(Esta é a primeira parte da tradução autorizada do texto sobre a Tesla Motors, de Elon Muskpublicado originalmente por Tim Urban no site Wait But Why. Tradutor: Rodrigo Zottis. Revisor: Victor Lisboa)


Dois avisos antes de começarmos:

1) O tema de que trato neste texto é altamente politizado, mas este texto não segue nenhuma agenda política. Não sou politizado, pois nada é mais irritante do que a política do meu país. Acho que os Democratas e Republicanos têm bons pontos, ambos os partidos também têm um bando de gente burra dizendo coisas idiotas e eu não quero ter nada com isso. Então me aproximei deste texto (como tento fazer em cada texto) do ponto de vista da racionalidade e do que acho que faz sentido.

2) Este texto é muito pró-Tesla. O que pode parecer suspeito desde que (a) Elon Musk me pediu para escrever sobre isso e (b) escrevi um texto chamando-o de homem mais radical do mundo. Mas tenha duas coisas em mente:

Primeiro, este texto não foi encomendado por Musk, e estou recebendo um total de ZERO dólares para escrever. Ele sugeriu que eu escrevesse sobre isso porque Musk acha que há uma falta de conhecimento das pessoas sobre o assunto — mas ele nunca sugeriu que eu dissesse coisas boas sobre a Tesla, carros elétricos ou qualquer outra coisa.

Em segundo lugar, o site Wait But Why vive de sua integridade. Sem isso, o site perderia sua capacidade de causar impacto. E a integridade vem em primeiro lugar aqui — mesmo à custa de Musk me odiar, se isso fosse necessário. Se eu não pensasse que esse tema daria um grande tópico para o site, eu não teria começado, e sou pró-Tesla porque, após aprender uma tonelada de coisas sobre esse assunto (incluindo muitos argumentos contra a Tesla e as diversas opiniões que eu encontrei), é essa a posição que tomei.

E com isso esclarecido, vamos adiante.

 

Parte 1: A História da Energia

Energia é importante. Sem energia, estaríamos assim:

Boneco de palito deitado - Wait But WhyMas o que realmente é energia? O dicionário diz que é “a propriedade da matéria e da radiação que se manifesta como uma capacidade de realizar trabalho”. E diz que “trabalho” é “o esforço que supera a resistência ou produz mudanças no nível molecular”.

Isso foi bastante chato. Então, para nossos propósitos, vamos chamar de energia “a coisa que permite que algo faça outras coisas”.

Mas a coisa mais difícil em relação à energia é a Lei de Conservação, que diz que a energia não pode ser criada ou destruída, mas apenas transferida ou transformada de uma forma para outra. E uma vez que cada ser vivo precisa de energia para fazer coisas (e você não pode criar sua própria energia) todos nós ficamos desajeitadamente sem outra opção senão roubar a energia que precisamos de alguma outra fonte.

Quase toda a energia usada pelos seres vivos da Terra vem, em primeiro lugar, do sol. A energia solar é o que faz o vento soprar, a chuva cair e é o que alimenta os seres vivos da Terra.

O joule é uma unidade comum de energia — definida como a quantidade de energia necessária para aplicar uma força de um newton através de uma distância de um metro. Os joules do sol podem fornecer a qualquer animal calor e luz, e todos os joules que energizam a todos nós entraram na biosfera, em primeiro lugar, no momento em que o sol forneceu energia às plantas.

Sol dando energia para plantas. Wait But Why

É assim que os alimentos surgem: as plantas sabem como pegar os joules do sol e transformá-los em alimento. Mas, a partir desse ponto, a história fica louca e todos os animais começam a assassinar uns aos outros para que possam roubar seus joules.

Nós usamos a expressão “cadeia alimentar” como um eufemismo bonito para este ciclo de assassinato/roubo, e usamos a palavra “comer” para referir-se a “roubar joules de outro ser vivo matando-os”. Um “predador” é um otário que sempre aparece para roubar os joules dos outros, e “presa” é apenas um nerd que você particularmente gosta de intimidar para roubar o dinheiro do almoço. As plantas são as únicas inocentes que realmente seguem a Regra de Ouro do cristianismo, mas isso é só porque elas têm o privilégio de ter o sol como seu pai adotivo — já os seres humanos são um clã mafioso, que perturba a biosfera e leva o que quer que queira, de quem quer e quando quer. Não é um ótimo sistema, mas funciona.

E tudo continuou normalmente por um tempo, mas nos últimos cem mil anos os seres humanos começaram a perceber algo: se por um lado era útil colocar joules novos em seu corpo, usar esses joules era um saco. É menos legal usar um monte de joules correndo ou levantando algo pesado do que simplesmente sentar em um tronco de árvore e agradavelmente continuar com seus joules. Assim, os seres humanos ficaram inteligentes e começaram a descobrir maneiras de utilizar joules que estão fora de seus corpos para que façam o trabalho para eles — ao fazer isso, eles poderiam obter mais joules também. Às vezes, os métodos seriam bem sacanas:

 

Boneco de palito em cima de cavalo. Wait But WhyMas joules não estão apenas nos seres vivos. Há joules flutuando e girando ao nosso redor, e após inventar o conceito de tecnologia, os seres humanos descobriram maneiras de obter esses joules. Eles construíram moinhos de vento que roubavam alguns dos joules do vento e os convertiam em energia mecânica para moer alimentos. Eles construíram veleiros que convertiam os joules de vento em energia cinética para um barco que poderiam controlar. A água absorve os joules da radiação do sol e transforma-os em joules de energia potencial gravitacional quando evapora, e em joules de energia cinética quando chove. E os seres humanos viram a oportunidade de obter alguns desses joules colocando rodas de moinho em rios e lagos ou construindo represas.

