Em quais setores da economia ocorrem as emissões de gases de efeito estufa?

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Emiss�es de Gases de Efeito Estufa na Produ��o e Usos de Energia

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N� 85: Abril/Junho de 2012   

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Emiss�es de Gases de Efeito Estufa na

Produ��o e Usos de Energia

1 - Resumo

Este trabalho apresenta os principais resultados para as emiss�es de GEE relativas � produ��o uso e transforma��o da energia no Brasil entre os anos de 1970 a 2010 para diversos setores da economia. Os c�lculos foram feitos usando-se o software bal_eec_usos, que re�ne os dados das matrizes que d�o origem ao Balan�o Energ�tico Nacional � BEN, os dados do Balan�o de Energia �til � BEU e os coeficientes utilizados na elabora��o do invent�rio brasileiro de emiss�es de gases de efeito estufa que integra a Conven��o Quadro das Na��es Unidas sobre Mudan�a do Clima.

As emiss�es energ�ticas brasileiras em 2010 foram estimadas em 414 milh�es de toneladas (ou Tg) de gases de efeito estufa em equivalente a CO2. As emiss�es totais e setoriais s�o comparadas com a evolu��o do PIB.

Palavras-chave:

Brasil, emiss�es de gases de efeito estufa, emiss�es setoriais

Abstract

This article presents the main results regarding the emissions of greenhouse effect gases (GHG) in the production, transformation and use of energy in Brazil between 1970 and 2010 in different sectors of the economy. Calculations were made using the bal_eec_usos software which contains the matrix data from the National Energy Balance - BEN and the Useful Energy Balance � BEU, and emission coefficients used in the Brazilian inventory of GHG emissions that are part of the United Nations Framework Convention on Climate Change.

In 2010 Brazilian emissions were estimated to be 414 million tons (or Tg) of GHG in CO2 equivalent. Total and sectoral emissions were compared to the GDP growth.

Key-words:

Brazil, greenhouse effect gases emissions, sectoral emissions.

1 - Conclus�es

Este trabalho apresenta os principais resultados para as emiss�es relativas � produ��o uso e transforma��o da energia no Brasil entre os anos de 1970 a 2010 usando metodologia coerente com a utilizada no Invent�rio Brasileiro.

As emiss�es totais e setoriais s�o comparadas com o crescimento do PIB para o total e para setores. As emiss�es brasileiras energ�ticas em 2010 foram de 414 milh�es de toneladas (ou teragramas Tg) de gases de efeito estufa em equivalente a CO2 como � mostrado na Tabela 1.1. e aumentaram cerca de 63 milh�es de toneladas (Tg) entre 2005 e 2010.

Tabela: 1.1: Emiss�es de gases de efeito estufa

expressas em equivalente a CO2

As emiss�es no transporte correspondem a cerca de 41% das emiss�es energ�ticas seguidas pelo setores industrial (29%) e energ�tico (20%), conforme � mostrado na Figura 1.1. No setor energ�tico (ampliado) est�o inclu�das todas as emiss�es de transforma��o de energia prim�ria em secund�ria seja na gera��o de energia (como de energia el�trica) seja nas demais unidades da transforma��o (como refinarias, carvoarias e plantas de GN).

Entre 2005 e 2010 houve um aumento de 18% das emiss�es energ�ticas no Brasil. O aumento das emiss�es foi inferior ao aumento do PIB no mesmo per�odo (25%).

O aumento das emiss�es em um pa�s em desenvolvimento como o Brasil � esperado, j� que existe ainda uma grande defasagem no consumo de energia per capita em rela��o aos pa�ses desenvolvidos. Deve-se ainda assinalar que o Brasil tem uma matriz energ�tica, sobretudo no que concerne � gera��o de eletricidade, extremamente limpa. A redu��o do volume de �gua armazenado vem diminuindo a capacidade da auto - regula��o da gera��o h�drica, havendo necessidade de aumento da gera��o t�rmica. Isto explica a varia��o importante na emiss�o do setor energ�tico, que ocorreu principalmente na gera��o de energia el�trica.

Outro setor que sofreu expressiva varia��o foi o setor de transporte respons�vel por quase metade do aumento das emiss�es. As emiss�es neste setor ainda cresceram menos (23%) que o PIB global (25%) e do que o PIB do Setor (43%), como � mostrado na Tabela 1.2. O crescimento das emiss�es poderia ter sido maior n�o fosse um aumento de 186% do uso de �lcool hidratado contra 20% do diesel e 29% da gasolina. O crescimento da oferta de �lcool n�o foi suficiente, no entanto, para manter o n�vel da mistura, tendo sido registrado no per�odo uma redu��o de 7% no consumo de �lcool anidro. Ou seja, j� existe demanda efetiva para maior volume de �lcool o que propiciaria menor emiss�o.

