Há uma série de tecnologias de baixo carbono disponíveis para gerar eletricidade. Mas eles são realmente melhores que os combustíveis fósseis e a energia nuclear?

Para responder a essa pergunta, é preciso comparar não apenas as emissões de diferentes fontes de energia, mas também as benefícios para a saúde e as ameaças aos ecossistemas of energia verde.

A produção de eletricidade é responsável por cerca de quarto emissões globais de gases de efeito estufa, e a demanda deve subir populações carentes se conectam à redee eletrônica e veículos elétricos proliferar. Então, parar o aquecimento global exigirá uma transformação da produção de eletricidade.

Mas é importante evitar várias armadilhas ambientais nesta transição, tais como perturbar os ecossistemas e a vida selvagem ou causar poluição atmosférica.

Em um artigo do trabalho de pesquisa, analisamos o impacto da geração de eletricidade a partir de fontes renováveis, ficão nuclear centrais eléctricas e combustíveis fósseis, com e sem CO? capture and storage (CCS) technology for separating CO? and storing it underground. We accounted for the environmental effects associated with the production, operation and dismantling of facilities, as well as the production, transport and combustion of fuels. We then compared a baseline scenario to a cenário de eletricidade de baixo carbono que evitaria que as temperaturas médias globais subissem mais de dois graus Celsius acima dos níveis pré-industriais por 2050 - o ponto os cientistas do clima dizem que evitará mudanças climáticas perigosas.

Nosso estudo confirma enfaticamente que os combustíveis fósseis - principalmente carvão - colocar um fardo pesado sobre o meio ambiente e que a maioria dos projetos de energia renovável tem menores impactos relacionados à poluição nos ecossistemas e na saúde humana. No entanto, nenhuma fonte de energia é sem efeitos colaterais ambientais adversos. A localização da usina, o projeto e a escolha da tecnologia são questões críticas que os investidores e governos devem considerar com muito cuidado.

Brilha solar

A substituição de usinas de combustível fóssil por fontes de energia renováveis, incluindo energia solar, eólica, hidrelétrica e geotérmica, reduziria diversos tipos de poluição. A magnitude da diferença na poluição entre as opções de energia fóssil e algumas energias renováveis ​​é impressionante. Por exemplo, descobrimos que todo o processo de fabricação, instalação e operação de painéis fotovoltaicos causa menos poluição do que apenas fornecer combustível a uma usina a carvão quando a mineração é incluída.

E quanto ao impacto ambiental de realmente fabricar sistemas de energia renovável?

A energia fotovoltaica (PV) sai muito bem em nossa análise. Hoje, a produção de células fotovoltaicas usa muito menos energia do que anteriormente. As emissões de carbono por unidade de eletricidade fotovoltaica são um décimo ou até mesmo das mais eficientes usinas de energia a gás natural. Os problemas de saúde humana, como as doenças respiratórias resultantes da exposição a partículas, são cerca de um décimo dos das modernas centrais a carvão com equipamento avançado de controlo da poluição. Conclusões similares dizem respeito à poluição da água e do solo nos ecossistemas, descobrimos.

Mas os painéis solares exigem muito mais espaço para gerar a mesma quantidade de energia que os geradores de energia fóssil ou de energia nuclear. Não deveria cobrir grandes áreas com painéis solares ser um problema? Não necessariamente. A quantidade de terra necessária para gerar um quilowatt / hora a partir do PV é comparável à da energia do carvão, quando a terra associada ao carvão mineral é contabilizada. E cerca de metade das instalações fotovoltaicas no nosso cenário futuro no 2050 podem ser colocadas nos telhados.

A produção de painéis fotovoltaicos requer vários metais, muitos dos quais são produzidos apenas em locais limitados. Alguns desses metais são altamente tóxicos. O tratamento e a reciclagem de resíduos, que não incluímos em nossa avaliação, são importantes.

O PV, é claro, fornece eletricidade apenas quando o sol brilha. No entanto, uma tecnologia solar diferente - Concentração de energia solar térmica, que concentra a luz para produzir calor - pode ser um caminho viável, já que oferece um desempenho semelhante em termos de redução da poluição, mas oferece a opção de armazenar calor e, assim, gerar eletricidade à noite. Assumimos que a tecnologia CSP, que atualmente tem uma adoção muito baixa em comparação com o PV, forneceria um quarto da eletricidade solar em nosso cenário de baixas emissões.