Mas a tecnologia de roubo mais emocionante que os seres humanos criaram foi descobrir como queimar algo. Com o vento ou a água, só se pode capturar joules à medida que eles surgem espontaneamente na forma de movimento — mas quando se queima algo, você pega um objeto que absorveu joules por anos e os libera de uma vez só. Uma explosão de joule.

Eles chamaram esta explosão de fogo, e já que os joules estavam nos formatos úteis de energia térmica e energia luminosa, queimar as coisas tornou-se uma atividade popular.

 

Domando um dragão

Aprendemos a aproveitar os joules do vento e da água (tomar essas forças pelas rédeas e colocá-las à nossa serventia), mas quando se tratava da força mais forte de todas, o fogo, não conseguimos descobrir como fazer qualquer coisa com ele além de manter distância e cozinhar algumas coisas. O fogo era um dragão agitado, e ninguém tinha descoberto como agarrar suas rédeas.

Então veio uma descoberta. O motor à vapor.

Joules de fogo eram difíceis de aproveitar, mas se você os enviasse para a água, eles interagiriam com as moléculas de água, fazendo-as saltar até que finalmente entrassem completamente em pânico e começassem a pular, evaporando com a força do fogo abaixo. Você assim converteria com êxito os joules de energia térmica do fogo (que não sabíamos como aproveitar diretamente) em um poderoso jato de vapor controlável.

Com o músculo do vapor em seu kit de ferramentas, inventores no século 18 surgiram com inovações. Eles tinham alguns joules controláveis com os quais poderiam trabalhar agora, e isso abriu um mundo de possibilidades anteriormente impensáveis. Os avanços levaram a mais descobertas, e na virada do século 19 o progresso culminou em uma invenção que é muitas vezes considerada o ponto de virada mais impactante na História: a máquina a vapor.

Imagine sua chaleira de chá quando fica com raiva e começa a assoviar. Agora suponha que, ao invés de o vapor ser expelido através do bocal, você conecte esse bocal a um tubo, direcionando o vapor em um cilindro vazio que finalmente o libera. Quando o vapor entra e sai do cilindro, ele empurra um “pistão” dentro do cilindro em um poderoso movimento de ida e volta. Isso é (uma simplificação dramática de) como funciona uma máquina a vapor. Dependendo do veículo, o movimento de ida e volta do pistão pode fazer coisas diferentes. No exemplo de uma locomotiva, o pistão é ligado a uma haste cujo movimento de ida e volta faz as rodas girarem:

Funcionamento de uma máquina a vapor. Wait But Why

Usando a máquina a vapor, a humanidade passou de veleiros para navios a vapor e de carrinhos puxados por animais para locomotivas. Dentro das fábricas, os seres humanos colocaram o vapor para trabalhar também, trocando rodas de água por rodas a vapor muito mais eficazes.

Com a nova habilidade de transportar mais bens e materiais a distâncias muito maiores, de um modo mais rápido e para fábricas mais eficientes, a Revolução Industrial expandiu-se com toda a força. As pessoas dizem que a Revolução Industrial foi impulsionada pelo vapor, mas o vapor era apenas o intermediário — depois de centenas de milhares de anos de existência como beneficiários passivos da combustão, tínhamos domesticado o dragão e a Revolução Industrial foi impulsionada pelo fogo.

 

Um ouro impressionante

O único ponto essencialmente negativo é que passamos a queimar muito mais coisas do que antes. Durante a maior parte da história humana, quando as pessoas queriam queimar algo, elas simplesmente encontravam um pouco de madeira. Fácil. Só que agora era o século XIX, e com nosso novo apetite de queimar coisas, a madeira não seria mais tão simples de encontrar.

Sabíamos que havia outras coisas que poderíamos queimar. Na Grã-Bretanha, eles substituíram a madeira por uma substância rochosa negra que havia em suas margens. Os britânicos a chamavam de carvão.

O problema é que, ao contrário da madeira, a maior parte do carvão da Grã-Bretanha não estava apenas sedimentada convenientemente junto à superfície — ela estava no subterrâneo. Quando a Revolução Industrial começou, os britânicos começaram a cavar — eles precisavam de muito carvão. Na medida em que a revolução se espalhou pela Europa e pela América do Norte, os europeus e os americanos começaram a cavar também — eles também precisavam de muito carvão.

Enquanto todos cavavam, começaram a encontrar outras coisas. Encontraram bolsões de ar inflamável que chamamos de gás natural e lagos subterrâneos de um líquido grosseiro, preto e inflamável que chamamos de petróleo bruto. Acontece que durante todo esse tempo os seres humanos estavam andando por aí, com um vasto tesouro inexplorado de joules fortemente embalados e inflamáveis bem debaixo deles. Era como um cão cavando na floresta para enterrar um osso e descobrindo uma caverna subterrânea cheia de carne de porco desfiada.

E o que faz um cão que encontra uma caverna cheia de carne de porco desfiada? Será que ele interrompe sua atividade e medita cautelosamente sobre como proceder ou sobre quais seriam as consequências à sua saúde? Não, ele começa a comer tudo desenfreadamente.