Figura 1.1: Participa��o das emiss�es
energ�tica por setor

N�o sendo de se esperar que houvesse uma redu��o nas emiss�es de efeito estufa no Pa�s, um bom indicador para avalia��o das emiss�es brasileiras � a intensidade das emiss�es relativas ao PIB. Ap�s um per�odo de crescimento da intensidade das emiss�es (1986 a 2009), ela foi revertida nos �ltimos anos, j� havendo ca�do 13% em rela��o ao valor de pico. Os valores para 2005 e 2010 est�o mostrados na Tabela 1.3.

Note-se na Tabela 1.2 que o maior aumento do PIB verificou-se no setor comercial e p�blico, de baixa intensidade de emiss�es, e no setor de transportes, de densidade de emiss�es mais alta, conforme mostrado na Tabela 1.3. Outros dois setores com intensidade acima da m�dia (industrial e energ�tico) tiveram crescimento abaixo da m�dia, o que tamb�m contribui para a redu��o da intensidade geral. A redu��o global resulta da composi��o da mudan�a da estrutura do PIB por setor e das intensidades de cada setor.

Tabela 1.2: Varia��o do PIB comparada com a das Emiss�es para os Diversos Setores

Tabela 1.3: Varia��o da intensidade das emiss�es por setor

 

Pode-se observar que houve redu��o de 5% nos n�meros globais da intensidade de emiss�es mostrada na Tabela 1.3 como tamb�m em todos os outros setores, exclusive o setor energ�tico onde houve aumento dessa intensidade.

A Figura 1.2 mostra a evolu��o da raz�o emiss�o de gases de efeito estufa /PIB no Brasil.

Figura 1.2: Evolu��o da raz�o emiss�o
de gases de efeito estufa /PIB no Brasil

Quanto �s emiss�es por fonte prim�ria de origem, pode-se ver na Figura 1.3 que 83% das emiss�es brasileiras est�o associadas ao uso de petr�leo, g�s natural e seus derivados. Note-se que os renov�veis tamb�m contribuem diretamente para as emiss�es, principalmente via metano e N2O.

 

Figura 1.3: Emiss�es por tipo de combust�vel prim�rio mostrando a absoluta predomin�ncia de petr�leo + GN nas emiss�es brasileiras

2 - Introdu��o

Grande parte das emiss�es de gases de efeito estufa origin�rias das atividades humanas est� relacionada �s atividades de produ��o, transforma��o e uso da energia. Para avaliar estas emiss�es, � necess�rio conhecer a produ��o, transforma��o e consumo de energ�ticos nos diversos setores do Pa�s. Estes dados constam do Balan�o Energ�tico Nacional - BEN, editado pelo Minist�rio de Minas e Energia - MME h� mais de trinta anos e atualmente sob a responsabilidade da Empresa de Pesquisas Energ�ticas � EPE do mesmo Minist�rio.

O Balan�o de Energia baseia-se em uma importante caracter�stica da energia, que � sua conserva��o na natureza, estabelecida na Primeira Lei da Termodin�mica. Com isso � poss�vel elaborar um balan�o que, partindo da energia em sua forma prim�ria na natureza (petr�leo, lenha, energia h�drica, g�s natural, carv�o mineral, etc.), passa por uma s�rie de transforma��es que a convertem em formas secund�rias de mais f�cil utiliza��o (gasolina, carv�o vegetal, eletricidade, coque, etc.) que � finalmente utilizada nos diversos setores da atividade humana (resid�ncias, ind�strias, ve�culos, etc.).

Al�m disso, o MME edita, agora tamb�m sob a responsabilidade da EPE, com intervalo de cerca de dez anos o Balan�o de Energia �til � BEU onde � indicado para um conjunto de setores o consumo de combust�veis por tipo de uso e a efici�ncia para cada energ�tico por tipo de uso e setor. A disponibilidade destes dados permite avaliar o tipo de equipamento usado em cada setor por uso e combust�vel. A partir de caracter�sticas de emiss�es dos diversos gases de efeito estufa catalogadas para diversos tipos de equipamentos, � poss�vel avaliar coeficientes de emiss�es que consideram as vari�veis: uso, combust�vel e setor para os gases que constaram do Invent�rio. Uma interpola��o entre os anos para os quais existe o BEU permite obter as emiss�es setoriais.

