As fontes de energia não renováveis referem-se a recursos naturais limitados, como o petróleo, o carvão e o gás natural. A formação destes hidrocarbonetos, substâncias compostas por carbono e hidrogénio, que podem ser encontrados na crosta terrestre, resulta da decomposição de plantas e animais ao longo de milhões de anos. Um processo extraordinariamente lento quando comparado com o ritmo a que são consumidos estes recursos, sendo, por essa razão, consideradas fontes não renováveis.

A presença de moléculas com carbono e hidrogénio, que libertam energia em processos de combustão, a par de uma elevada densidade energética por unidade de volume, faz dos hidrocarbonetos fontes energéticas primordiais no mundo moderno.

Petróleo, gás natural e carvão têm desempenhado um papel central no progresso económico, científico e social nos últimos dois séculos. Os combustíveis fósseis foram o motor da Revolução Industrial e da Globalização. Sem eles, a agricultura não teria dado resposta às necessidades alimentares geradas pelo crescimento exponencial da população; a medicina não teria conhecido os avanços que sustentam o aumento da esperança média de vida; e os transportes não teriam desenhado um novo horizonte de oportunidades a indivíduos e nações, aproximando outrora desconhecidas e inacessíveis fronteiras do planeta.

De acordo com Vaclav Smill, um dos mais reputados cientistas na área da energia, o “uso de combustíveis fósseis aumentou 1500 vezes nos últimos 220 anos” constituindo “o fator mais importante para explicar os desenvolvimentos da civilização contemporânea”.  Esta dependência da sociedade e da economia dos hidrocarbonetos explica a complexidade da transição para um novo sistema energético de baixo carbono.

A necessidade de descarbonizar as atividades dependentes de combustíveis fósseis, por imperativos ambientais e sociais, é hoje o centro do debate no mundo desenvolvido. Mas basta recuar aos últimos anos do século XX para encontrar uma narrativa diferente. A grande controvérsia, nessa altura, prendia-se com o possível impacto económico negativo da escassez dos hidrocarbonetos.

Esses receios foram claramente exagerados. Embora a definição das reservas de hidrocarbonetos seja um exercício complexo – estão enterrados a centenas de metros ou quilómetros de profundidade – estudos geológicos e de engenharia estimam que os reservatórios mundiais conhecidos contenham:

• 1,6 biliões de barris de crude (41 anos de consumo ao ritmo atual, mantendo o resto constante, isto é, sem redução de procura, novas descobertas ou desenvolvimentos tecnológicos), 79% das quais concentradas em países da Organização dos Países Exportadores de Petróleo (OPEC);
• 1,2 biliões de short tons de carvão (aproximadamente 145 anos de consumo), sobretudo nos Estados Unidos, China e Rússia;
• 200 biliões de metros cúbicos de gás natural, até 250 anos de consumo, com Rússia, Irão e Qatar a controlar as maiores reservas.

Apesar do crescimento assinalável das renováveis nos últimos anos, os hidrocarbonetos representam ainda cerca de 80% da procura energética mundial. Isto sucede porque, durante o século XX, para além da aplicação direta como fonte de energia, os combustíveis fósseis passaram a ser usados para gerar eletricidade.

Hoje, a maior parte da eletricidade gerada em todo o mundo não é livre de emissões de CO2. Pelo contrário: é produzida a partir da queima de carvão (35%) ou do gás natural (22%). Para além da própria produção de energia, todos os pilares da eletrificação dependem dos combustíveis fósseis. Das torres e pás eólicas que incorporam betão e aço, ao lítio para as baterias extraído em profundidade, as tecnologias verdes dependem ainda da queima de grandes quantidades de hidrocarbonetos.

Mais uma vez, estes factos sublinham a complexidade do desafio de redução de dependência dos fósseis: é necessário descarbonizar mais de 50% da atual produção de eletricidade e cerca de 80% dos usos finais de energia – na indústria, nos transportes ou no consumo das famílias.

A União Europeia tem a ambição de liderar a agenda mundial da descarbonização e da energia verde. Um objetivo que foi acelerado com a invasão da Ucrânia pela Rússia, a grande potência energética que durante anos permitiu à Alemanha, Áustria e outros países do Centro/Leste europeu criarem uma economia competitiva com base nos baixos custos de energia (sobretudo gás natural).