Assim, durante todo o século XIX, as minas de carvão e as plataformas de óleo apareceram em toda parte. A queima deste novo tesouro de joules fez com que as economias e o incentivo à inovação crescesse junto com ela — e tecnologias fantásticas surgiram.

Como a tecnologia de motores a vapor, o crédito pela revolução da eletricidade é devido a uma colaboração de dezenas de inovadores que atravessam séculos, mas foi na década de 1880 que tudo finalmente se uniu. No que ainda é provavelmente a mudança tecnológica mais significativa de todos os tempos, a eletricidade permitiu que o poder de queima fosse convertido em uma forma de energia altamente sofisticada e notavelmente versátil chamada de energia elétrica.

Com o vapor como intermediário-chave, todos esses joules de combustão podiam ser enviados para uma grade organizada de fios, transferidos por longas distâncias e entregues a edifícios residenciais e comerciais onde essa energia esperaria pacientemente em uma saída, pronta para ser descarregada na conveniência do usuário. Nesse ponto, os joules elétricos poderiam ser convertidos em quase qualquer tipo de energia: eles poderiam ferver água, congelar algo, iluminar a sala ou possibilitar um telefonema. Se o vapor domesticou o dragão, a eletricidade transformara o dragão em um mordomo mágico, para sempre ao nosso serviço. E, pela primeira vez na história humana, isso foi possível.

Certamente, enquanto isso acontecia, outra revolução estava em andamento. O fogo agora estava alimentando nossos navios, nossos trens, nossas fábricas e até mesmo a nova magia da eletricidade, mas o transporte individual ainda era alimentado por feno como era em 1775 — e a humanidade do final do século XIX sabia que poderia fazer melhor. Os cavalos biológicos ficavam super irritados se tentássemos alimentá-los com fogo. Então, novamente, a humanidade começou a inovar. E um par de décadas mais tarde, havia grandes cavalos de metal em todos os lugares, com cilindros de motor cheios de fogo.

Como o carvão, o petróleo e o gás natural motivaram uma inovação sem precedentes, as transformações sociais resultantes das novas tecnologias criaram uma necessidade sem precedentes de queimarmos coisas — o que motivou os escavadores. As empresas que se concentraram em cavar, sugar e absorver cada vez mais nosso tesouro subterrâneo de joules, como a Standard Oil de John D. Rockefeller, tornaram-se os maiores impérios corporativos do mundo. Era um mundo novo, alimentado por uma caverna com carne de porco desfiada, sendo engolida pelo cão mais feliz do mundo.

Dois séculos mais tarde, em 2015, essa ainda é a principal forma de seres humanos obterem poder:

Total do Consumo Mundial de energia por classificação (2013). Wait But Why

Essa é a questão sobre os cães famintos: se você dá a eles algo delicioso, eles tendem a comer até que a comida acabe ou fiquem doentes — o que vier primeiro, e não há muitos outros fatores em jogo. O debate moderno sobre energia se resume a definir se é positivo que o cão ainda esteja se divertindo plenamente na caverna ou se isso é negativo porque ele pode estar se tornando perigosamente doente ou correndo o risco de ficar sem carne de porco (o que seria um problema, porque ele tem aumentado de tamanho desde a descoberta da caverna, e ele não tem nenhuma outra maneira de se alimentar fora da caverna neste momento, devido ao seu imenso apetite).

Como você pode concluir, há diversas pessoas com diferentes opiniões dizendo um monte de coisas sobre esta situação. E alguns estão dizendo coisas verdadeiras, mas uma grande parte delas ou não sabem particularmente sobre o que estão falando ou têm algum motivo ulterior para dizer o que estão dizendo. Isso torna ainda mais confuso um tópico já complexo, obscuro e multifacetado.

Então vamos mostrar o que sabemos e tentar esclarecer o que diabos está realmente acontecendo.

 

Para começar: o que exatamente são combustíveis fósseis e de onde eles vêm?

Os combustíveis fósseis são chamados assim porque eles são os restos de antigos seres vivos. “Fósseis”, nesse caso, abrange uma gama ampla. Os primeiros organismos que contribuíram para os combustíveis fósseis atuais viveram durante a época Pré-Cambriana, antes que houvesse sequer plantas e animais na terra seca — os organismos fósseis, então, seriam algas oceânicas.

As pessoas costumam pensar que os combustíveis fósseis são feitos de dinossauros, mas qualquer dinossauro na nossa gasolina pertence aos últimos 200 milhões de anos (um trecho posterior de todo o período de formação dos combustíveis fósseis) e compõe apenas uma pequena parte do total. A maior parte dos nossos combustíveis fósseis provém de plantas, animais e algas que viveram durante o Período Carbonífero — um período de 50 milhões de anos que terminou há cerca de 300 milhões de anos e durante o qual haviam muitos pântanos enormes e rasos. Os pântanos eram importantes porque tornavam provável que um organismo morto fosse preservado.

Você não se torna um combustível fóssil se morrer num lugar normal e se decompor. Mas morrendo em um pântano e afundando até sua base, organismos carboníferos muitas vezes terminam sendo cobertos por areia e argila, e ficam soterrados com seus joules ainda intactos.

Depois de centenas de milhões de anos, todos esses organismos foram esmagados sob intenso calor e pressão, transformando-se em repositórios de joules na forma sólida, líquida ou gasosa: carvão, petróleo ou gás natural.

