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Transportes e emissões de CO2: uma abordagem baseada na
metodologia do IPCC
Mayara de Moraes João (UFSM) [email protected]
Daniel de Moraes João (FAM) [email protected]
Resumo: Esta pesquisa apresenta os resultados encontrados em um estudo que teve como
objetivo mostrar a importância do setor de transportes nas emissões de dióxido de carbono
(CO2) dos estados de São Paulo, Rio de Janeiro, Minhas Gerais e Rio Grande do Sul,
identificando as suas principais fontes de emissão e possíveis causas. A quantificação das
emissões de CO2 foi baseada na metodologia do IPCC, que é adotada pelo governo brasileiro
para a elaboração do inventário nacional de gases de efeito estufa. Após quantificar as
emissões, foi utilizado o diagrama de Pareto e o diagrama de Causa e Efeito de 4M, com o
objetivo de analisar as emissões de maneira sistemática e, desta forma, identificar as suas
principais causas. Foi observado que o setor de transportes rodoviário foi o principal
consumidor de combustíveis fósseis no estado do Rio Grande do Sul, verificando assim sua
influência nas emissões. Esta pesquisa possibilitou obter informações importantes sobre as
principais fontes emissoras de CO2, mostrando os pontos a serem combatidos para reduzilas, através de um plano de ação específico.
Palavras-chave: Consumo de Combustíveis, gerenciamento de emissões, setor de transportes
1. Introdução
A produção e uso da energia figuram como as causas que geram maior impacto para o
meio ambiente dentre todas as atividades desenvolvidas pelo homem (Mattos, 2001). O
petróleo, que é a fonte de energia primária dominante, tem 57% de seu consumo em todo o
mundo, destinado ao setor de transporte (IEA, 2006), sendo usado tanto para o deslocamento
de passageiros como de cargas.
Esse setor é uma das mais importantes forças motrizes da economia mundial, pois
permite a movimentação de bens e serviços, contribuindo para o crescimento econômico.
Estima-se que o valor adicionado à economia pelo setor de transportes equivalha de 3 a 5% do
Produto Interno Bruto de um país (MATTOS, 2001).
Pode-se dividir o setor de transportes de acordo com seus modos: aéreo, aquaviário,
dutoviário (somente para o transporte de carga), ferroviário e rodoviário. Deve-se destacar
que, em relação ao consumo, cada modal apresenta uma intensidade energética.
No Brasil, pode ser percebida uma grande tendência ao uso do modal rodoviário, tanto
para o transporte de carga, quanto para o de passageiros. As Figuras 1 e 2 confirmam essa
tendência.
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FIGURA 1 - Percentual dos passageiros-quilômetro transportados, por modo de transporte no Brasil (1999)
Fonte: GEIPOT (2000)
FIGURA 2 - Percentual de carga transportada/toneladas-quilômetro, por modo de transporte no Brasil (1999)
Fonte: GEIPOT (2000)
Uma das diferenças dos transportes em relação aos outros setores é a sua dependência
pelos derivados do petróleo. A Figura 3 comprova essa dependência, mostrando a evolução
do consumo de derivados de petróleo pelos diferentes setores da economia brasileira durante
o período compreendido entre 1970 e 2005.
FIGURA 3 – Evolução dos consumos setoriais – Brasil (1970 – 2005).
Fonte: MME (2006)
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De modo análogo aos outros países, no Brasil, as emissões de CO2, também vêm
aumentando gradativamente (ARAÚJO, 2006) e, estas emissões estão diretamente associadas
à queima de combustíveis fósseis.
O uso direto desses combustíveis para a produção de energia é, segundo o Centro
Clima (2005), o principal responsável pelas emissões de CO2 e foi responsável por 88,78% do
total das emissões no uso de energia, sendo que o consumo de energia elétrica participou com
11,22%.
Entre todos os setores que emitem CO2, o setor de transportes é o que está crescendo
mais rapidamente, representando de 22 a 24% das emissões globais dos gases de efeito estufa
de fontes de combustíveis fósseis (WANG, 2007).
Esse aumento das emissões de CO2 associa-se com o maior consumo de energia do
petróleo, que se deve principalmente à crescente taxa de motorização da população mundial
(ARAÚJO, 2006).
Essas emissões dos transportes são responsáveis por problemas ambientais,
principalmente afetando as mudanças climáticas (ROOT, 1999). Nesse sentido, o efeito estufa
e o aquecimento global são algumas das principais preocupações de governos e de instituições
internacionais ligadas aos problemas ambientais.