A maior parte das emiss�es causadoras do efeito estufa est� relacionada a gases que cont�m carbono (di�xido de carbono e metano, principalmente). As fontes energ�ticas ditas f�sseis (carv�o mineral, petr�leo e g�s natural) t�m sua energia qu�mica armazenada sob a forma de compostos de carbono. Tamb�m as fontes de origem na biomassa armazenam energia em mol�culas de carbono retiradas da atmosfera pela fotoss�ntese nos vegetais.

A massa de carbono nesses processos, assim como acontece na energia, tamb�m se conserva sendo poss�vel estabelecer um Balan�o de Carbono nas atividades energ�ticas e fazer o mesmo em outros tipos de atividade onde existem emiss�es destes gases. Em todas as complexas rea��es qu�micas entre a mat�ria prima (e.g.: petr�leo), suas transforma��es em derivados (nas refinarias) para finalmente sua emiss�o no uso final sob a forma de gases (principalmente CO2) na atmosfera, e considerando uma pequena reten��o na superf�cie, a massa de carbono � conservada. Segue o Princ�pio de Lavoisier: transforma-se, n�o � criada nem desaparece. A apura��o do Balan�o de Carbono j� possibilitou a identifica��o de v�rios erros e omiss�es n�o s� na apura��o das emiss�es como no pr�prio balan�o energ�tico.

O presente trabalho usa os dados do BEN e BEU acoplados a coeficientes selecionados a partir dos trabalhos realizados para a elabora��o dos invent�rios da Primeira e Segunda Declara��o do Brasil, com aux�lio do software bal_eec_usos, apresenta um quadro hist�rico das emiss�es por fonte energ�tica e por atividades dos diversos gases que cont�m carbono no per�odo 1970/2010.

3 - Metodologia

A apresenta��o das emiss�es na forma do Balan�o de Energia e Carbono unifica a abordagem denominada Top-Down, onde � medida a quantidade de carbono que �entra� no sistema no Pa�s, e a abordagem Bottom-Up onde, partindo dos setores de atividade da sociedade humana, se identifica o tipo de emiss�es por energ�tico a partir de dados de desempenho dos equipamentos utilizados.

As emiss�es dos gases que cont�m carbono (CO2, CH4, CO e NMVOCs) s�o fruto de uma extrapola��o de coeficientes obtidos para anos anteriores e posteriores aos per�odos focalizados nas Declara��es brasileiras. Os valores devem ser considerados indicativos, j� que fundamentalmente se sup�e um �congelamento� das tecnologias utilizadas. A apura��o para cada Declara��o pressup�e uma criteriosa reavalia��o de coeficientes que, no entanto, n�o costumam introduzir varia��es muito significativas na avalia��o das emiss�es embora representem sempre um avan�o na compreens�o do processo de emiss�o e das oportunidades para mitiga��o.

A incorpora��o dos dados do Balan�o de Energia �til, tamb�m apurados pelo MME e associados aos dados sobre os equipamentos utilizados em cada setor e em cada uso por energ�tico, permitiu gerar dados mais confi�veis sobre essas emiss�es em rela��o � divulga��o anterior (ref 1). Com efeito, a possibilidade de considerar a evolu��o das destina��es por uso em cada setor permite obter uma avalia��o bastante satisfat�ria das emiss�es e coerente com a metodologia adotada nas declara��es.

Os c�lculos s�o feitos pelo software bal_eec_usos, que se constitui numa evolu��o do software bal_eec desenvolvido pela ECEN Consultoria Ltda. de f�cil utiliza��o, onde est�o dispon�veis os dados completos referentes ao per�odo 1970 a 2010.

Como o Balan�o Energ�tico n�o se preocupa, em princ�pio, com o balan�o de massa de carbono, n�o constitui surpresa se, aplicados coeficientes usuais (recomendados como default pelo Intergovernmental Panel on Climate Change � IPCC (ref 3) ou, espec�ficos para o Brasil, usados nas Declara��es � Conven��o-Quadro das Na��es Unidas sobre Mudan�as Clim�ticas, j� apresentadas pelo Brasil ou extra�dos de estudos espec�ficos) sejam encontradas diferen�as, algumas significativas, na massa de carbono entre energia prim�ria e secund�ria e as contabilizadas nos diversos usos. A an�lise do balan�o de carbono propiciou uma s�rie de corre��es nos coeficientes energia / massa baseadas em estudos que envolveram principalmente a biomassa e seus derivados.

