nos últimos 40 anos. Os custos da energia eólica terrestre caiu 70 por cento na última década. As baterias de íon-lítio caíram de preço em 97 por cento nas últimas três décadas, enquanto seus densidade de energia quase triplicou em 10 anos.

Gráfico mostrando os custos das fontes de energia ao longo do tempo.
A energia renovável experimentou declínios de preços vertiginosos e um crescimento maciço.
Nosso mundo em dados

As energias renováveis ​​tornaram-se agora o fonte mais barata de nova eletricidade produção em todo o mundo. Em metade do mundo, a instalação de novos energia eólica ou solar é mais barata do que operar usinas de energia de combustível fóssil existentes.

Esses desenvolvimentos foram estimulados por grandes investimentos governamentais e políticas energéticas, com algum apoio do setor privado. Painéis fotovoltaicos, por exemplo, se beneficiaram de pesquisas iniciais nos Estados Unidos, empresas japonesas desenvolvendo aplicações para energia solar, um incentivo tarifário de alimentação agressivo na Alemanha e aumento de produção em larga escala na China. O processo de desenvolvimento durou décadas, com os primeiros painéis solares inventados na década de 1950 e a pesquisa fundamental começando na década de 1970. Os governos também ajudaram a criar demanda por energia limpa, definindo metas de implantação e subsidiando seus preços de compra.

Mas as próprias tecnologias têm alguns traços comuns que as ajudaram a melhorar tão rapidamente. Por um lado, eles prontamente aumentam ou diminuem. Um painel solar pode ser pequeno o suficiente para caber em uma mochila. Painéis maiores podem iluminar casas e milhares de fios juntos podem abastecer uma cidade. Os parques eólicos podem ser dimensionados de várias turbinas a centenas. As células de íons de lítio podem alimentar tudo, desde telefones até aeronaves. Isso significa que pequenos ganhos de desempenho e quedas de preço aumentam rapidamente. As escalas menores também criam uma barreira de custo mais baixo, então as pessoas estão mais dispostas a experimentar essas tecnologias e encontrar usos para elas, acelerando a adoção generalizada. E à medida que esses sistemas modulares se acumulam, eles alcançam economias de escala e os custos começam a diminuir.

Compare isso com tecnologias de energia em larga escala, como usinas nucleares, que exigem bilhões de dólares adiantados e levam anos para serem construídas. Nos Estados Unidos, a energia nuclear é uma das poucas tecnologias energéticas para as quais o o custo aumentou ao longo do tempo.

O sucesso de energia eólica, solar e baterias é “realmente contra-intuitivo para o que me ensinaram na pós-graduação”, disse Gregório Nemet, um autor do IPCC e professor de relações públicas da Universidade de Wisconsin Madison. A sabedoria convencional por muito tempo sustentou que um grande problema como a mudança climática exigia soluções em larga escala. “O que aprendemos é que as tecnologias de pequena escala provavelmente se tornarão mais escaláveis ​​do que as tecnologias de grande escala”, disse Nemet.

Assim, para a energia limpa, vale a pena começar pequeno e crescer em vez de começar grande e crescer ainda mais.

Como pensar em investir na próxima geração de energia limpa

Os autores do IPCC costumam dizer que não prescrevem nenhuma política específica ou recomendam um curso de ação específico sobre as mudanças climáticas; eles apenas agrupam e avaliam a força do corpo de pesquisa.

Ainda assim, o relatório mais recente constata que algumas estratégias de energia são mais rápidas e econômicas do que outras. Entre as várias tecnologias de energia limpa disponíveis agora, a eólica e a solar continuarão sendo as maneiras mais baratas e rápidas de reduzir as emissões de dióxido de carbono do setor de energia até 2030, de acordo com o IPCC.

“Se vamos nos concentrar em qualquer coisa e não dizer ‘todas as opções acima’, essas são as tecnologias que importam”, disse Nemet. “Estamos perdendo uma oportunidade se não aproveitarmos o que temos agora.”

Gráfico comparando como diferentes fontes de energia limpa contribuirão para mitigar as mudanças climáticas.
A energia eólica e solar deverá contribuir com a maior parte das reduções globais de emissões de CO2 até 2030.
IPCC

A tecnologia em si ainda tem espaço para melhorias, mas o que é necessário não é tanto uma turbina eólica ou painel solar melhor, mas mudanças políticas mais amplas que encorajem uma adoção mais ampla. Para energia solar residencial, mais de 70% do preço se deve a “custos suaves” — coisas como permissão, inspeções, instalação e financiamento, em vez do custo do próprio hardware. Solar ainda pode ficar muito mais barato, com custos caindo mais 50% até 2050 de acordo com algumas estimativas, mas será necessário cortar essa burocracia.

Embora muitas vezes não seja considerada tecnologia, a eficiência energética é outro método barato, escalável e pronto para implantação para reduzir as emissões de gases de efeito estufa. O relatório do IPCC observou que os 18 países que sustentaram cortes de emissões por mais de uma década o fizeram fazendo mais com menos. “As reduções foram ligadas à descarbonização da oferta de energia, ganhos de eficiência energética e redução da demanda de energia, que resultaram tanto de políticas quanto de mudanças na estrutura econômica”, segundo o relatório.

