Energia

Um conceito pouco entendido é o de Energia. A palavra nos parece familiar porque a ouvimos desde criança. Mas, o conceito Termodinâmico de energia poucos, percentualmente, entendem.
Já publiquei vários posts abordando o conceito, mas eles estão distribuídos nos mais variados tópicos.
Então decidi criar este tópico para concentrar os posts deste importante conceito, tanto do ponto de vista conceitual quanto prático.

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Já fiz alguns posts sobre matriz energética de alguns países.
Também já fiz post analisando a questão carro elétrico + energia elétrica, etc.
Segue um vídeo na direção do que penso vai acontecer na Europa Ocidental.
Recentemente, publiquei um post no qual duvidei e ainda duvido que a Alemanha vá cumprir, no prazo previsto, a sua promessa em relação à energia nuclear.

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Bem, o 58 do meu nickname é referência ao ano que nasci.
Fazendo as contas hoje estou com 63 anos de idade. Três de aposentado.
Sim, abri este tópico para concentrar essas questões sobre energia.
Ao longo do tempo irei postando aqui sobre o assunto.

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Bem, vamos ao caso da Alemanha citado pelo YouTuber no vídeo “acima”.
Dei uma procurada na Internet e realmente em alguma decisão política do passado a Alemanha estabeleceu que abandonaria totalmente a energia nuclear até o final de 2022.
Na figura abaixo, dados supostamente da primeira metade de 2021, vemos que ainda a energia nuclear lá é 6% do total. Daqui uns doze meses saberemos se eles cumpriram o que prometeram. Pessoalmente, não acredito que cumprirão, no prazo.

Outro aspecto interessante: O governo alemão e outros vivem batendo na questão das energias de origem fóssil, no caso Petróleo, Gás Natural, Carvão e Lignite. Vivem insinuando que vão banir também as energias de origem fóssil. Vejam que somando todas estas modalidades vai dar inacreditáveis 75,8%.
Então, muito do que se diz destas metas estabelecidas por países da Europa Ocidental parecem ser pura politicagem do passado que está caindo no colo dos políticos atuais.

Não analisei o caso da Bélgica, mas parece ser parecido com o Alemão. Em 2003 decidiram que até 2025 iriam banir a energia nuclear. Falta só quatro anos. E agora estão com um problemão para resolver.

Essas fanfarronadas no setor de energia parecem com aquela velha piada do prefeito que queria revogar a lei da gravidade…

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No caso de energia a França é bem mais sensata. Vejam que ao contrário da Alemanha a França tem bastante energia nuclear, 44,7%, e pelo que se noticia pretende aumentar a parcela nuclear e também quer que se considere a energia nuclear como ambientalmente sustentável.

Também no caso das energias de origem fóssil a França tem uma porcentagem menor do que a Alemanha. Somando as contribuições de Petróleo, gás natural, Carvão/Peat resultará em 47,7%. Praticamente, a metade do total. Ainda está longe banir as petro energias.

Vejam que parte das chamadas energias alternativas, fora a nuclear, são pífias: geotérmicas, solar e vento são apenas 0,6%. Biocombustíveis e lixo geram 5,5%. Todos estes somados totaliza 6,1%.
Esta é a razão do porque digo aqui que fora a nuclear todas as outras alternativas somadas geram resultado pífio.
Eventualmente, pode ter algum pequeno país que seja exceção. Por exemplo aqueles com energia de fonte geotérmica.

OBS: Peat é um tipo de solo que pode ser, parcialmente, queimado e usado como fonte energética.

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Pergunta, @joao58: o % utilizado em petróleo parece constante entre os países (França e Alemanha) e enquanto não convencerem os consumidores a comprarem eletroeletrônicos de U$20 mil, não parece ser um dado que se mude da noite para o dia. A discussão que parece ter ficado é como substituir o gás natural e, apesar de óbvia, a resposta tem variado e imagino que isso até tenha também suas raízes históricas, o que desvia a discussão do racional. Mas falei isso para voltar aos 30% do petróleo e falar do Acordo de Paris. Não interessa muito as promessas que os políticos tem feito e todo o blablablá, mas a sociedade, corretamente ou não, está guiando seus líderes por esse caminho espontaneamente. O que gostaria de entender é se você concorda com a afirmação (ou antes a idéia) de que as queimadas na Floresta Amazônica são responsáveis em tão grande escala por emissão de carbono (como os 30% que a Alemanha consome em Gás Natural, facilmente mensuráveis) e até que ponto o argumento se sustenta além das bravatas utilizadas em disputas comerciais? Outra pergunta é se você acha mais viável mudar a matriz energética ou reflorestar o planeta?

