Módulo 1: Energia e Meio Ambiente Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Módulo 1: Energia e Meio Ambiente Mário Fernandes Biague

Desenvolvimento e Meio Ambiente Desenvolvimento humano Industrialização Impactos ambientais

Energia e Meio Ambiente A disponibilidade de energia associada aos fenômenos da motorização e da industrialização tem alterado substancialmente a maneira pela qual as pessoas relacionam-se com o ambiente O uso da energia é intenso em países desenvolvidos e cresce rapidamente nos países em desenvolvimento A urbanização impõe uma enorme demanda ao ecossistema, uma vez que a maior parte das atividades urbanas da indústria, da comunidade e das residências são baseadas no esvaziamento do capital natural. A construção de moradias, o transporte, as atividades econômicas, e a geração de calor para as residências e eletricidade pressionam o meio ambiente e competem com o espaço ecológico

Desenvolvimento e Meio Ambiente Efeitos do desenvolvimento Desmatamento Degradação marinha e costeira Poluição do solo e das águas subterrâneas Alagamento ou perda de áreas cultiváveis Aquecimento global Destruição da camada de ozônio Efeito estufa e chuva ácida Poluição do ar e aumento de resíduos sólidos nas cidades Esgotamento de recursos naturais não renováveis

Energia e Desenvolvimento Sustentável Desafio: Conciliar desenvolvimento e preservação ambiental Participação conjunta dos países Barreiras Falta de base de dados consistente Interesses conflitantes entre nações Todas as etapas envolvidas no uso final de energia causam impactos ambientais, sejam eles diretos ou indiretos Indireto: degradação costeira e mares por vazamento de petróleo Direto: poluição do ar pela queima de combustíveis fósseis

Relação Energia x Impactos Ambientais Aquecimento por efeito estufa e mudanças climáticas Queima de combustíveis fósseis Queima de combustíveis fósseis na produção de energia Chuva ácida Poluição urbana do ar Indústria e transporte Poluição do ar em ambientes fechados Cozimento de alimentos Degradação marinha e de áreas costeiras Produção de petróleo, navegação, mineração

Uso da Energia e Efeito Estufa EFEITO ESTUFA: aumento da concentração na atmosfera dos “gases de efeito estufa - GEE” Gases capturam parte do IR que a Terra devolve para o espaço, provocando aquecimento Gases de efeito estufa CO2 CH4 N2O CFC

Uso da Energia e Efeito Estufa 1995 – IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change): relatório sobre mudanças climáticas globais A concentração dos GEE está sendo aumentada pela atividade humana. A temperatura média do ar na superfície terrestre aumentou de 0,3 a 0,6°C nos últimos cem anos. Segundo estimativas, a temperatura média global pode aumentar cerca de 1,5ºC a 4,5ºC, se a concentração de CO2 duplicar. Este aquecimento pode provocar um aumento de 0,2m a 0,8m no nível do mar; nível histórico tem sido 3 a 10 vezes menores. No futuro, taxas de aquecimento estarão entre 0,12ºC e 0,26ºC por década - historicamente a taxa máxima tem sido de 0,1ºC.

Efeito Estufa e as Mudanças Climáticas Variação na radiação de energia solar absorvida pela Terra para o espaço Aumento de médias de temperatura e variação heterogênea Aumento na temperatura do planeta (+0,6 desde 1860; previsão de +5,5 graus até 2100) Cobertura nevada Recuo da glaciação Decréscimo de 10% da cobertura desde 1960 Redução de 2 semanas no tempo anual do congelamento de lagos e rios

Espectro de radiações

Espectro de radiação sol e terra

Efeito Estufa e as Mudanças Climáticas Variação nos padrões regionais de chuvas Implicações no solo e no suprimento de água potável Aumento nas chuvas (entre 0,5 e 1,0% no norte e 0,2 e 0,3% nos trópicos) Aumento do nível dos oceanos Aumento no nível dos oceanos entre 0,1 e 0,2 m no século XX e previsão de 0,9m entre 1990 e 2100 Deslocamentos de zonas agrícolas férteis Possibilidade de triplicação do nível dos GEE até 2100