Porém, existem confusões em relação a esses termos. Assim, para esclarecer esses
problemas, pode-se dizer que o efeito estufa é um processo que acontece quando uma parcela
dos raios vermelhos refletidos pela superfície terrestre é absorvida por determinados gases
presentes na atmosfera. Esse fenômeno dentro de uma determinada faixa é de vital
importância para a manutenção das condições de vida na Terra, pois ele mantém a
temperatura em um nível maior do que seria na ausência desses gases.
Contudo, o que pode se tornar catastrófico é a ocorrência de um agravamento do efeito
estufa, que acabaria por desestabilizar o equilíbrio energético do planeta, originando o
aquecimento global. Segundo o Relatório do Painel Intergovernamental para as Mudanças
Climáticas (IPCC) (2001), a maioria do aquecimento observado durante os últimos 50 anos se
deve muito provavelmente a um aumento dos gases de efeito estufa.
Assim fica entendido que o efeito estufa por si só não é um problema, é inclusive
benéfico para a vida na Terra, mantendo as condições ideais para a sua manutenção, com
temperaturas adequadas. Porém, é o excesso de gases de efeito estufa que provoca o
aquecimento global, este sim, um grande problema (NETO, 2002).
Os gases de efeito estufa são: o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4), o óxido
nitroso (N20) e os clorofluorcarbonetos (CFCs). No entanto, gases como os óxidos de
nitrogênio (NOx), o monóxido de carbono (CO), os halocarbonos e outros de origem
industrial como o hidrofluorcarbono (HFC), o perfluorcarbono (PFC) também são exemplos
de gases de efeito estufa (Mendonça e Gutierez, 2000).
Dos gases de efeito estufa emitidos do uso de combustíveis fósseis, o principal gás
emitido é o CO2 (MICHAELIS e DAVIDSON, 1996), que é responsável por mais da metade
dos resultados causados pelo efeito estufa, além de ser o mais liberado dentre as emissões de
origem antrópicas, e está diretamente envolvido na maioria das atividades humanas. Desta
maneira, ele é o gás mais importante no sentido de regulação e gerenciamento do efeito
estufa.
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O Manual de Inventários de Gases de Efeito Estufa do IPCC (1996) confirma que o
CO2 de origem antrópica é principalmente emitido pela combustão de combustíveis fósseis
(carvão, petróleo e gás natural), seus processos industriais e pela queima de combustíveis
renováveis (álcool, bagaço de cana, óleos vegetais, etc.).
Porém, as emissões derivadas do uso dos combustíveis renováveis não são
contabilizadas nas emissões de energia, e sim na categoria de fontes diversa, sendo que suas
emissões são consideradas nulas (ROSA e MUYLAERT, 2001), pois nestes casos o CO2
emitido em sua combustão é absorvido na produção da biomassa, ou seja, no seu processo de
fotossíntese.
O Brasil apresenta uma forte tendência para uso do modal rodoviário no seu sistema
de transporte, tanto para o transporte de cargas como de pessoas. Quanto
ao
uso
de
combustíveis, os estados de São Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais e Rio Grande do Sul
utilizam combustíveis fósseis líquidos e gasosos para a obtenção de energia, com destaque
para o consumo de gasolina e óleo diesel. Os dados da tabela 1 mostram o consumo de
combustíveis no estado.
Tabela 1 – Consumo de Combustíveis nos estados de SP, RJ, MG e RS (2000 – 2006)
Combustível
3
Gasolina (m )
3
Gasolina de aviação (m )
3
Álcool hidratado (m )
3
Óleo diesel (m )
3
Óleo combustível (m )
3
GLP (m )
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
13.513.539
13.336.454
13.353.289
12.554.683
13.027.512
13.161.423
13.298.704
36.730
38.240
27.154
20.245
22.525
23.686
24.092
2.905.712
2.136.343
2.476.830
2.056.482
3.049.272
3.162.660
4.498.107
17.455.842
18.545.391
18.759.463
18.249.830
19.194.893
19.132.355
18.130.466
6.428.008
5.895.087
4.485.391
3.244.206
2.717.282
2.395.818
1.847.308
6.925.795
6.935.404
6.725.705
6.357.762
6.445.098
6.328.543
6.330.392
3
n/d
n/d
n/d
n/d
n/d
n/d
n/d
3
Queros. de aviação (m )
2.814.807
3.215.935
2.864.256
2.601.951
2.745.519
2.962.539
2.870.846
3
93.849
146.075
157.677
137.165
73.422
26.980
20.007
Gás natural veicular (m )
Queros. iluminante (m )
n/d – dado não disponível
Fonte: ANP (2007)
4. Metodologia
A quantificação das emissões de CO2 foi realizada baseando-se na metodologia do
IPCC, que foi oficialmente adotada pelo governo brasileiro para a elaboração do inventário
nacional de gases de efeito estufa. O IPCC é um painel das Nações Unidas que reúne mais de
300 cientistas em todo o mundo que estudam as questões que envolvem o aquecimento
global, seus prováveis impactos e as potenciais políticas de resposta.