Estabelecido o balan�o de carbono, � poss�vel avaliar as emiss�es em equivalente a CO2 usando coeficientes recomendados pelo IPCC, descontando-se, no entanto, uma pequena fra��o dos combust�veis utilizados (da ordem de 1%) de material n�o oxidado,1 que se sup�e n�o voltar � atmosfera. Existe igualmente uma fra��o do uso n�o energ�tico que � considerada retida e incorporada em materiais onde a reten��o � assumida como definitiva. Esta metodologia denominada Top-Down pelo IPCC j� foi descrita em muitos trabalhos anteriores. O programa gera tabelas, no formato recomendado pelo IPCC, onde est�o explicitadas as diferentes etapas de c�lculo.

O Balan�o de Carbono aplica o que se pode chamar de �Top-Down Extendido� a cada Setor considerando as entradas de carbono em cada setor na forma de combust�veis para deduzir as emiss�es setoriais. A confronta��o desses resultados, considerando a massa de carbono emitida, � confrontada com a obtida usando coeficientes para a emiss�o dos diferentes gases de efeito estufa que cont�m carbono. Os coeficientes de emiss�o do CO2 propriamente dito s�o ajustados por tipo de uso de maneira a assegurar a contabilidade de carbono. Ou seja, a varia��o do coeficiente de emiss�o de metano, por exemplo, implica na altera��o no coeficiente de emiss�o de CO2 o que habitualmente n�o � realizado, caracterizando uma dupla contagem.

3.1Emiss�es de Gases do Efeito Estufa pela Metodologia Setorial

Na abordagem setorial procura-se estabelecer coeficientes adequados ao Brasil. Deve-se ter em conta que as peculiaridades de cada pa�s, no que se refere �s emiss�es, est�o ligadas � diferen�a dos combust�veis utilizados e/ou �s caracter�sticas dos equipamentos de uso e transforma��o. Estudos setoriais podem identificar melhor os equipamentos usados e os coeficientes de emiss�o nas condi��es brasileiras.

Em trabalho anterior (ref 4) foram discutidos os fatores de emiss�o para os gases n�o CO2 no uso de combust�veis e que dependem da tecnologia utilizada. Como essa tecnologia varia para cada setor, o mesmo ocorre com os fatores de emiss�o. Foi identificado o n�vel de detalhamento que se pode alcan�ar na associa��o dos combust�veis com os equipamentos de uso mais frequente no Brasil.

Para apura��o das emiss�es em equivalente a g�s carb�nico foram usados os coeficientes estabelecidos na metodologia GWP (Global Warming Power) pelo IPCC (Intergovernmental Panel of Climate Change) que consideram o poder de aquecimento dos diferentes gases em rela��o ao CO2, a saber: 21 para o CH4, 310 para o N2O.

Para os demais gases foram consideradas as equival�ncias em carbono. Os gases emitidos t�m, com exce��o dos NMVOCs, uma rela��o bem conhecida entre a massa de carbono e a massa total, que s�o as seguintes:

CO2 c1 = 12/44

CO c2 = 12/28

CH4 c3 = 12/16

Para os NMVOCs foi suposta uma fra��o de massa de carbono
(c4 = 0,85) baseada na m�dia das emiss�es da ind�stria. Estes fatores s�o usados para apurar as massas de carbono emitidas. No caso do metano, o coeficiente de massa foi usado para a apura��o do balan�o de carbono e a equival�ncia GWP quando se queria apurar o equivalente a CO2.

O estudo do enfoque Setorial ou Bottom-Up parte dos dados de transforma��o e consumo do Balan�o Energ�tico Nacional, do Balan�o de Energia �til e de estudos espec�ficos de setores de uso e transforma��o da energia para avaliar as emiss�es dos diferentes gases de efeito estufa.

O Balan�o de Energia �til fornece o quadro da destina��o de cada energ�tico (em energia final) por tipo de uso para os diversos setores bem como as respectivas efici�ncias. Das destina��es dispon�veis, s�o relevantes para as emiss�es as de calor de processo, aquecimento direto e for�a motriz, que indicam a tecnologia empregada (caldeira ou aquecedor, forno ou secadores e motor ou turbina, respectivamente). Uma aplica��o residual de combust�veis para ilumina��o tamb�m � considerada2.

Em trabalho anterior, intitulado �Relat�rio de Identifica��o dos Equipamentos Empregados no Brasil e dos Respectivos Coeficientes de Emiss�o de Gases N�o � CO2� (ref 5) apresentado ao PNUD em Agosto de 2007, procurou-se identificar o n�vel de detalhamento que se pode alcan�ar na associa��o dos combust�veis com os equipamentos de uso mais frequente no Brasil.