Cenários de Mudanças Climáticas

Evolução da Concentração dos GEE

Contribuição dos GEE Para o Aquecimento Global Fonte: D.A. Lashof e D.A. Tirpak, Policy options for stabilizing Global Climate, Agência de Proteção Ambiental do EUA, Washington DC, EUA 1990

Fontes Antropogênicas Dos Gases GEE Fonte: Conservação de energia - eficiência energética de instalações e equipamentos

GEE e Potencial de Aquecimento Global PAG ou GWP: Capacidade dos gases em contribuir para o aquecimento global e depende do tempo de vida útil na atmosfera e interações com outros gases e com o vapor d’água

GEE e Potencial de Aquecimento Global Gás PAG Concentração em 1992 CO2 1 355 ppmv CH4 21 1714 ppbv N2O 270 311 ppbv CFC-11 3400 280 pptv CFC-12 7100 503 pptv HCFC-22 1600 105 pptv ppmv = partes por milhão por volume; ppbv = partes por bilhão por volume; pptv = partes por trilhão por volume. Fonte: Climate Change, The IPCC Scientific Assessment, Cambridge, UK, Cambridge University Press, 1995.

Aquecimento Global: Impactos

Camada de Ozônio Situada na estratosfera, entre 15 e 50km de altitude, ela tem a capacidade de 'filtrar' as radiações ultravioleta solares. Efeitos adversos causados pela radiação ultravioleta: aumento da incidência de câncer de pele, redução de safras agrícolas, destruição e inibição do crescimento de espécies vegetais, além de causar danos aos materiais plásticos. Mata o fitoplâncton. Destruição da camada se dá principalmente pelas emissões de gases CFCs.

Geração Mundial de Energia Elétrica Fonte: Conservação de energia - eficiência energética de instalações e equipamentos, 2001

Emissões Antropogênicas Anuais (milhões de toneladas) Fonte: M.K. Tolba e outros (eds.), The World Enviroment 1972-1992, UNEP, Chapman and Hall, London, UK (1992 ).

Energia E Chuva Ácida (Ph<5,6) Medições na Grã-Bretanha entre 1840 e 1870 mostravam concentrações de SO4-2 maiores na chuva em regiões de povoação mais densa O fenômeno não está restrito a chuvas Principais ácidos H2SO4 HNO3 Formados a partir do SO2 e dos Nox - produtos da queima de combustíveis fósseis Podem ser detectados à distâncias de até 1000km do ponto de emissão A formação dos ácidos dependem de fatores como as condições climáticas, localização e composição química da atmosfera local.

Chuva Ácida Afeta principalmente os países desenvolvidos Problema futuro para países em desenvolvimento América do Sul: registros de chuvas com pH de 4,7 Brasil Cubatão: 300.000 ton de SO2/ano São Paulo Paulínia São José dos Campos Zona carbonífera – sul de SC: 100.000 ton de SO2/ano Vitória (ES): 23.000 ton de SO2/ano

Conseqüências da Chuva Ácida Acidificação dos lagos Diminuição da população de peixes, a diminuição do pH incrementa a solubilidade do alumínio metálico, o que é altamente tóxico para muitas formas de vida aquática a concentrações de 0,1 a 1 mg/l Redução de certos grupos de zooplâncton, algas e plantas aquáticas, o que interrompe a cadeia alimentar dos lagos Os moluscos não sobrevivem em águas ácidas em decorrência da dissolução do carbonato de cálcio Alta mortalidade em anfíbios e falhas no nascimento dos ovos Agricultura – queda de produtividade Estruturas e monumentos – redução de vida útil Cientistas consideram que uma redução da ordem de 50% nas emissões seria suficiente para deter a acidificação do ambiente

Poluição Urbana do Ar Principal fonte: queima de combustíveis fósseis para aquecimento doméstico, transporte, geração de energia, processos industriais e incineração de resíduos sólidos Principais poluente Óxidos de enxofre (SO2) Óxidos de nitrogênio (NO) (NO2) Monóxido de carbono (CO) Matéria particulada suspensa (SPM), inclusive chumbo Ozônio (O3)