O carvão, uma rocha sedimentar preta, que é encontrada em camadas subterrâneas, é o mais barato e mais abundante dos três, e é usado quase inteiramente para produzir eletricidade. É também o maior culpado pelas emissões de CO2, liberando mais de 30% de CO2 do que a queima de petróleo e cerca do dobro do gás natural para gerar uma quantidade equivalente de calor. Os EUA são para o carvão como a Arábia Saudita é para o petróleo, possuindo cerca de 22% do carvão do mundo, mais do que qualquer nação. A China, porém, tornou-se, de longe, o maior consumidor mundial de carvão — mais de metade do carvão queimado no mundo nos últimos anos foi queimado na China.

O petróleo, também conhecido como petróleo bruto, é um líquido preto pegajoso normalmente encontrado em reservatórios subterrâneos profundos. Quando o petróleo bruto é extraído, ele vai para a refinaria, onde é separado, usando-se diferentes pontos de ebulição com diversos propósitos.

Os Estados Unidos são de longe o maior consumidor de petróleo do mundo, consumindo mais de 20% do petróleo mundial e cerca do dobro do próximo maior consumidor. Os EUA são também um dos três maiores produtores de petróleo do mundo, ao lado da Arábia Saudita e da Rússia, que produzem a mesma quantidade.

O gás natural, que é formado quando o óleo subterrâneo chega a uma temperatura alta e vaporiza, é encontrado em bolsas subterrâneas, geralmente nas proximidades de reservas de petróleo. Sendo o “mais limpo” dos três combustíveis fósseis, é o gás que aquece seu fogão e é uma das principais fontes de eletricidade (cerca de 20% da eletricidade nos EUA).

O gás natural está em ascensão e agora representa quase um quarto da energia mundial. Uma das razões pelas quais está em ascensão é porque os cientistas descobriram uma nova maneira de extrair o gás natural da Terra, chamado de fratura hidráulica, ou “fracking“, que usa uma mistura de água, areia e produtos químicos para criar rachaduras no gás natural — expelindo o gás rico em xisto. Esse método tem sido extremamente eficaz, mas também é controverso por causa de algumas preocupações ambientais graves.

Quanto às razões pelas quais as pessoas argumentam que os combustíveis fósseis são problemáticos, vamos nos concentrar nos dois argumentos mais comuns:

 

QUESTÃO 1: Mudança climática é algo preocupante

Vamos ignorar todos os políticos e professores, CEOs e cineastas e olhar para três fatos:

Fato 1: A combustão de combustíveis fósseis aumenta os níveis atmosféricos de CO2 (gás carbônico).

Vamos chegar aos dados em um segundo, mas primeiro — por que a queima de combustíveis fósseis emite CO2?

A resposta é simples: a combustão é uma fotossíntese reversa.

Quando uma planta cresce, ela cria seu próprio alimento pela fotossíntese. Na sua forma mais simplificada, durante a fotossíntese, a planta toma o CO2 do ar e absorve a energia da luz solar para dividir o CO2 em carbono (C) e oxigênio (O2). A planta mantém o carbono e expele o oxigênio como um subproduto residual. A energia solar permanece na planta como energia química que pode ser utilizada.

Assim, a madeira é essencialmente um bloco de carbono e de energia química armazenada.

Quando você queima um combustível fóssil, tudo que você faz é reverter a fotossíntese. Normalmente, o oxigênio do ar rejeita as moléculas de carbono da madeira — é por isso que as árvores não estão constantemente em chamas. Mas quando uma molécula de oxigênio se move rápido o suficiente e colide com uma molécula de carbono da madeira, ambas se encaixam e formam CO2. Este rompimento libera energia química, que alcança outras moléculas de oxigênio nas proximidades, fazendo com que elas se acelerem — e se elas chegarem a uma velocidade rápida o suficiente, se encaixarão com outras moléculas de carbono, liberando mais energia química. Isso provoca uma reação em cadeia, e a madeira entrará em combustão. Assim, uma queima de madeira é o processo de combinar carbono da madeira com oxigênio no ar para produzir CO2.

Claro, isso é tudo irrelevante para a pessoa que realiza a queima de madeira — ela está preocupada é com a energia liberada durante a formação de CO2. A liberação de toda a energia química armazenada na madeira cria uma gloriosa chama de calor e luz. A árvore passou anos absorvendo silenciosamente moléculas de carbono e joules solares, e de repente, durante a combustão, o carbono e a luz do sol voltaram ao mundo.

Dito de outra forma, a fotossíntese apenas sequestra o carbono e a energia solar que há na atmosfera e, após anos mantendo-os como reféns, a combustão os liberta: o carbono como uma erupção de CO2 recém-formado e a energia solar como fogo — o que significa que o fogo é essencialmente apenas raios solares empacotados.

Mas queimar um material e liberar todo o CO2 não altera os níveis de carbono da atmosfera. Por quê? Porque o carbono que foi liberado estava recentemente na atmosfera, e se você não queimasse o material, ele provavelmente seria decomposto, o que liberaria o carbono de qualquer forma. O carbono da madeira só foi mantido refém, e libertá-lo através da combustão tem pouco impacto ambiental.

O carbono flui da atmosfera para as plantas e animais, para o solo e para a água, e então volta para a atmosfera — isso é chamado de Ciclo do Carbono. Em qualquer dado momento, o ciclo de carbono ativo na Terra contém uma quantidade específica de carbono. Queimar madeira não muda esse nível porque o ciclo de carbono “espera” que o carbono armazenado na terra, na água ou no ar seja em algum momento liberado.