Deve-se assinalar ainda que os Balan�os de Energia �til para os anos de 1983, 1993 e 2003, editados pelo MME/EPE, est�o dispon�veis e permitem obter a destina��o, por tipo de uso, da energia usada em cada setor da economia constante do BEN.

4. Emiss�es por setores

Pode-se ter um quadro resumido das emiss�es expressas em massa de carbono, escolhendo-se alguns setores e agrupando os energ�ticos. Foram escolhidos os seguintes setores:

� Energ�tico amplo (produ��o, transforma��o e uso no setor energ�tico);

� Residencial;

� Comercial e P�blico;

� Agropecu�rio;

� Transportes e

� Industrial.

Os combust�veis foram agregados em:

� Biomassa;

� G�s Natural;

� Petr�leo e Derivados de Petr�leo e de G�s Natural;

� Carv�o Mineral e seus Derivados;

  que, conforme o caso, tamb�m aparecem agregados em

  Renov�veis;

  N�o Renov�veis.

4.1Apura��o das Emiss�es

Na apura��o das emiss�es foi usado o software bal_eec_usos, que � uma modifica��o de programa anterior desenvolvido para a apura��o do balan�o em energia equivalente e de emiss�es usando coeficientes diretamente extra�dos do primeiro invent�rio das emiss�es brasileiras.

O programa sofreu modifica��es a fim de permitir apurar, al�m dos balan�os energ�ticos de energia equivalente e de carbono, as emiss�es por energ�tico e por gases formadores do efeito estufa: CO2, CO, CH4, NMVOCs, NOx e N2O.

As emiss�es de compostos de nitrog�nio n�o interessam para o balan�o de carbono, mas contribuem para o efeito estufa e tamb�m s�o apuradas com uso de coeficientes espec�ficos por setor, uso e combust�vel. A soma do carbono contido nestes gases fornece o total de carbono enviado � atmosfera. Pode ser feita uma confronta��o entre as emiss�es obtidas pelo processo Top-Down e Bottom-Up que permite detectar erros e omiss�es nos coeficientes utilizados. 

4.2Emiss�es Setoriais de Gases de Efeito Estufa

Na Tabela 4.1 mostram-se para os anos de 1970 a 2010 (de cinco em cinco anos) as emiss�es setoriais em GWP CO2 em Gg/ano que contribuem para o efeito estufa (fontes n�o renov�veis).

A Tabela mostra ainda, em valores relativos a 2005, as emiss�es totais e o PIB em cada ano.

Tabela 4.1: Emiss�es em equivalente GWP de CO2 por Setorem Gg/an

A Figura 4.1 mostra as Emiss�es de CO2 por setor agregado em unidades GWP.

Figura 4.1: Emiss�es de CO2 por setor agregado em unidades GWP

4.3 Emiss�es de CO2 equivalente por Tipo de Combust�vel

As Figuras 4.2 e 4.3 mostram as participa��es das emiss�es porcentuais e totais por tipo de combust�vel, incluindo as renov�veis.

Figura 4.2: Participa��o das Emiss�es de CO2
GWP por combust�vel

 Figura 4.3: Emiss�es de CO2 GWP por combust�vel em Gg/ ano

A Tabela 4.2 resume as emiss�es de carbono por setor e tipo de combust�vel para o ano de 2010.

Tabela 4.2: Emiss�es de CO2 GWP para o per�odo 1970 a 2010 por combust�vel em Gg/ano

Nota: Asfaltos, Solventes, Outros Energ�ticos de Petr�leo, Caldo de cana, Mela�o, Lix�via, Outras Recupera��es renov�veis apresentaram emiss�o zero dentro da precis�o mostrada na Tabela e n�o s�o nela mostrados.

A Tabela 4.3 mostra as emiss�es de CO2 em GWP para o per�odo 1970 a 2010 para os v�rios combust�veis mais detalhados em unidades de Gg/ano e a Figura 4.4 mostra a evolu��o das emiss�es de CO2 GWP separados por fontes renov�veis e n�o renov�veis.

Tabela 4.3: Emiss�es de CO2 para o per�odo 1971 a 2010 para os v�rios combust�veis.

Figura 4.4: Emiss�es de CO2 GWP
por origem do combust�vel

 Emiss�es de Gases de Efeito Estufa na Produ��o e Usos de Energia 2

Qual setor emite mais gases de efeito estufa?

Quais são as principais atividades responsáveis pela emissão de gases de efeito estufa?

Qual o setor que mais emite gases na atmosfera?

Qual setor da economia brasileira vem sendo responsável pela maior parte das emissões de gases de efeito estufa?