Essa metodologia, conhecida como abordagem de referência, leva em conta apenas as
emissões de dióxido de carbono (CO2) a partir dos dados de produção e consumo de energia,
sem especificar como essa energia é consumida.
Mattos (2001) simplifica a metodologia através da equação 1,
QCO2 = CC x FE
Onde, QCO2: quantidade de carbono (tC);
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CC: consumo de combustível (TJ);
FE: fator de emissão (tC/TJ).
Como cada combustível possui um conteúdo energético diferente, o primeiro passo da
metodologia é a conversão do consumo aparente para sua unidade comum de energia. Os
fatores de conversão foram obtidos no Balanço energético Nacional (1999) e o valor médio de
energia do tEP brasileiro (tEP – tonelada equivalente de petróleo, onde o conteúdo energético
de 1 tEP é função do tipo de petróleo utilizado como padrão) usado foi 1 tEP brasileiro =
10.800 Mcal = 45,2174 TJ.
Os fatores de emissão da equação 1 foram retirados da metodologia IPCC (1996). Para
as emissões de CO2, foram obtidos os dados de consumo de combustíveis fornecidos pela
ANP.
Para se obter a conversão de uma tonelada de C em uma tonelada de CO2 utiliza-se o
cálculo estequiométrico que multiplica o valor em tonelada de C pelo fator (44/12), que
resultam em tonelada de CO2.
Em relação ao álcool derivado da cana de açúcar, as emissões de CO2 são
consideradas zero. Isso acontece por que o CO2 liberado no processo de combustão dos
veículos é reabsorvido através da fotossíntese.
Após quantificar as emissões de CO2 no Rio Grande do Sul, foi utilizado o diagrama
de Pareto, que possibilitou analisar essas emissões de maneira sistemática, mostrando quais os
combustíveis têm maiores influências no problema do aquecimento global, colocando-os em
ordem de prioridades. Desta forma, a tomada de decisões fica facilitada, pois com a utilização
de critérios de prioridades fica claro por onde iniciar as ações de gerenciamento de CO2.
Depois de identificado o problema e reconhecida as características desse problema,
deve-se descobrir as suas causas principais. Para isso, então, foi usado o diagrama de Causa e
Efeito de 4M, que considera que as causas do problema podem ter quatro possíveis origens:
mão-de-obra, método, máquina e material. Deste modo, as prováveis causas das emissões
tornam-se visíveis, facilitando o seu gerenciamento, através de um plano de ação, que busque
o seu controle e mitigação.
5. Análise dos Resultados
As emissões totais de CO2 nos estados de São Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais e
Rio Grande do Sul, durante o período compreendido entre 2000 e 2006, estão quantificados
na tabela 2.
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Tabela 2 – Emissões de CO2 por combustível em SP, RJ, MG e RS em Gg CO2 (2000-2006)
Combustível
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
30.706
30.304
30.342
28.528
29.602
29.906
30.218
82
86
61
45
50
53
54
Álcool hidrat. (m )
0
0
0
0
0
0
0
Óleo diesel (m3)
46.629
49.540
50.112
48.750
51.275
51.108
48.431
3
Óleo combus. (m )
19.753
18.115
13.783
9.969
8.350
7.362
5.677
GLP (m3)
20.224
20.252
19.640
18.566
18.821
18.480
18.486
Gás Nat. veic. (m )
Nd
Nd
Nd
Nd
Nd
Nd
Nd
Queros. avi.(m3)
6.296
7.193
6.406
5.819
6.141
6.626
6.421
Queros. ilum. (m )
233
362
391
340
182
67
50
Total (Gg CO2)
123.923
125.852
120.735
112.017
114.421
113.602
109.337
3
Gasolina (m )
Gas. de avi. (m3)
3
3
3
Fonte: Elaboração própria a partir de dados da ANP (2007)
A partir da quantificação das emissões de CO2 na tabela 2, montou-se o diagrama de
Pareto a seguir. Através da Regra 80-20 podemos observar que aproximadamente 80% dos
combustíveis são responsáveis por cerca de 20% das emissões e, 20% dos combustíveis
respondem por 80% das emissões totais.