Mas, às vezes, uma pequena porção de carbono do ciclo escapa a longo prazo — acontece quando uma planta ou animal morre, mas por algum motivo não é decomposto normalmente. Em vez disso, antes que possa ser decomposto e liberar seu carbono de volta ao ciclo, ele fica enterrado no subsolo. Ao longo do tempo, esse carbono perdido aumenta de concentração. Hoje, os combustíveis fósseis da Terra compõem uma enorme massa de carbono perdido que há muito tempo foi tomada como refém permanentemente, carbono que o Ciclo do Carbono não espera reinserir em sua rotina.

Quando os seres humanos descobriram todo esse carbono sequestrado e subterrâneo, eles não estavam simplesmente olhando para o carbono. Eles estavam olhando para uma vastidão sem fim de raios de sol densamente empacotados e trilhões de plantas antigas com seus joules intactos por 300 milhões de anos. E uma vez que não existem leis que protegem as propriedades carboníferas das plantas, poderíamos aproveitar tudo para nós. O maior roubo de joule da história.

E enquanto nós fazíamos isso, não nos preocupamos com o fato de que a extração desses joules também significava a extração de carbono que havia sido enterrado desde o período Pré-Cambriano — havia locomotivas e carros para colocar em movimento, edifícios a aquecer, e os joules eram irresistíveis.

Você deve agradecer o conforto e a qualidade que sua vida tem hoje, pois esses joules tiveram um longo e difícil caminho para chegar onde estão.

A partir de 1958, o cientista Charles Keeling começou a medir os níveis atmosféricos de CO2 de um observatório em Mauna Loa, no Havaí. Essas medições ainda estão acontecendo hoje. Aqui está o que elas mostram:

Concentração mensal de CO2 no Maua Loa 1958-2015

O movimento zig-zag da linha é devido ao nível de carbono que cai todos os anos no verão, quando as plantas estão sugando CO2 e começam a produção novamente durante o inverno, quando as folhas estão mortas. Mas a tendência dominante é inconfundível. Para colocar isso em contexto, a tecnologia de perfuração do gelo permite que os cientistas coletem dados precisos sobre os níveis de CO2 nos últimos 400 mil anos. Veja o que eles encontraram:

Variação de Dióxido de Carbono

Assim, os níveis atmosféricos de CO2 oscilaram entre cerca de 180 e 300 partes por milhão (ppm) nos últimos 400 mil anos, nunca ultrapassando os 300. E de repente, no último século, o nível subiu até 400 ppm (atualmente está em 403 ppm).

Portanto, em vez de a atmosfera possuir .02% ou .03% de carbono, agora a atmosfera possui .04%, talvez avance para .05% e cada vez mais. Mas não vamos julgar ainda. Tudo o que sabemos é o Fato 1, ou seja, que os níveis de CO2 estão subindo rapidamente.

Fato 2: Se os níveis atmosféricos de CO2 oscilam, a temperatura também.

Os núcleos de gelo desenterrados pelos cientistas não revelam apenas os níveis de CO2 que retrocedem no tempo — eles revelam também a temperatura. Aqui está o que mostram:

Variação de temperatura e de dióxido de carbono.

Não é uma correlação difícil de perceber. A razão para isso é simples: o CO2 é um gás de efeito estufa. O efeito estufa funciona como uma redoma de vidro que, quando exposta ao sol, retêm muito calor dentro de si. Há um punhado de substâncias químicas em nossa atmosfera que fazem a mesma coisa: os raios solares entram na atmosfera da Terra, os gases de efeito estufa acabam bloqueando a saída de alguns deles e isso aquece todo o planeta.

Marte tem uma temperatura média de -55ºC (-67ºF), o que não é legal, mas Vênus é literalmente um verdadeiro inferno, com uma temperatura média de 462ºC (864ºF). Nenhum lugar é mais terrível do que Vênus. Por quê? CO2.

Marte tem uma atmosfera muito mais fina do que a Terra, assim a energia do sol escapa facilmente, enquanto a atmosfera de Vênus é muito mais espessa, com 300 vezes o CO2 da Terra, e isso é uma armadilha para o escape de calor.

Mercúrio está mais perto do sol do que Vênus, mas por não ter atmosfera é mais frio do que Vênus. Durante o dia, Mercúrio fica tão quente quanto Vênus, mas à noite congela, enquanto Vênus é tão quente durante a noite como é durante o dia, porque o calor vive permanentemente em sua atmosfera espessa.

Então faz sentido concluir que um aumento de CO2 aumentaria a temperatura da Terra — mas em quanto? Quando comparada com a temperatura média pré-industrial, a temperatura média atual subiu um pouco menos de 1ºC. Mas como os níveis de CO2 continuam a subir, a maioria dos cientistas esperam que as temperaturas continuem subindo.

O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), apoiado pela ONU, com um grupo de 1.300 especialistas científicos independentes e de diferentes países, elaborou um relatório que estabeleceu as projeções de temperatura de vários laboratórios independentes. Isto é o que esses laboratórios pensam que acontecerá, se nenhuma ação for tomada para alterar os atuais níveis de emissão de CO2:

Projeções do Aquecimento Global. Wait But WhyUma minoria argumenta que essas projeções futuras são exageradas, pois seguem a teoria amplamente aceita de que o vapor de água na atmosfera multiplica o efeito das emissões de carbono por causa de um loop de feedback, pelo qual um pequeno aumento na temperatura extra de CO2 aumenta a evaporação da água (e já que o vapor de água também é um gás de estufa, isso geraria mais calor, aumentando a evaporação, e assim por diante). Sem esse ciclo de realimentação, os aumentos de temperatura resultantes das emissões de CO2 seriam 2-3 vezes menores. Mas mesmo os mais céticos geralmente concordam que as emissões de CO2 levam a aumentos de temperatura.