Poluição Local 'Smog industrial‘ – “nuvem cinza” Formado basicamente pelo (SO2) e o material particulado (MP). Seus picos de poluição ocorrem no inverno, principalmente em dias de inversão térmica. Provém da queima de carvão e de óleo combustível. Material Particulado MP: diferentes partículas e de gotas. Os efeitos adversos ao homem e ao meio ambiente podem ser enormes. O maior problema ambiental refere-se às partículas finas que causam sérios problemas respiratórios. Smog fotoquímico Esse tipo de smog é típico de cidades ensolaradas, quentes, de clima seco. Decorre da emissão de NOx, CO e HC. Esses gases sofrem várias reações na atmosfera por efeito da radiação solar, gerando novos poluentes. Daí o nome 'fotoquímico'. Esse smog é um verdadeiro 'coquetel de poluição'

Fontes e Poluentes Fonte: Conservação de energia – eficiência energética de instalações e equipamentos, 2001

Critérios da OMS

Poluição do Ar em Ambientes Fechados Tradicional: cozinhar dentro de casa – afeta regiões mais pobres e zona rural Ocupacional: exposição prolongada a partículas em suspensão – afeta operários de lavras e indústrias em condições inadequadas de trabalho Moderna: presença de particulados, microorganismos e desprendimento de componentes orgânicos voláteis

Poluição do Ar em Ambientes Fechados Países em desenvolvimento 80% da madeira cortada é lenha Madeira e biomassa: 40% a 60% das fontes de energia Famílias gastam cerca de 20% da renda na compra de madeira e carvão vegetal De 30% a 40% da população mundial depende da madeira para cozinhar OMS: 1,5 bilhão de pessoas vivem em ambientes insalubres em razão da queima da madeira para cozinhar A exposição à altos índices de fumaça tem sido relacionada a infecções respiratórias agudas, especialmente a pneumonia

Diretrizes da OMS * Índia, Nepal, Nigéria, Quênia, Guatemala e Papua Nova Guiné. ** Concentração associada a um câncer entre 100.000 pessoas após uma exposição por toda uma vida. Fonte: Organização Mundial da Saúde.

Desmatamento e Desertificação Desertificação: degradação da terra em áreas áridas, semi-áridas e secas subúmidas Ameaça mais de 3,6 bilhões de hectares de terra em todo o planeta Associada, principalmente, a necessidade de tornar a terra acessível para a agricultura e pastagem, seguida pelo uso comercial da madeira A coleta da madeira para a produção de lenha também tem grande importância para o desmatamento Produção de carvão mineral também contribui

Distribuição das Terras Áridas

Desmatamento e Aquecimento Global Desmatamento: emissão de CO2 Estima-se que aproximadamente 1/3 das emissões sejam provenientes do desmatamento e das mudanças subseqüentes Também contribui para as emissões de N2O e CH4 Não existem números precisos sobre o desmatamento global O desflorestamento intensificou-se a partir do colonialismo europeu Estimativas: 2,4 milhões de km2 de florestas foram eliminados entre 1860 e 1978, juntamente com 1,5 milhões de km2 de matas abertas

Degradação Marinha e de Áreas Costeiras As descargas nos rios, bacias, nas costas abertas e na atmosfera tem sempre como fim o mar Mais de ¾ da poluição marinha é oriunda da terra Fontes marinhas de poluição Navegação Mineração no fundo do oceano Produção de petróleo Poluição do mar por petróleo Fontes naturais Poluição atmosférica Transporte marítimo Resíduos e vazamentos

Degradação Marinha e de Áreas Costeiras Metade do petróleo utilizado no mundo é transportado pelo mar Derramamentos causam danos ambientais visíveis, com forte apelo da opinião pública Entre 1980 e 1990, derramamentos foram reduzidos em mais de 2/3

Degradação Marinha e de Áreas Costeiras Transporte de Petróleo - Alasca – EUA (1989) Ocorrência: erros de navegação do petroleiro Exxon Valdez levaram a seu encalhe no recife Bligh. Antes da contenção do derramamento foram despejados 38 mil metros cúbicos de olho cru. Conseqüências: cerca de 1300 milhas da costa foram afetadas pelo derramamento, afetando a fauna marítima e costeira, além de prejudicar a pesca na região, um dos pilares da economia local.