FIGURA 4 – Emissões de CO2 nos estados de SP, RJ, MG e RS entre 2000 e 2006
Fonte: Elaboração própria a partir dos dados da ANP.
Definidas as duas principais fontes de emissão de CO2 no setor rodoviário, óleo diesel
e gasolina, podem-se descobrir as prováveis causas que aumentam o consumo padrão desses
combustíveis, resultando em um acréscimo ainda maior nas emissões, a partir do diagrama de
Causa e Efeito, conforme a Figura 5.
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Máquina
Mão-de-obra
Veículo desregulado
Manobras
Perigosas
Conduzir em
alta velocidade
Componentes
modificados
Motores
termodicamicamente
ineficientes
Ineficiente
utilização trasnp.
carga/passageiros
Combustíveis
adulterados
Uso de outros
produtos não
recomendados
Material
Consumo maior
de gasolina e
óleo diesel
Condições das
estradas
Método
Figura 5 – Diagrama de Causa e Efeito
Cabe lembrar que o modal rodoviário possui um nível de consumo de combustíveis
que é necessário para a realização de suas atividades, sendo que para que haja a diminuição
desse padrão deverá haver políticas específicas para a redução do consumo ou avanços no
sentido da tecnologia usada nos veículos.
Porém, o problema das emissões não fica restrito a essas emissões padrão, pois o
consumo de combustíveis pode aumentar de forma significativa, devido as várias causas
levantadas na figura 5.
Estimativas mostram que o setor de transportes pode reduzir suas emissões no ano de
2025 em até 40% a partir de mudanças nos projetos dos veículos, através de materiais e
mecanismos mais eficientes; redução do tamanho dos veículos; mudança para combustíveis
alternativos; redução no nível de atividade de transporte de passageiros e cargas pela alteração
do padrão de uso do solo, sistemas de transporte, padrões de deslocamentos e estilos de vida;
e a mudança para modais de transporte menos intensivos em energia (MICHAELIS e
DAVIDSON, 1996).
Segundo Root (1999), nós gastamos, em média, mais de uma hora por dia no carro.
Porém, apesar de o total das emissões de CO2 de um carro ser na sua maioria do combustível
usado (76%), 9% refere-se à fabricação do veículo e 15% às emissões e perdas do sistema de
fornecimento de combustíveis (CHAPMAN, 2007).
Entre as causas que provocam o consumo excessivo dos combustíveis encontramos os
motores termodinamicamente ineficientes, pois um motor de automóvel, por exemplo,
converte somente cerca de 25% da energia primária contida no combustível, perdendo o
restante da energia na forma de calor na água de refrigeração, no escapamento, etc. Em
condições de marcha lenta, nos congestionamentos de tráfego, por exemplo, uma parte menor
ainda, de 10 a 15% da energia primária do combustível é usada para propelir o veículo
(MATTOS, 2001).
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Os veículos desregulados dizem respeito aos modelos antigos e veículos de carga, com
tecnologias ultrapassadas, que precisam de manutenção constante e consomem um nível
maior de combustíveis, provocando mais emissões de CO2.
Os componentes modificados referem-se às alterações no motor, suspensão, pneus,
escapamento, etc. que alteram as configurações originais do veículo, mudando o seu
rendimento e, em geral, aumentando seu consumo, agravando seu poder de poluição.
As manobras perigosas e condução em alta velocidade são características do estilo de
vida do condutor. Apesar de existirem normas de conduta e fiscalizações para controlar essas
ações, elas acontecem com grande freqüência, provocando um consumo elevado de
combustíveis e, conseqüentemente, maiores níveis de emissões.
De acordo com a ineficiente utilização dos transportes de carga e passageiros, a
medida que cai o número de ocupantes por veículos ou a quantidade de carga transportada,
aumentam as emissões por distância percorrida, per capita ou por tonelada.
As condições das estradas também contribuem com o aumento das emissões de CO2,
pois as vias mal conservadas influenciam na eficiência com que os veículos operam, ou seja,
exigem dos motoristas acelerações e desacelerações constantes, aumentando o consumo e,
desta forma, as emissões.