O IPCC também coloca que mais de 90% das mudanças nos níveis de CO2 e temperatura são causadas pela atividade humana (o que é como dizer que há mais de 90% de chance de uma tempestade de chuva ser causada pela atividade de uma nuvem). Agora a pergunta é a seguinte: quanto a temperatura precisa aumentar para transformar tudo aqui em merda?

Fato 3: A temperatura não precisa aumentar muito para transformar tudo numa merda.

Há 18.000 anos, as temperaturas globais eram cerca de 5ºC abaixo da média do século XX. Isso foi o suficiente para colocar o Canadá, a Escandinávia e metade da Inglaterra e dos EUA sob meia milha de gelo. Isso é o que os 5ºC podem fazer.

Gelo no planeta Terra.

100 milhões de anos atrás, as temperaturas eram de 6 a 10ºC mais elevadas do que agora — todas as regiões da Terra eram tropicais, não havia gelo permanente em nenhum lugar, os níveis dos oceanos eram 200 metros mais altos e esse tipo de ser andava por aí:

DinossauroPortanto, estamos atualmente numa condição de temperatura não tão surreal, em que provavelmente devemos tentar ficar:

Projeções do Aquecimento Global

Isso é ainda mais frágil do que é possível intuir. Primeiro, você não precisa que a temperatura média suba drasticamente para gerar uma catástrofe, pois a temperatura média poderia subir apenas 3ºC, mas a temperatura máxima subiria muito mais. Apenas um dia em uma temperatura elevada como 58ºC (136ºF) acabaria com a maioria das culturas e animais da Terra.

Em segundo lugar, porque em alguns locais a temperatura do planeta pode ir até o zero absoluto: -273ºC (-459ºF). Portanto, uma diferença de 5ºC, o suficiente para enterrar a parte norte do mundo sob um oceano de gelo, significaria apenas uma flutuação de 1,5% na temperatura — não algo como 10%, como poderíamos supor. Quando observamos um cenário que mostre todo o espectro de variações da temperatura, fica claro que o mundo a que estamos acostumados existe apenas graças a um equilíbrio muito específico e delicado de condições climáticas.

 

Projeções do Aquecimento GlobalConforme mencionado acima, a temperatura média está subindo para 1ºC acima da média pré-industrial (o IPCC nos coloca neste momento a .86ºC acima dessa média anterior). Os cientistas debatem o quão alto esse número pode ir antes de mudanças realmente dramáticas acontecerem.

Nos últimos 20 anos, mais de 100 países concordaram em tentar limitar o aquecimento global a um aumento de 2ºC, mas há muitas opiniões diferentes em torno disso. Quanto aos efeitos de um aumento de 2ºC, na minha pesquisa, encontrei algumas fontes com credibilidade afirmando que 2º é um teto desnecessariamente baixo e que podemos nos dar ao luxo de ir com mais segurança. Já outros afirmam, com igual credibilidade, que 2º é uma meta muito elevada e que a estamos subestimando.

Sobre o quão catastrófica seria uma mudança de 2º e a nossa capacidade de ficar abaixo dessa medida, eu também ouvi opiniões variadas — alguns pensam que podemos ficar abaixo de 2º com restrições adequadas; outros pensam que não há maneira possível de permanecermos abaixo do 2º — pois já existe muito impulso, mesmo se deixássemos de criar emissões de carbono nos próximos anos, a Terra iria aquecer mais do que 2º.

Então, o que devemos fazer diante disso?

Nosso objetivo hoje não é aprofundar essas opiniões conflitantes e tentar descobrir a verdade, porque ninguém sabe ao certo qual a verdade de qualquer maneira. Nós não vamos falar sobre coisas específicas como o nível do mar, poluição, tempestades, ou que o urso polar no vídeo está triste porque seu gelo está derretendo. Nós só vamos desenvolver nossos três fatos e colocá-los todos juntos e ver o que acontece.

Isso simplifica:

Fatos do Aquecimento Global.
E isso simplifica mais ainda:

Queimar combustíveis fósseis transforma tudo numa merda.

Interessante. Mas não vamos ostracizar os céticos. Podemos comunicar isso com uma declaração que deixa muito espaço para a dúvida:

Se continuarmos a queimar combustíveis fósseis tal como estamos, as coisas podem ficar realmente bem ruins em breve.

Com isso em mente, vamos agora passar para a segunda preocupação principal que as pessoas mencionam sobre combustíveis fósseis:

 

QUESTÃO 2: Combustíveis fósseis são promissores.

Diversas vezes até agora, eu me referi à nossa fonte de combustíveis fósseis, aquele suculento mar subterrâneo de energia densa, como “infinita” — porque é assim que parecia no século 19 e como muitas vezes parece hoje quando você percebe o quanto ainda há no subterrâneo esperando para ser aproveitado. Mas, na verdade, a fonte de combustível fóssil da Terra não é infinita, e sim promissora.