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@fouquet tem várias perguntas no seu post.
Vou procurar responder a todas, porém antes terei que fazer uns posts preparatórios para o tópico de tal forma que fique razoavelmente didático as explanações das questões que você colocou e outras que aparecerão.
Obrigado pelos questionamentos.

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@fouquet, respondendo sua questão sobre quando ou se a humanidde vai abandonar as petro-energias.

O título da figura que vai abaixo é: The world total primary energy supply by fuels in 2016. © The data is collected from IEA (International Energy Agency) 2019 Key Energy Statics, IEA publishing.

Os dados são de 2016, publicados pela IEA em 2019.

Somando as petro-energias apresentadas ( Petróleo, gás natural, carvão) temos 81.1%.
As chamadas energias limpas (Hydro, biofuel e waste, e others) somam 14,1%.

Veja que as energias que a imprensa nacional adoram falar sobre no Brasil que são solar e eólica estão dentro do 1.7%. E apenas uma fração, pois, lá nos 1.7% ainda contém energias tais como: maremotriz, geotérmica, etc.

Deixei a nuclear fora das contas acima porque antes era considerada uma energia vilã, agora que a coisa aperta estão começando a dar o salto twist duplo carpado para considerar energia nuclear como renovável ou algo que o valha. Algo parecido com o que é a Hydro atualmente.

A partir dos numeros expostos parece-me altamente improvável que em poucas décadas se substitua os 81.1% das petro-energias por qualquer outra forma.

Os países são diversos e as realidades energéticas são diversas. Mas, para qualquer país que se queira olhar-no-futuro próximo, basta olhar agora. Mudar a matrix energética de um país não é fácil, vai levar tempo, recursos, vontade política, etc.

Opinião pessoal: Acho que a humanidade vai gastar até a última molécula das petro-energias que sejam economicamente exploráveis.

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Vimos dos posts sobre Alemanha, França e do Planeta que as petro-energias são dominantes.
Dentre elas a principal tem sido o petróleo.
Neste vídeo que segue tem-se um Overview da indústria do petróleo.
Algo que quase ninguém menciona é que o petróleo de certa forma salvou as baleias.

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Dos posts anteriores percebemos que, no momento, a humanidade depende pesadamente das petroenergias.

@sr_fouquet vou tratar neste post do chamado Peak Oil.
Existe muitas estatísticas e muitas formas de apresentar a produção mundial de petróleo. Vou utilizar o que vai nas duas figuras abaixo, dados da IEA.
Nesta figura imediatamente abaixo vemos que a produção de petróleo dos poços conhecidos até 2010 já tinha atingido o pico entre 2005 e 2010. Daí começou a declinar. Na figura o amarelo hachurado corresponde ao petróleo dos poços ainda por serem descobertos. Essa previsão me parece otimista, outros autores preveem uma produção menor do que o lá apresentado. De qualquer forma somando o a ser produzido nos poços conhecidos com o a ser produzidos nos poços por descobrir não suplanta o pico já ocorrido. Uma razão bem firme para entender o declínio da produção está na figura 2, vejam que as grandes descobertas de reservas petrolíferas ocorreram entre 1940 e 1980. Depois de 1980, salvo alguns picos locais, a descoberta de novos poços só decaiu. Como este tipo de produção começou a declinar, então, abriu espaço para outras formas de produção de petróleo. Como xisto, por exemplo. Na primeira figura lá no alto está a produção não convencional de petróleo, ela está crescendo, mas seu total não é expressivo.

Na terceira figura temos que a população, estimada, vai crescer até 2100. Então, a produção mundial de petróleo percapita, por mais razão, também já atingiu o pico.

A conclusão é que já entramos na era da produção decrescente de petróleo. Com no momento, no mundo o petróleo ainda é uma fonte predominante de energia o que vai ocorrer é que a humanidade será forçada a ir trocando de alguma forma o petróleo por alguma outra fonte. No momento é o gás natural que vai ocupar este nicho. Alguns países como a França poderão optar por energia nuclear. Provavelmente, nos próximos 50 anos a humanidade passara, gradualmente e aos solavancos, das petro energias para algumas outras fontes, conforme cada realidade e cultura local.

Por fim, sobre a questão do que os eleitores querem e o que vai ocorrer. Questões fortemente sociais podem ser influenciadas fortemente pelos eleitores. Por exemplo: Num dado país vai-se ter gays nas forças armadas? É uma questão que pode ser resolvida no voto. A maior parte da questão energética não pode ser resolvidas no voto, pois, existem limites químicos, físicos, energéticos. Por exemplo, água potável: É necessário haver as moléculas de água, a água precisa estar onde se necessita, etc. O petróleo quando escassear de vez e o preço for impraticável, nos moldes atuais, a humanidade vai ter que se virar. A questão macro energética não será resolvida no voto. Naturalmente, a política estará envolvida e haverá sempre o jogo para a platéia.