Apesar das políticas e dos investimentos em energias renováveis, o último relatório do Eurostat mostra que o mix de energia disponível no espaço europeu em 2022 foi dominado sobretudo pelas fontes não renováveis:

No entanto, existem diferenças significativas entre os Estados-membros da UE. Por exemplo, os produtos petrolíferos representaram mais de 80% da energia total disponível em países como Chipre e Malta em 2022, enquanto o gás natural representou 37% da energia total disponível em Itália, e a energia nuclear contou 35% no to de fontes de energia disponíveis em França. O peso das renováveis no mix doméstico é maior na Suécia (50%) e na Letónia (42%), enquanto os fósseis têm maior expressão na Estónia (58%) e na Polónia (41%).  Em Portugal, os produtos petrolíferos também representam a maior fatia de fontes energéticas disponíveis (47,1%), seguidos pelas renováveis (28%) e pelo gás natural (20,7%), sendo que o carvão deixou de ter expressão.

A energia disponível tem correlação com a energia consumida. Os números que retratam o mix de consumo na Europa são inequívocos quanto ao peso dos hidrocarbonetos na economia europeia na terceira década do século XXI. (ver infografia)

Em 2022, 31% da energia disponível na Europa foi consumida pelo setor dos transportes, onde, com a exceção dos veículos elétricos, a eletrificação não é solução para o transporte de longo curso, aéreo e marítimo.

Ainda que a eletricidade represente 23% do total de energia consumida, apenas 39% foi obtida através de produção renovável, tendo outros 39% sido produzidos pela queima de combustíveis fósseis (carvão e gás) e 22% por geração nuclear.

Cerca de 75% das emissões de CO2 atribuídas a atividades humanas decorrem da combustão de fósseis carbónicos. Reduzir a dependência desses combustíveis fósseis é crucial para combater as alterações climáticas.

A ONU (Organização das Nações Unidas) e a União Europeia lideram iniciativas para a redução das emissões, com metas estabelecidas pelo Acordo de Paris para limitar o aquecimento global a 1,5 graus face aos níveis pré-industriais até 2050.

Nas últimas duas décadas, foram investidos mais de $9.5 triliões de dólares no desenvolvimento de fontes de energia alternativas em todo o mundo – da eletrificação, através da implantação massiva de renováveis, à composição de novas moléculas de combustíveis de baixa intensidade carbónica.

Ganhos modestos registados até ao momento põem em causa as metas de Paris. Manter o objetivo nos carris implica: vontade política dos governos e da sociedade; acelerar os investimentos em renováveis e combustíveis de baixo carbono; abandonar o carvão na produção de eletricidade; melhorar a eficiência energética do sistema petrolífero, dominante ainda nas próximas décadas; reduzir a burocracia e criar uma via verde para a inovação.

A transição energética é um processo longo, não é uma rutura. Esse processo será tão mais rápido quanto mais o novo sistema energético de baixo carbono for capaz de substituir os hidrocarbonetos nas dimensões críticas do trilema energético: sustentabilidade, acessibilidade e segurança de abastecimento.

O gás natural é um combustível fóssil que, tal como o petróleo e o carvão, resulta da degradação de matéria orgânica. Há centenas de milhões de anos, os restos de plantas e animais acumularam-se em camadas espessas na superfície da Terra e no fundo dos oceanos. Com o passar do tempo, estas camadas foram soterradas em camadas de areia e rocha. A pressão e o calor transformaram parte deste material rico em carbono e hidrogénio em carvão, petróleo e gás natural.

O gás natural é composto por uma mistura de hidrocarbonetos leves, como o metano, o etano, o propano e o butano.

Como explica a U.S Energy Information Administration, o gás pode ser encontrado em grandes fendas e espaços entre camadas de rocha, o chamado gás natural convencional. Noutros locais, porém, o gás natural é encontrado nos poros de formações de xisto, arenito e outros tipos de rocha sedimentar, também conhecido como gás de xisto. Também é possível encontrar este hidrocarboneto nos depósitos de petróleo bruto – gás natural associado.

Com um poder calorífico entre as 9000kcal/m3 e 12000 kcal/m3, a combustão do gás natural produz essencialmente vapor de água e emite dióxido de carbono numa quantidade inferior à da queima do carvão ou do petróleo para a mesma produção de energia elétrica. A sua menor pegada carbónica faz do gás natural uma energia   importante na substituição do carvão na produção de eletricidade, em direção a um sistema energético de menores emissões. O gás natural desempenha um papel central no aquecimento em países com invernos mais rigorosos e é fundamental no fabrico de fertilizantes, base da agricultura moderna.

Em julho de 2022, o Parlamento Europeu passou a considerar o gás natural como uma energia sustentável.

Rússia, Estados Unidos e Qatar são os maiores produtores de gás natural no mundo.