Quando é que essa fonte acabará, é uma pergunta complicada e nebulosa. Você tem sites como este citando relatórios como este e fazendo gráficos que sugerem que se continuarmos com a atual exploração e consumo de combustíveis fósseis, não estamos muito longe do fim:

Estimação de anos restantes de extração de combustíveis fósseis.

Então você tem sites como este citando o World Factbook da CIA e nos lembrando que quando o petróleo e o gás natural acabarem, o consumo do carvão aumentará, então nós teremos menos tempo:

Reserva de energia (equivalente a bilhões de toneladas de óleo).

Outras fontes informam que os totais citados referem-se apenas a reservas comprovadas e que, a cada ano, estamos descobrindo novas fontes de combustíveis fósseis, como o petróleo trancado em areias betuminosas abundantes ou reservas de hidrato de metano sob o fundo do oceano — além de estarmos desenvolvendo novas tecnologias para alcançá-los, como o fracking ou perfuração horizontal.

Essas fontes sugerem que é improvável que fiquemos sem combustíveis fósseis por muitos séculos. Um contraponto comum a essas fontes é que, mesmo se não esgotarem, poderíamos enfrentar um problema sério se a extração dos combustíveis tornar-se cada vez mais difícil e cara ao longo do tempo.

O problema com o esgotamento é que, se o mundo continuar dependente de combustíveis fósseis como estamos agora, ocorrerá um colapso econômico épico. Na medida em que os combustíveis fósseis se tornarem cada vez mais escassos, os preços irão disparar. Isso fará com que surja uma corrida furiosa para desenvolver uma tecnologia de energia renovável, mas pode ser demasiado tarde nesse ponto para evitar um colapso econômico mundial.

Basicamente, estamos vivendo de um fundo de garantia que encontramos no subsolo, e é melhor conseguirmos um emprego antes que ele acabe.

Em algum momento no futuro, muito em breve ou apenas um pouco mais tarde, não teremos escolha senão parar de extrair combustíveis fósseis, pois suas fontes se esgotarão ou se tornarão muito caras de se explorar.

Essa afirmação destaca o fato de que estamos bem no meio do que será conhecido como a Era do Combustível Fóssil da história humana.

Fim da Era dos Combustíveis Fósseis.Trazendo de volta a nossa primeira declaração — se continuarmos a queimar combustíveis fósseis tanto quanto nós estamos agora, as coisas podem realmente se transformar em uma merda em breve — isso sugere que se continuarmos a ficar em torno da zona preta até que sejamos forçados a sair, estaremos arriscando tornar a zona amarela permanentemente pior para os seres humanos viverem.

É por isso que Elon Musk gosta de dizer que a extensão indefinida da Era de Combustíveis Fósseis é “a experiência mais estúpida da história”. Ele enfatizou este ponto para mim:

“Quanto maior a mudança na composição química e física dos oceanos e da atmosfera [devido ao aumento das emissões de carbono], maior será o efeito a longo prazo. Dado que em algum momento as fontes de combustível fóssil se esgotarão de qualquer maneira, por que seguir adiante nesse experimento louco para ver o que vai acontecer se sabemos que é ruim? O esmagador consenso científico diz que será terrível.”

Em outras palavras, e como se percebe no cronograma acima: ficar na área preta a longo prazo nos traz uma grande desvantagem, então é melhor entrar na parte amarela assim que pudermos.

Alguns céticos fizeram objeções muito válidas, mas a maioria deles concordou que a queima de combustíveis fósseis causa algum grau de aquecimento e que o aquecimento em geral pode ser prejudicial. E mesmo considerarmos esse debate algo válido, quando um dos lados defende que “a queima de combustíveis fósseis não é realmente perigosa” e o outro lado defende “que a queima de combustíveis fósseis é horrivelmente catastrófica”, é melhor nem sequer jogar esse jogo, certo???

De qualquer forma, como nós começamos a ir do preto ao amarelo?

Para nos ajudar a responder a essa pergunta, vamos voltar ao Laboratório Nacional de Lawrence em Livermore e seus dados de energia. Eles atualizam o fluxograma dos EUA a cada ano, e nós vamos chegar lá em um minuto.

Mas, primeiro, vamos verificar alguns dos gráficos de seu relatório de 2011, onde eles têm um fluxograma de 2007 para cada país e o mundo todo. (Os gráficos parecem confusos no início, mas eles são realmente muito simples — apenas mostrando quanto de cada fonte é usada e como é dividida entre setores).

Aqui está o fluxo de energia mundial combinado em 2007:

Fluxo de energia mundial combinado em 2007.
A unidade, PJ, é em petajoules. 1 petajoule = 1 quarto de joules.

Algumas considerações:

— O fato mais consistente que observei sobre todos os países é quanto o petróleo (ou seja, petróleo bruto) domina o setor de transporte. 94% dos transportes mundiais são movidos a petróleo, e na maioria dos países desenvolvidos a porcentagem é ainda maior.

— O uso de biomassa é bastante substancial, e quase tudo vem de países em desenvolvimento, muitos deles da África. Biomassa é tipicamente a queima de coisas como madeira, óleo destilado de alimentos como milho e estrume.

— O que se vê ao lado direito é um monte de energia rejeitada. Energia rejeitada é aquela que perdemos, geralmente sob a forma de calor, devido à ineficiência. Especialmente impressionante é o desempenho dos transportes, onde os motores só acabam usando um quarto do combustível que queimam.

A seguir, vamos olhar para a França:

Fluxo de energia da França em 2007.