O uso de combustíveis adulterados, que se caracteriza pelo acréscimo de outros
produtos ao combustível, como por exemplo, álcool ou solvente na gasolina, água no álcool,
etc., o que provoca danos ao motor (com aumento do consumo e perda da potência), que
aumentam as emissões.
Apresentadas as causas, pode-se afirmar que o gerenciamento dessas, pode trazer uma
redução importante nas emissões de CO2, principalmente no sentido de trazer uma resposta
imediata aos problemas de poluição local e, com o tempo a redução das emissões dos gases de
efeito estufa. Deste modo, percebe-se claramente que o setor de transportes possui um grande
potencial de conservação da energia e conseqüente redução de emissão de gases de efeito
estufa (Mattos, 2001).
6. Conclusões
A população pode ser considerada responsável pela mudança de como a relação da
energia solar interage com a atmosfera do planeta. O clima global vem sendo alterado pelas
atividades humanas e, como conseqüência, a temperatura média da Terra está aumentando.
O setor dos transportes, através da energia consumida basicamente das fontes fósseis,
derivadas do petróleo, possui um papel de destaque nas emissões de CO2. No curto prazo,
principalmente no modal rodoviário, não existe alternativas de substituição dos derivados de
petróleo. As alternativas menos intensivas nas emissões de CO2, como os combustíveis
derivados de biomassa, gás natural veicular, eletricidade, etc. tem o seu uso limitado pela
tecnologia, custos, disponibilidade, entre outros fatores.
Pode-se prever que, se não houver nenhuma intervenção, as emissões de CO2 oriundas
dos transportes aumentarão significativamente. Isso irá ocorrer devido às previsões de grandes
crescimentos nos próximos anos entre a demanda por transportes e o produto interno bruto no
país e devido aos transportes serem baseado nos derivados do petróleo, sem uma alternativa
viável para o curto prazo.
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Deste modo, pode-se afirmar que o setor de transportes possui um grande potencial de
conservação de energia e conseqüente redução de emissão dos gases de efeito estufa, através
do gerenciamento de suas causas.
A partir do estudo do cálculo das emissões do uso de combustíveis fósseis para o
estado do Rio Grande do Sul, comprovou-se a importância do setor de transportes no
consumo de energia e nas emissões de CO2. Através do diagrama de Pareto ficou em
evidência a participação destacada do óleo diesel e da gasolina no consumo do modal
rodoviário, e conseqüentemente nas emissões de CO2.
Através dos resultados das emissões pode-se verificar as emissões per capita do total
de combustível consumido nos estados analisados, durante o período estudado, que foi
819.887 Gg CO2, que equivale a 9499,67 KgCO2 por habitante. Também foi observado que
no período estudado houve uma variação nas emissões, que chegaram a apresentar um
decréscimo a partir do ano de 2004. Porém, foi constatado que essa redução foi aleatória, não
havendo nenhuma política específica para esse resultado, sendo que esse efeito é ligado à
oferta de álcool no estado. Isso acaba por comprovar ainda mais que, se houvesse uma
política específica para o gerenciamento das emissões, poderiam ser conseguidos resultados
positivos significativos, que trariam além da diminuição da poluição local e melhoria da
qualidade de vida da comunidade, uma redução das emissões de gases de efeito estufa
oriundos dos combustíveis fósseis, contribuindo positivamente para um problema de nível
global.
Foram identificadas também, as prováveis causas que elevam o consumo de
combustíveis, aumentando as emissões de CO2. Assim, com as origens e as causas
identificadas, o caminho para a formulação de um plano de ação específico fica mais claro,
pois se pode entender melhor esse processo, fazendo com que a busca pela melhoria contínua,
ou seja, a diminuição da emissão dos gases de efeito estufa oriundos do setor de transportes
seja entendida e, assim, abordada como um processo a ser melhorado.
Contudo, o que se observa nos dias de hoje é a evolução de todos os fatores
apresentados como as causas das crescentes emissões de CO2. As pessoas vêm utilizando os
automóveis de passeio com menor número de ocupantes, o uso do solo nas cidades não é
planejado, a eficiência no uso de energia não melhorou muito nos últimos anos e, os
combustíveis usados no transporte ainda são, em sua grande maioria, derivados do petróleo,
apesar de o Brasil apresentar condições de desenvolver combustíveis de fontes renováveis,
como o álcool, gás natural e biodiesel.
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