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Alterações climáticas

Francisco Ferreira

RADIAÇÃO SOLAR, 343 W/m2

RADIAÇÃO INFRA-VERMELHA, 240 W/m2

SOLPARTE DA RADIAÇÃO

SOLAR É REFLECTIDA PELA SUPERFÍCIE DA TERRA E ATMOSFERA, 103 W/m2

Duplicando CO2 ⇒⇒⇒⇒ aumento da absorção da rad IV⇒⇒⇒⇒ altitude média de saída do IV aumenta 200 m(zona mais fria) ⇒⇒⇒⇒ redução da energia emitida para o espaço

Parte da radiação infravermelha é absorvida e re-emitida pelos GEEs. O efeito é o aquecimento da superfície da troposfera.

⇒⇒⇒⇒ redução da energia emitida para o espaço⇒⇒⇒⇒ Terra liberta menos energia do que absorve

TerraGrande parte da radiação

solar é absorvida pela superfície, aquecendo-a

Radiação infravermelha é

emitida da superfície da Terra

(adaptado de IPCC, 1995)

Actividades Humanas

Gases com Efeito de

Estufa

Aquecimento Global do Planeta

Alterações Climáticas

Limitações de Emissão GEEs

IPCC, 1990 1º Relatório

Convenção Alterações

IPCC, 1995

COP-3Quioto, 1997

Protocolo de Quioto

GEEs[2008-2012]/1990

IPCC, 2001IPCC, 2007Alterações Climáticas (UNFCCC)

1992

IPCC, 19952º Relatório

IPCC, 20013º Relatório

IPCC, 20074º Relatório

Evidências• CO2 é o GEE mais importante de origem

antropogénica (280 ppm – pré-industrial para antropogénica (280 ppm – pré-industrial para 379 ppm em 2005)

• CO2 em 2005 excede em muito o intervalo natural dos últimos 650.000 anos (180 a 300 ppm)

• CO : proveniente maioritariamente da queima • CO2 : proveniente maioritariamente da queima de combustíveis fósseis e também (mas muito menos) da alteração de uso do solo

(IPCC,2007)

Evidências

• Metano: aumento de 715 ppb para 1774 ppb em • Metano: aumento de 715 ppb para 1774 ppb em 2005 (intervalo natural nos últimos 650.000 anos é 320-790 ppb); origem (>90% confiança): agricultura e também combustíveis fósseis

• Óxido nitroso: mais de 1/3 das emissões são de • Óxido nitroso: mais de 1/3 das emissões são de origem antropogénica principalmente agrícola

(IPCC,2007)

Evidências• Aquecimento do sistema climático é inequívoco:

– Aumento da temperatura global do ar e do oceano– Aumento da temperatura global do ar e do oceano

– Degelo de neve e gelo

– Aumento global do nível médio do mar

• 11 dos últimos 12 anos (1995-2006) estão entre os 12 mais quentes desde 1850; ano mais quente: 2005

• Aumento de 0.74 ºC entre 1906-2005 (entre 1901 e 2000 tinha sido 0.6 ºC)tinha sido 0.6 ºC)

• Aumento do vapor de água desde pelo menos 1980

(IPCC,2007)

Evidências• Expansão da água dos oceanos por absorção de

80% do calor do sistema climático e consequente 80% do calor do sistema climático e consequente aumento do nível do mar (1.8 mm/ano entre 1961 e 2003)

• Mudanças nas temperaturas e gelo no Ártico, quantidades de precipitação, salinidade do oceano, padrões de vento e eventos oceano, padrões de vento e eventos meteorológicos extremos (secas, precipitação forte, ondas de calor e ciclones tropicais)

(IPCC,2007)

Evidências

• Informação paleoclimática:

– Aquecimento não usual pelo menos nos últimos 1300 anos

– Última vez que as regiões polares tiveram significativamente mais quentes que agora por um longo período foi há 125.000 anos atrás (aumento do nível do mar foi de 4 a 6 metros)

(IPCC,2007)

Evolução da temperatura

Efeitos registados do aumento de concentração de GEE

Previsões• 6 cenários globais de emissões

• Próximas duas décadas:• Próximas duas décadas:– Aumento de temperatura de 0.2 ºC/década

– 0.1 ºC/década mesmo que concentração = ano 2000

• Aquecimento durante século XXI:– 1.8 a 4.0 ºC (máximo 6.4 ºC)

– aumento do nível do mar entre 0.18 e 0.59 m (lim. mínimo cenário menores emissões e lim. máximo cenário maiores (lim. mínimo cenário menores emissões e lim. máximo cenário maiores emissões)

– maior aumento temperatura sobre superfície terrestre e hemisfério Norte

(IPCC,2007)

Previsões• Aumento (>90 % confiança) de ondas de calor, extremos

elevados de temperatura, eventos de grande precipitação

• Aumento de temperatura e aumento do nível do mar continuarão por vários séculos mesmo que emissões GEE estabilizem

• Cenários não contabilizam degelo rápido da Gronelândia e Antárctica por insuficiência de literatura– (dados recentes indicam que degelo pode ter lugar num prazo de – (dados recentes indicam que degelo pode ter lugar num prazo de

34 anos com aumento de 6 a 7 m do nível do mar)

(IPCC,2007)

Efeitos registados do aumento de concentração de GEE (Portugal)

• temperatura média do ar: tendência crescente • temperatura média do ar: tendência crescente desde 1970