Considerações:

— Muito uso de energia nuclear, e como resultado, pouquíssimo carvão. Isso torna a França um país com baixa emissão de CO2.

— O transporte porém é como todos os outros: a França usa petróleo.

A França é um exemplo de um fator que não vamos discutir neste post, mas importante: os combustíveis fósseis são um tipo de pesadelo geopolítico. A interdependência nacional pode ser produtiva e importante, mas as nações que dependem de outras nações para sua sobrevivência nunca são grande coisa, e a necessidade de importar combustíveis fósseis é uma das principais razões para a moderna ultra-dependência de muitos países. A França é totalmente dependente de combustível fóssil para seu transporte e, portanto, totalmente dependente de outros países para obter petróleo, o que coloca o país em uma posição vulnerável.

Já os EUA não são tão dependentes. O país dependia antes de outras nações: na década passada, 60% de seu petróleo vinha do exterior, mas desde então o país tornou-se um dos três principais produtores de petróleo, e graças ao projeto EIA em 2015 as importações líquidas de petróleo já representavam apenas 21% do consumo dos EUA.

Fiquei também surpreso ao ver que apenas uma pequena porção das importações de petróleo dos EUA vinham do Oriente Médio, com apenas 12,5% deles provenientes da Arábia Saudita e 20% de todo o Golfo Pérsico combinado. Muito vem do Hemisfério Ocidental, sendo do Canadá a maior porcentagem de importação (37%), além de México e a Venezuela também serem proeminentes (9% cada).

Ok, e quanto à China?

Fluxo de energia da China em 2007.

 

A China é um monstro de energia, principalmente porque eles são um monstro industrial. Eles também são um monstro incendiário, queimando quase metade do consumo total de carvão do mundo a cada ano: 57.000 PJ de consumo de carvão anual, um número insano — mais de cinco vezes o fluxo de energia total da França.

Arábia Saudita:
Fluxo de energia da Arábia Saudita em 2007.Como um macaco de circo que sabe fazer um só truque.

O mapa de energia da Coréia do Norte é, sem surpresa, bizarro.

Fluxo de energia da Coréia do Norte.Você pode verificar o relatório completo para ver o resto dos países.

Agora, vamos passar para 2013 e olhar para o fluxo de energia dos EUA. A unidade é diferente aqui. Um quad = 1 quadrillion BTU, que é cerca de 1.000 petajoules.

Uso estimado de energia dos Estados Unidos em 2013: ~97.4 Quads

Duas coisas que se destacam:

— Os EUA tornaram-se um monstro de consumo de gás natural e, de longe, o maior consumidor do mundo.

— Os EUA são ainda mais um monstro de consumo de petróleo — quase o dobro do segundo maior país consumidor de petróleo, a China, e mais de quatro vezes o terceiro da lista, o Japão.

Para colocar em perspectiva quanta energia os EUA usam, encontrei um mapa com a quantidade de energia que cada estado dos EUA consome comparado a um país.
Quantidade de energia que cada estado dos EUA consome anualmente comparado a de um país.Finalmente, vamos voltar à razão de mencionarmos esses gráficos — pretendemos descobrir como vamos sair da parte preta da linha do tempo para a parte amarela, saindo da área de combustíveis fósseis.

O LLNL também fez um gráfico mostrando as emissões de carbono dos EUA e de onde elas vêm. Os EUA são o segundo maior culpado de emissões de carbono do mundo (a China é a primeira, com 50% a mais que os EUA) e o líder mundial em emissões de transporte — então, se pudermos descobrir o que os EUA precisam corrigir, isso é um bom começo.

Começar a transitar do preto ao amarelo significa livrar-se das emissões de carbono. Olhando para o fluxograma de emissões dos EUA, vejo dois números que se destacam:

Estimativa de emissão de carbono nos EUA em 2013: mais ou menos 5.390 milhões de toneladas.

Muito precisa acontecer para nos levar à zona amarela, mas esses dois números — que representam 72% das emissões totais dos EUA — parecem ser os maiores e mais urgentes problemas a serem enfrentados:

1) A produção de eletricidade em todo o mundo representa cerca de 40% do fluxo total de energia, e cerca de dois terços da produção de radioeletricidade provém da queima de combustíveis fósseis e emissões de carbono, em especial o carvão. Ou, simplesmente: a produção de eletricidade é enorme e poluente.

2) O transporte compõe uma grande parte do consumo de energia do mundo, representando quase um terço do consumo na maioria dos países desenvolvidos, e quase todo o transporte do mundo depende de petróleo. Simplificando: o setor dos transportes é enorme e quase totalmente poluente.

Na próxima parte deste texto, será hora de aumentar o zoom sobre o segundo grande problema do transporte, e em particular, dos carros. O transporte abrange aviões, trens, navios, caminhões e carros — mas os carros causam mais emissões de carbono do que os outros quatro combinados e, sem grandes mudanças, as emissões dos carros devem aumentar em mais de 50% até 2030. Ao analisarmos uma grande parte das emissões dos carros como um quebra-cabeças, entenderemos como isso se tornou um problema, qual a razão de ainda ser um problema e como podemos resolvê-lo. Assim, teremos uma melhor ideia do que precisa ser feito nessa luta.

(Nota do editor: aqui termina a primeira parte do texto de Tim Urban; na próxima parte, ele tratará da história da indústria automotiva)


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  • Neder Diogo Junior

    Tim Urban, sempre incrível. Muito ansioso pela segunda parte!

  • heptapod

    onde esta a segunda parte?