No que tange à questão energética o Acordo de Paris pode fazer muito pouco. Na hora que o petróleo escassear mesmo, vai ser cada um por si. Veja hoje a questão da vacina anti COVID. Os países desenvolvidos já vacinaram quase todos que quiseram ser vacinados, enquanto na África tem países que ainda estão abaixo de 10% de vacinados.

Quem estiver interessado a se aprofundar no assunto sugiro ler o verbete da Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Peak_oil

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Pelo que vai no post acima o petróleo atingiu um platô e em poucas décadas vai começar a declinar de maneira mais sensível. Se pensarmos num modelo simétrico, temporalmente, em relação a atualidade o petróleo se extinguiria do ponto de vista prático em 100 anos. Como a população mundial está aumentando isto vai ocorrer antes.
Depois que o petróleo escassear de maneira importante a humanidade dará continuidade com gás natural, depois carvão, etc. Mas, de qualquer forma ao fim e ao cabo em algumas décadas as petro energias não serão mais comercialmente viáveis.

Isto posto, a mudança da matriz energética será mais fácil porque não dependerá do ser humano, dependerá da escassez das petro energias. Para onde irá é difícil saber. O que sei é que eólica e solar não são, por si só, substitutos à altura das petro energias. Vamos para energia nuclear? Vamos voltar para a tração animal? Vamos tomar banho frio?

Quanto ao reflorestamento, embora seja tecnicamente fácil, mas humanamente em vários sentidos e politicamente num sentido restrito será mais difícil. A população mundial está em expansão, isto implica avanços sobre regiões de florestas e outros biomas. Os seres humanos uma vez tendo ocupado uma área, em geral, resistem a sair, etc.

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Projeção da IEA para petróleo e gás natural até 2040.

OBS: Sobre Tight Oil, ver https://en.wikipedia.org/wiki/Tight_oil

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Tem o jogo de interesse para tdo lado.

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Sim, tem interesses para todo o lado, mas o fato concreto é que energia é um bem escasso.
A decisão fundamental da humanidade é se vai abandonar totalmente as energias fósseis, não vai usar energia nuclear, e não tem nada à altura para colocar no lugar.
A União Européia foi chamada/ultimada pela natureza a se posicionar e optou pelo que já expus nos meus posts anteriores que as alternativas para as próximas décadas são gás natural e energia nuclear, visto que o petróleo em suas várias formas está escasseando de forma inexorável.
Mesmo a Alemanha, acredito, não poderá prescindir de gás natural e de energia nuclear. Vamos ver se ela extingue todas suas usinas nucleares até o final de dezembro/22, conforme prometido.
Agora colocaram uma data lá em 2050. Quando chegar lá vai se dar um outro salto duplo twist carpado e a vida continua.
O que existe hoje é muito jogo de cena dos políticos para pegar os votos de parcela da população, as empresas jogando para platéia para ganhar consumidores, e uma galera que pensa que se pode substituir energias de altas disponibilidades termodinâmicas por energias de baixas disponibilidades termodinâmicas.
O mundo da energia é bem mais difícil do que se imagina, porque, repito, energia é um bem escasso.

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Parcialmente, o conflito Rússia/Ucrânia é sobre energia.

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No mundo “maravilhoso” da energia solar.

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Este vídeo que segue explica porque os sistemas eletrovoltaícos tem baixa eficiência.
Em geral da ordem de 20%.

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Algo que tem sido mais falado ultimamente é o eFuel, popularmente chamado no Brasil de gasolina sintética.
Simplificadamente falando é o seguinte: Numa combustão estequiométrica perfeita de uma molécula de , digamos, metano, ou qualquer outro hidrocarboneto ou conjunto deles, temos

CH4 + 2O2 --> CO2 + 2H2O + energia

Essa reação é exotérmica, mantém a massa massa e libera energia.

Com consumo de energia essa reação (e muitas outras) podem ser revertidas, parcialmente, assim:

CO2 + 2H2O + energia --> CH4 + 2O2

Ou seja consumimos CO2, supostamente disponível em grandes quantidades na atmosfera e produzimos combustível e oxigênio.
Conforme já demonstrei (ou ao menos mostrei) energia é um bem escasso. E este processo conforme mostrei acima consome energia. A energia teria que vir do sol ou de processos industriais que tem rejeitos energéticos importantes.

A seguir vídeo da Porsche fazendo propaganda de seu eFuel.

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