Entre as principais vantagens do gás natural:

• Fonte de energia não renovável mais limpa do que alternativas como o carvão, desempenhando um papel importante na transição energética; Repare que as emissões de CO2 por unidade de eletricidade produzida com recurso a gás são menos de metade das emissões por produção por carvão.
• Preço competitivo face a outros combustíveis fósseis, embora a produção de energia elétrica com recurso a carvão seja mais barata do que o gás, sobretudo em países sem taxa sobre emissões de carbono;
• Permite atingir elevados níveis de rendimento nos equipamentos, baixando o consumo de energia e diminuindo os custos de manutenção;
• Utilização direta;
• Fácil de transportar;
• Distribuído por gasodutos ou por navios-tanque de Gás Natural Liquefeito (GNL), logo, o seu transporte não produz tráfego rodoviário nem tem impacto paisagístico;
• Gás Natural para Veículos (GNV) é utilizado como combustível para frotas de autocarros e automóveis ligeiros, entre outros, contribuindo para uma redução significativa das emissões.

Quanto às desvantagens, importa salientar:

• Embora seja mais limpo que outros combustíveis fósseis, o gás natural continua a ser um recurso energético com emissões de dióxido de carbono.
• Nações que não tenham este recurso endógeno vão aumentar a dependência energética perante países terceiros.

O petróleo é um hidrocarboneto (uma composição de moléculas de carbono e hidrogénio) que é encontrado em reservatórios, em profundidade. A sua etimologia, petroleum, significa literalmente óleo extraído da pedra – a combinação dos termos em latim petrus (pedra) e oleum (óleo).

À semelhança de outros combustíveis fósseis, é resultado de processos cumulativos de sedimentação de materiais orgânicos, areias, lodos e rochas, ocorridos há muitos milhões de anos. O calor e a pressão a que estas camadas foram sujeitas ao longo do tempo, e ainda a ação de bactérias anaeróbicas, deu origem ao petróleo tal como o conhecemos.

Depois de extraído do solo, o petróleo em bruto (crude) é enviado para refinarias. Aí, o barril de crude dá origem a produtos refinados como a gasolina, o diesel, o querosene para a aviação, o fuel para navios e outros produtos petrolíferos como o betume para estradas ou o gasóleo de vácuo – essenciais para o setor dos transportes aéreo, terrestre e marítimo, e para a maioria das indústrias que integram processos industriais com altas temperaturas.

Para além da aplicação direta como fonte de energia, o petróleo é matéria-prima para a produção de plásticos, borrachas sintéticas, lubrificantes, produtos cosméticos, tintas, detergentes, peças de roupa entre muitos outros.

“As necessidades anuais globais de fósseis carbónicos cifram-se pouco acima dos 10 mil milhões de toneladas. Uma massa quase cinco vezes maior do que a colheita anual de todos os cereais e mais do dobro da massa total de água bebida anualmente pelos 8 mil milhões de habitantes do planeta”, escreve Vaclav Smill em “Como o mundo funciona”. Dito de outro modo; o mundo tem consumido mais petróleo do que água.

A Agência Internacional de Energia estima que o pico de procura de petróleo e gás seja atingido em 2030. Dados contestados por especialistas da indústria, que apontam para os grandes centros demográficos do hemisfério sul, o “sul global”, como o motor da procura de hidrocarbonetos para satisfação das suas crescentes necessidades de energia.

Estados Unidos, Arábia Saudita e Rússia são, por esta ordem, os maiores produtores mundiais de petróleo.

Embora as grandes petrolíferas internacionais, sobretudo as cotadas em bolsa, sejam objeto de maior atenção mediática e maior escrutínio sobre as suas iniciativas de descarbonização, 85% da produção e reservas mundiais de petróleo estão nas mãos das chamadas NOC – National Oil Companies, empresas energéticas controladas por Estados soberanos, como a Saudi Aramco (Arábia Saudita), a Pemex (México), Petrobras (Brasil) ou Petronas (Malásia), das quais dependerá muito a transição para um novo sistema de energia.

Entre as vantagens do petróleo contam-se:

• Elevada densidade energética, isto é, maior capacidade de realizar trabalho por unidade de medida (quilo ou litro). Por exemplo, a densidade energética do querosene é de 12 kilowatt-hora por quilo, 40 vezes superior às baterias de lítio, razão pela qual voos de longo curso são uma impossibilidade física prática para aviões elétricos.
• Matéria-prima muito versátil, presente direta ou indiretamente em todos os setores de atividade: alimentação, cosmética, farmacêutica, construção, transportes, entre muitos outros.
• Ampla infraestrutura logística (extração, refinação, armazenagem, distribuição e consumo) disponível;
• Disponibilidade, podendo ser encontrado em diversas partes do mundo.

