O carvão, o petróleo e o gás alimentaram o desenvolvimento industrial – e as rápidas alterações climáticas.

Chamamos combustíveis fósseis ao carvão, petróleo e gás porque derivam dos restos de plantas e animais antigos na crosta terrestre. Essencialmente, são a energia do sol capturada pelas plantas através da fotossíntese e aprisionada em compostos de carbono. Desde o momento em que o carvão foi descoberto pelos primeiros seres humanos, os combustíveis fósseis serviram de fonte de luz, calor e, por fim, eletricidade. Têm uma densidade energética muito mais elevada (o que significa que contêm mais energia por cada unidade de massa) do que, por exemplo, a madeira e são fáceis de armazenar, transportar e utilizar.

À medida que os seres humanos foram aprendendo mais sobre física e química, descobrimos cada vez mais formas de utilizar os combustíveis fósseis para gerar energia para as nossas casas, os nossos transportes e a indústria, bem como de transformar estes combustíveis em diversos produtos químicos úteis. No entanto, a dada altura no final do século XX, também descobrimos que a queima de combustíveis fósseis e a libertação de carbono antigo para a atmosfera interferiam com o sistema climático, provocando o aquecimento global e outros sintomas das rápidas alterações climáticas. As alterações climáticas eram e continuam a ser principalmente um problema associado aos combustíveis fósseis, dado que a grande maioria das emissões de CO2 provém da queima de carvão, petróleo e gás. Este é o motivo pelo qual a necessidade de nos libertarmos da nossa dependência prescindível destes combustíveis é tão importante para resolver o problema. Em 2021, a Agência Internacional de Energia (IEA, International Energy Agency) corroborou as conclusões do IPCC quando defendeu que não deveria haver novos desenvolvimentos de combustíveis fósseis como estratégia fundamental para permanecer dentro dos limites seguros da subida global da temperatura.

Alimentar as nossas economias com combustíveis fósseis também causa poluição local onde quer que sejam utilizados: os derramamentos de petróleo e os resíduos das minas de carvão envenenam as águas e o solo, as fugas de metano dos gasodutos e os óxidos de nitrogénio libertados pela queima contribuem para o smog e a chuva ácida e as partículas finas provocam danos nos pulmões e até morte prematura. Isto significa que o problema da utilização de combustíveis fósseis não diz respeito apenas à influência a longo prazo no sistema climático, mas também às consequências mais imediatas e tangíveis para a natureza e os seres humanos.

Felizmente, à medida que aprendemos mais sobre física e química, descobrimos novas maneiras de produzir energia sem depender de recursos fósseis não renováveis que também aquecem e poluem a Terra. Na verdade, as fontes de energias renováveis, como a energia eólica e solar, continuam a ficar mais económicas e acessíveis, o que significa que os combustíveis fósseis podem agora ser substituídos por opções com emissões de carbono baixas ou nulas.

Onde utilizamos o petróleo e os seus derivados?

Stéphane M. Grueso

O querosene produzido a partir do petróleo foi inicialmente comercializado no século XIX como uma das alternativas ao óleo de baleia para iluminação. Mas as pessoas logo perceberam que outros derivados do petróleo com elevada densidade energética, como o gasóleo ou a gasolina, poderiam ser utilizados em motores de combustão interna e, em particular, para fins de transporte. Uma vez que estes tipos de combustível são líquidos, eram mais fáceis de utilizar do que os sólidos (como o carvão) ou os gases e ideais para os veículos. A sua densidade energética tornava-os particularmente adequados para os automóveis, que, agora mais leves, podiam percorrer distâncias mais longas, o que rapidamente fez com que os derivados de petróleo passassem a dominar o setor dos transportes. Atualmente, os esforços para descarbonizar este setor incluem avanços na tecnologia de baterias, onde os custos têm vindo a baixar drasticamente, e está a ser construída uma vasta infraestrutura para veículos elétricos. Também estamos a descobrir novas abordagens para alimentar aviões, navios e veículos pesados.

Alguns derivados do petróleo também são utilizados para produzir calor e eletricidade, mas isto também começou a mudar. A sua participação na geração de eletricidade tem vindo a diminuir constantemente e situa-se agora abaixo dos 3%, de acordo com a IEA. Resolver os desafios do setor dos transportes não vai ser fácil, mas já temos muitas maneiras de gerar calor e eletricidade que são muito melhores e mais limpas do que os combustíveis fósseis.

Para além do transporte, calor e energia, uma grande variedade de processos de refinamento dá origem a toda uma família de produtos chamados petroquímicos. Estes são amplamente utilizados no fabrico de plásticos, fibras e borracha sintética, bem como diversos produtos químicos industriais, como solventes, detergentes e corantes. A produção de petroquímicos representa cerca de 12% da procura global de petróleo, de acordo com a IEA. Estes são utilizados em artigos quotidianos, como vestuário e embalagens, e também “em muitos elementos do sistema energético moderno, incluindo painéis solares, pás de turbinas eólicas, baterias, isolamento térmico de edifícios e peças elétricas de veículos.” Embora os investigadores estejam a trabalhar em alternativas mais limpas a estes produtos derivados do petróleo, também é de salientar que a respetiva pegada ecológica pode e deve ser reduzida significativamente por meio de uma melhor reciclagem e gestão de resíduos, eficiência energética e controlo da poluição.

Onde utilizamos o carvão?

A IEA afirma que o carvão é a fonte de energia mais utilizada a nível mundial para gerar eletricidade e a maior fonte de emissões de CO2. Segundo o IPCC, para atingir emissões líquidas nulas de CO2 até 2050, temos de parar de queimar carvão sem capturar as emissões – e estas tecnologias ainda não estão disponíveis na escala necessária. Nas recentes conferências da ONU sobre as alterações climáticas, verificou-se uma mudança de atitude nesse sentido em palestras sobre a redução gradual do carvão e o aproveitamento da conjuntura das energias renováveis. Além disso, desde a produção e o transporte até às centrais elétricas a carvão, o carvão é uma fonte importante de poluição atmosférica perigosa – a eliminação da geração de energia a partir do carvão terá grandes benefícios adicionais para a saúde humana.

As indústrias do aço e cimento queimam carvão para alimentar os processos de produção, que requerem a manutenção de temperaturas muito elevadas (superiores a 1000 °C).. A eletrificação destes processos industriais e de outros semelhantes é difícil e por vezes mesmo impossível, pelo que, provavelmente, serão desenvolvidos combustíveis com emissões nulas de carbono, como biocombustíveis ou hidrogénio produzido com eletricidade renovável, para este âmbito limitado de utilizações.

Também é possível transformar carvão em gás de síntese, uma mistura de monóxido de carbono e hidrogénio que pode depois ser utilizada para produzir combustíveis sintéticos líquidos. Embora a queima destes combustíveis não seja tão poluente, o carvão ainda é o recurso principal, o que significa que, apesar da conversão, continuam a ser combustíveis finitos à base de carbono. Uma alternativa, se necessário, é produzir combustíveis sintéticos semelhantes por meios “mais ecológicos”, mantendo o carvão no solo, por exemplo, para substituir derivados do petróleo no transporte marítimo e aéreo. Da mesma forma, nos casos em que o hidrogénio possa ser necessário, existem maneiras de produzir utilizando energias renováveis em vez do combustível de hidrogénio “preto” e “castanho” feito a partir de carvão.

Onde utilizamos o gás?

Recursos úteis