Do ponto de vista das emissões de carbono e da saúde, a energia solar é muito melhor do que a geração de energia por combustíveis fósseis. Mas as usinas solares de grande escala requerem grandes extensões de terra e podem ter um impacto negativo nas espécies locais. 11_jamey_stillings_20121027_bse / flickr, CC BY

Os efeitos ambientais da energia hidrelétrica variam muito, descobrimos. Algumas barragens causam impactos climáticos significativos através das emissões de metano a partir da decomposição da biomassa em reservatórios. Outras barragens causar problemas ecológicos igualmente sérios através da destruição do habitat. Eles também podem bloquear a migração de espécies aquáticas e reduzir o fluxo de sedimentos e o transporte de nutrientes, o que afeta as várzeas e os deltas. Por outro lado, reservatórios formam novos habitats para pássaros e outras espécies.

A energia hidrelétrica oferece uma boa ilustração da importância da seleção do local e do projeto. Alguns projetos podem ser economicamente viáveis, mas em última análise não devem ser realizados se a sociedade considerar a degradação ambiental que eles podem causar. Para outros projetos, os impactos podem ser limitados por estratégias de mitigação, como fluxo de fluxo ambiental e escadas de peixe, que fornecem um desvio para a migração de peixes em torno de uma barragem.

Lições similares para energia eólica, onde a destruição do habitat durante a construção deve ser minimizada e as operações ajustadas para reduzir colisões com aves de rapina e morcegos. Além disso, os recursos de energia eólica variam muito entre os locais, o que justifica a escolha de locais onde os recursos eólicos são mais abundantes.

Bioenergia ameaça a biodiversidade

Biomassa energia, ou queima de material vegetal para geração de energia, desempenha um papel central na maioria dos planos para limitar o aquecimento global a 2 ° C acima dos níveis pré-industriais. Ao contrário do PV e do vento, ele fornece energia renovável sob demanda.

When combined with CO? capture and storage, it can esfregue o carbono da atmosfera e colocá-lo no subsolo. Talhadia de curta rotação, como salgueiro e miscanthus, para produzir energia também pode reduzir as emissões líquidas de gases de efeito estufa do biopoder. Desta forma, os efeitos na saúde da queima da biomassa podem ser reduzidos.

A produção de energia a partir da bioenergia, como lascas de madeira, tem emissões de carbono e outros poluentes atmosféricos. Capturar carbono e bombeá-lo no subsolo melhora sua pegada ambiental. Departamento de Florestas de Oregon, CC BY

No entanto, o uso da terra necessário para cultivar até mesmo essas plantas de rápido crescimento supera o uso da terra de outras fontes de energia. Isto tem implicações ecológicas significativas. Conforme medido pelas espécies perdidas por kilowatt-hora geradas, descobrimos que os danos ecológicos da biomassa são comparáveis ​​aos do carvão e do gás.

Assim, embora forneça benefícios da redução das emissões de gases de efeito estufa, a energia da biomassa torna-se mais favorável aos ecossistemas somente quando usada com captura e armazenamento de carbono, nós concluimos.

As estratégias de mitigação do clima podem oferecer uma oportunidade rara de reduzir não apenas as emissões de carbono, mas também uma ampla gama de problemas ambientais. No entanto, a implantação de tecnologias de baixo carbono deve evitar habitats sensíveis, a fim de realizar plenamente seus benefícios ambientais, sem desencadear conseqüências não intencionais.

Enquanto a maioria das pessoas reconhece que a energia solar e eólica são fontes de energia de baixo carbono, a bioenergia e a captura e armazenamento de carbono também têm um papel indispensável em todos os cenários onde os países reduzem rapidamente as emissões de carbono. Nossos resultados indicam que precisamos procurar maneiras de usar essas tecnologias e minimizar os danos aos ecossistemas. Não se trata apenas de empregar energia limpa, mas de quais tecnologias, onde e como.

Sobre o autor

Edgar Hertwich, professor de Ecologia Industrial, Universidade de Yale; Anders Arvesen, Pesquisador em Engenharia de Energia e Processo, Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia; Sangwon Suh, professor de Ecologia Industrial, Universidade da Califórnia, Santa Barbarae Thomas Gibon, Ph.D. Candidato, Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia

Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação. Leia o artigo original.

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