Quanto às desvantagens, realçam-se:

• Riscos ambientais em toda a cadeia de valor: da extração ao consumo.
• Emissão de gases poluentes, que agravam o efeito de estufa;
• Sensibilidade de preço a eventos geopolíticos;
• Cartelização através de grupos como a OPEC+ (Organization of the Petroleum Exporting Countries).

Com 8,42 mil milhões de toneladas queimadas em 2022, este combustível mineral é a principal fonte de energia no mundo e o mais poluente dos fósseis carbónicos. Descontinuar o seu consumo, sobretudo na produção de eletricidade, é um passo decisivo para acelerar a transição energética.

Existem diversos tipos de carvão, conforme a sua origem. Referimo-nos aqui ao carvão mineral, um combustível fóssil não renovável, composto maioritariamente por carbono, mas também por enxofre, nitrogénio, oxigénio e hidrogénio.

À semelhança do gás natural e do petróleo, a sua origem remonta a milhões de anos, devido à decomposição de matéria orgânica sujeita a condições específicas de temperatura e pressão.

Existem quatro tipos de carvão mineral, divididos de acordo com a sua matéria orgânica de formação, incidência de impurezas e poder calorífico: lenhite, hulha, turfa e antracito.

O carvão é extraído por mineração subterrânea ou a céu aberto, sendo depois queimado e usado para gerar eletricidade, através de centrais termoelétricas. São utilizados para esse fim os tipos de carvão que possuem menor poder calorífico, sendo os restantes destinados sobretudo à produção de aço e para a geração de calor nos processos industriais.

Existem depósitos de carvão em praticamente todos os continentes, sendo que as maiores reservas estão nos Estados Unidos da América, Rússia, China, Austrália e Índia.

O consumo de carvão apresenta um comportamento misto: ainda que a procura esteja em queda nos países ocidentais, foi compensada com um avanço no consumo na Índia e na China. A maior potência asiática é atualmente responsável pela queima de 50% do carvão mundial.

Entre as vantagens do carvão, enumeram-se as seguintes:

• Produz grandes quantidades de energia por unidade de peso;
• Pode ser encontrado em quase todas as regiões do planeta;
• Preço: é o mais barato dos combustíveis fósseis

Quanto às desvantagens:

• A sua combustão é responsável pela emissão de CO2 , que contribuiu para o aquecimento global.
• Enormes impactos ambientais nos processos de extração e utilização;
• É o combustível fóssil mais prejudicial para a saúde humana devido à emissão de vários poluentes tóxicos e partículas finas.

Os hidrocarbonetos estão presentes em quase todas as dimensões do nosso dia-a-dia: no que vestimos e no que comemos, na forma como nos deslocamos ou até como comunicamos, da agricultura ao lazer, do desporto à ciência, da saúde à construção.

Alterar a influência que têm no modo de vida atual exige tempo, vontade e uma quantidade sem precedentes de recursos financeiros.

A Agência Internacional de Energia estima que se atinja o pico de procura de petróleo em 2030, dentro do quadro atual de políticas de redução de emissões.

Se os Governos cumprirem integralmente as suas agendas climáticas, então a procura de petróleo cairá 45% até 2050. Para atingir as metas do Acordo de Paris, ainda segundo a AIE, o consumo de gás e petróleo teria de cair 75% até meio do século. Metas afastadas das exigências materiais de uma parte substancial do planeta.

Para que milhares de milhões de pessoas nas economias em desenvolvimento tenham um nível de vida digno, o consumo de energia per capita terá de triplicar ou quadruplicar nos próximos anos. Mas a resposta às necessidades energéticas dos poderosos eixos demográficos do Sul não está, atualmente, a ser dada pelas energias limpas, mas sim pelos hidrocarbonetos.

Como vimos, o petróleo está presente em todos os setores de atividade e o decoupling com o sistema fóssil nas sociedades modernas avançadas não poderá ser feito de um dia para o outro, não só por uma dificuldade estrutural, mas sobretudo porque uma rutura dessa magnitude implicaria um retrocesso social e económico sem precedentes.

Conclusão: os combustíveis fósseis, sobretudo o gás e o petróleo, continuarão a ser importantes no sistema energético nas próximas décadas e o seu phase-out será provavelmente mais difícil e mais lento do que o antecipado.

É inegável a importância dos hidrocarbonetos para a economia moderna, assim como é inegável a urgência de progredir para uma nova era de energias renováveis e combustíveis sustentáveis para enfrentar os desafios das alterações climáticas e da proteção dos ecossistemas como os conhecemos.