Que recursos estão sendo desenvolvidos para substituir os combustíveis fósseis?

Que recursos estão a ser desenvolvidos para substituir os combustíveis fósseis?

Primeiro, vamos explorar alguns conceitos...

A produção de energia é, e sempre foi, a chave para o desenvolvimento de culturas e economias estáveis, todas elas baseadas no trabalho. Curiosamente, a equação da energia é a mesma que a equação do trabalho: Força x Distância. Força é simplesmente a quantidade de trabalho (ou energia) que pode ser feita em um período de tempo: (Força x Distância)/Tempo. Assim, mais trabalho que pode ser feito em um período de tempo mais curto é o sustentáculo das nossas economias. O dinheiro é simplesmente um reflexo do valor de tudo isso - e é claro que não tem sentido em si mesmo.

P>Even mais interessante (talvez apenas para um geek como eu) é que o calor é outra forma de energia ou trabalho que é produzido pela transferência de temperatura entre um objeto relativamente quente para um menos quente. Isto também é chamado de energia térmica, e tem as mesmas unidades: Força x Distância. Ou, para os verdadeiros tecno-geeks entre nós, ela pode se decompor tecnicamente em suas unidades mais básicas: Massa x Aceleração x Distância. Energia e Trabalho e Energia Térmica são todas tipicamente medidas em BTU ou joules.

Em essência, tudo se resume à quantidade de coisas que podem ser movimentadas mais rapidamente numa distância maior.

Potência....

Como as sociedades industriais se desenvolveram, elas foram capazes de aumentar cada uma dessas coisas, para que motores potentes pudessem mover mais coisas em distâncias maiores ainda mais rápido em menos tempo.

Para ilustrar: As pessoas que construíram Stonehenge na planície de Salisbury na Grã-Bretanha tiveram que confiar na força humana (e talvez animal e fluvial) para extrair, transportar (em rolos de madeira e flutuando em jangadas nos rios -?) e erguer cada pedra azul e pedra megalítica de Sarsen. Embora a quantidade de energia total (joules, digamos) gasta possa ser mais ou menos equivalente se o homem moderno tentasse isso com nossa maquinaria, o tempo que levaria hoje em dia seria consideravelmente menor. Assim, aproveitando a energia como fizemos, nós nos tornamos, de certa forma, cada vez mais poderosos.

No nosso passado Cro-Magnon, levaria até mesmo uma faca de pedra altamente qualificada muitas horas para minerar, moldar e carregar uma faca de pedra, enquanto qualquer um hoje pode pedir uma faca de aço inoxidável decente 14C28N em linha para o equivalente a uma ou duas horas de trabalho. E uma pessoa hoje, equipada com uma furadeira e broca elétrica, pode fazer um furo num pedaço de madeira num piscar de olhos, em comparação com um artesão da idade do bronze usando uma furadeira ou faca.

Humanidade, desde a descoberta do fogo (ou a domesticação de animais, o que quer que tenha acontecido primeiro), nunca teve que contar apenas com uma fonte de energia. O fogo produzia calor, que, com a aplicação judicial de cunha e água fria, podia fender rocha. Bois puxavam arados, escravos trabalhavam em esteiras para bombear água, permitindo que mais terra fosse cultivada.

Obviamente, a queima de madeira para criar calor tem sido hoje um pouco suplantada por outras formas de combustível, tais como os chamados combustíveis fósseis: carvão, petróleo e gás natural (que tem uma concentração muito alta de metano, CH4. Mas, os combustíveis fósseis vêm com uma infinidade de problemas, culminando na poluição e agravando a mudança climática. Eu não acredito que nenhuma pessoa que pensa hoje defenda o uso contínuo de fósseis à luz da nossa iminente obliteração (pense em Vênus ou Marte). Outras fontes de energia que tentamos aproveitar são o calor do sol, as forças do vento e da água em movimento, e o calor produzido por várias reacções exotérmicas nucleares. O hidrogênio, também, está mostrando grande promessa. E nunca devemos eliminar nenhuma forma de energia nuclear (contanto que os problemas que têm obstado ao seu uso sejam erradicados para nossa satisfação). Note-se que a eletricidade não é um combustível. A eletricidade é gerada por combustíveis produtores de calor de uma forma que não é importante para esta discussão, exceto para dizer que, em tal geração, grande parte da energia inerente ao combustível se perde.

A coisa....

A coisa é que existem muitas das chamadas "externalidades" que muitas vezes não são consideradas ao avaliar a utilidade de várias fontes de energia. Por exemplo, qual é o custo de armazenar perpetuamente todas as varas de combustível nuclear usado? Qual é o verdadeiro custo da energia eólica (muitas vezes calculamos a quantidade de energia de berço a berço de cada turbina eólica, ou seu custo na perda de terra potencialmente arável?, e assim por diante)

O outro aspecto, porém, é que nem todas as formas de energia são boas para todos os fins. A energia solar pode ser útil para aquecer os nossos edifícios e produzir quantidades relativamente pequenas de electricidade (e pensar na nossa rede eléctrica como uma bateria, se for utilizada a inversão síncrona). A energia eólica também pode ajudar a produzir electricidade, através de uma rede bem coordenada. Cargas de pico de energia devem ser consideradas, e melhores meios de armazenamento eléctrico devem ser encontrados. Da mesma forma, mas o meu argumento é que nem a energia solar, nem a eólica, nem a hídrica são muito eficientes ou práticas naquilo a que chamamos processos industriais de alta letalidade (alto calor), tais como a calcinação de cimento portland, ou a fabricação de vidro, ou a fundição de ferro, que são indispensáveis para as nossas sociedades de hoje.

Engenharia apropriada...

Não há dúvida de que precisamos de nos afastar da queima de combustíveis fósseis. Mas como podemos fazer isto de forma inteligente? Sabemos que as energias renováveis podem muito em breve suplantar os fósseis para processos relativamente pouco mortais como a alimentação de camiões, automóveis, barcos, comboios, aviões e outras máquinas - e para o aquecimento ou arrefecimento de edifícios (juntamente com o design holístico inteligente de edifícios, que raramente é aplicado). Também não há dúvida sobre a abundância de energia solar, eólica e hidráulica: temos uma plenitude.

Como para processos de alta letalidade como a fundição de ferro, fabricação de vidro e reações de calcinação para cimento portland - talvez estas sejam melhor deixadas para o uso judicioso de fontes de energia nuclear ou, se for tecnologicamente possível no futuro, a queima limpa dos fósseis restantes.