Por exemplo, simplesmente melhorar o isolamento dos edifícios pode reduzir significativamente as emissões de gases de efeito estufa, reduzindo a demanda de energia. De acordo com Conselho de Defesa dos Recursos Naturaisaumentar a eficiência energética residencial é a maior intervenção de redução de dióxido de carbono nos EUA.

Quanto às tecnologias de energia limpa que ainda estão em sua infância, há vários critérios a serem considerados, disse Erin Baker, diretor do corpo docente da Energy Transition Initiative da Universidade de Massachusetts Amherst. A fórmula chave para avaliar um investimento é a chance de sucesso multiplicada pelo benefício potencial. Os sistemas de energia limpa que são escaláveis ​​e têm baixos custos iniciais são, novamente, os mais preparados para decolar. Mas também é importante lançar uma rede tão ampla quanto possível, em vez de pulverizar uma mangueira de dinheiro em uma determinada tecnologia até que ela funcione.

“Na medida em que você pode fazer as coisas de forma agnóstica, é sempre bom, porque não sabemos de onde virá o próximo avanço”, disse Baker.

Existem algumas necessidades específicas de energia limpa, no entanto, que precisam de mais apoio imediatamente, ou seja, ferramentas para armazenar, despachar e manter a qualidade da eletricidade na rede elétrica. “A maior categoria são essas coisas que tornam a rede confiável”, disse Baker. “Parte desse investimento são tecnologias, mas parte desse investimento é mais processos, modelos de negócios e regulamentos.”

Uma área-chave em que o mundo precisa investir mais é na remoção de dióxido de carbono (CDR), onde o dióxido de carbono é retirado diretamente da atmosfera. Embora haja temores de que possa criar um perigo moral, em setores como aviação, transporte e indústria pesada, as emissões podem nunca cair a zero. Portanto, cumprir as metas climáticas internacionais exigiria uma maneira de retirar essas emissões.

“A implantação do CDR para contrabalançar as emissões residuais difíceis de reduzir é inevitável se o CO2 líquido ou [greenhouse gas] emissões devem ser alcançadas”, de acordo com o relatório do IPCC.

Existem várias empresas trabalhando em tecnologias CDR agora, mas continua caro e consome muita energia. Um grupo de empresas de tecnologia, incluindo as empresas-mãe do Google e do Facebook, decidiu recentemente abordar o CDR de outra maneira, criando demanda por ele. As empresas lançaram Fronteiraque eles descrevem como um “compromisso de mercado antecipado”, reunindo quase US$ 1 bilhão para garantir compras de remoção permanente de dióxido de carbono.

Uma fábrica da Climeworks em Hellisheidi, Islândia, em outubro de 2021. A startup está trabalhando para remover CO2 da atmosfera.
Halldor Kolbeins/AFP via Getty Images

Esses tipos de compromissos podem se tornar outra maneira de acelerar o desenvolvimento de tecnologias limpas, mas os incentivos convencionais, como subsídios e incentivos fiscais, também permanecem críticos. E quando se trata de mudanças climáticas, uma das políticas mais importantes é colocar um preço nas emissões de dióxido de carbono. “Com base em uma avaliação setorial detalhada das opções de mitigação, estima-se que as opções de mitigação que custem [$100 per ton of CO2] ou menos poderia reduzir as emissões globais de GEE em pelo menos metade do nível de 2019 até 2030”, segundo o relatório do IPCC.

A mudança climática, no entanto, impõe restrições de tempo. Evitar que as temperaturas médias globais subam além de 1,5 graus Celsius exigiria não apenas reduzir pela metade as emissões atuais nos próximos oito anos, mas atingir zero emissões líquidas até 2050 e produzir negativo emissões posteriores – ou seja, tirar mais dióxido de carbono da atmosfera do que o mundo coloca. Portanto, uma estratégia de pesquisa, desenvolvimento e implantação deve ter vários horizontes: aumentar a energia eólica e solar hoje enquanto investe em tecnologias como nuclear, hidrogênio, e CDR a longo prazo, e até mesmo fazendo algumas apostas de longo prazo na energia de fusão nuclear e investigando a geoengenharia.

E embora seja necessária uma tecnologia melhor para mitigar as mudanças climáticas, não é suficiente. O maior avanço não significará muito se ninguém o comprar ou usar. Inovações de energia limpa também não resolverão a injustiça fundamental da mudança climática: que as pessoas que menos contribuíram para o problema ficar para sofrer mais. Enquanto isso, aqueles que produziu a maior parte dos gases de efeito estufa têm a riqueza para se adaptar ao aquecimento inevitável que está reservado.

Portanto, manter os cenários de mudança climática mais perigosos fora da mesa exige mais do que melhores baterias, painéis solares e modelos de negócios. Exige combater as desigualdades e os maus hábitos que criaram a situação em primeiro lugar. Isso também exigirá inovação na forma como o mundo distribui os custos das mudanças climáticas e os benefícios de uma transição para uma energia mais limpa.


Source: Vox – All by www.vox.com.

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