• ano mais quente: 1997 (temp. méd. anual 16,6ºC)

• precipitação: tendência decrescente embora fraca no período 1931-2000; redução fraca no período 1931-2000; redução significativa durante a Primavera

• tendência para o aumento de eventos meteorológicos extremos: secas e cheias (SIAM,2004)

Evolução da temperatura em Portugal

Fonte: REA 2007, APA

Evolução da precipitação em Portugal

Fonte: REA 2007, APA

Impactes das alterações climáticas (Portugal)

• Aumento de 4 a 7 ºC na temperatura média • Aumento de 4 a 7 ºC na temperatura média do ar entre 2000-2100

• Redução das disponibilidades de água; aumento de cheias e pior qualidade da água

• Risco de perda de terreno em cerca de 67% das zonas costeirasdas zonas costeiras

• Aumento do nível do mar entre 25 e 110 cm até 2080

(SIAM,2004)

Instrumentos internacionais

• PIAC (IPCC, em inglês) - Painel Intergovernamental sobre Alterações ClimáticasIntergovernamental sobre Alterações Climáticas

• CQNUAC (UNFCCC, em inglês) - Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Alterações Climáticas

• Protocolo de Quioto (acordo internacional para redução de pelo menos 5% das emissões de redução de pelo menos 5% das emissões de GEE dos países desenvolvidos em 2008-2012 em relação a 1990)

Alterações climáticas(documentos nacionais)

• Projecto SIAM (estudos dos efeitos potenciais)• Projecto SIAM (estudos dos efeitos potenciais)

• Programa Nacional para as Alterações Climáticas (medidas para cumprimento da meta portuguesa no quadro Europeu)portuguesa no quadro Europeu)

Gases de efeito de estufa(considerados no Protocolo de Quioto)

• CO2 - dióxido de carbono• CH4 - metano• N2O - óxido nitroso• HFCs - hidrofluorcarbonos• HFCs - hidrofluorcarbonos• PFCs - perfluorcarbonos• SF6 - hexafluoreto de enxofre

Aquecimento global

Potencial de aquecimento global

Instrumentos de mercado previstos pelo Protocolo de Quioto

• Comércio de emissões• Comércio de emissões

• Implementação conjunta

• Mecanismo de desenvolvimento limpo• Mecanismo de desenvolvimento limpo

Alterações climáticas(documentos nacionais)

• Projecto SIAM (estudos dos efeitos potenciais)• Programa Nacional para as Alterações • Programa Nacional para as Alterações

Climáticas (medidas para cumprimento da meta portuguesa no quadro Europeu)– versão 2001 - apresentada e feita discussão pública;– revisão das previsões sem medidas e com medidas

já em vigor - Janeiro de 2003;já em vigor - Janeiro de 2003;– discussão pública das medidas adicionais –

Fevereiro de 2004;– aprovado em Julho de 2004

Alterações climáticas(documentos nacionais)

• Programa Nacional para as Alterações • Programa Nacional para as Alterações Climáticas (medidas para cumprimento da meta portuguesa no quadro Europeu)– versão Janeiro 2006;– aprovado em Junho de 2006– publicado em Agosto de 2006– versão 2007 (publicada Janeiro/2008)

Evolução das emissões de GEE em Portugal

Evolução das emissões sectoriais de GEE em Portugal

Evolução das emissões sectoriais de GEE em Portugal

Evolução das emissões sectoriais de GEE em Portugal (energia)

Portugal - Consumo de energia final

(DGEG, 2005)

Emissões por sector de actividade, 2006

Funcionamento docomércio de emissões

• PNALE• Períodos em jogo (2005-07 e 2008-12)• A atribuição das licenças• O registo e o título• A monitorização• Como se processa a compra e venda• Como se processa a compra e venda• As multas• Regras do PNALE 2008-2012 e

pós-2012

Funcionamento docomércio de emissões

Pereira, 2006

Funcionamento docomércio de emissões

Pereira, 2006

Políticas e medidas (Portugal)• Decisões em Conselho de Ministros em Janeiro

de 2005:– Programa de Monitorização e Avaliação do Plano – Programa de Monitorização e Avaliação do Plano

Nacional para as Alterações Climáticas (PNAC) – Plano Nacional de Atribuição de Licenças de Emissão

(PNALE)– Sistema Nacional de Inventário de Emissões por

Fontes e Remoção por Sumidouros de Poluentes Atmosféricos Atmosféricos

• PNAC 2006 e PNAC 2007 / PNALE 2008-2012

PNAC 2007

• Programa Nacional para as Alterações climáticas:climáticas:

– Actualização do total de 44 medidas do PNAC 2006 com mais 4 medidas (renováveis, centrais gás cc natural, incorporação biomassa centrais carvão; biomcombustíveis)

– 20 fazem parte do denominado cenário de referência que corresponde ao leque de medidas inicialmente decidido e de natureza mais estruturante

– Outras foram definidas como adicionais quer em 2004, quer em 2006, quer em 2007, dada a insuficiência de redução das medidas de em 2004, quer em 2006, quer em 2007, dada a insuficiência de redução das medidas de referência.

– Do total de medidas: 10 são relativas ao sector da energia, 21 aos transportes, 2 ao sector residencial e serviços, 3 à indústria, 2 à floresta, 3 à agricultura e pecuária e 3 no à floresta, 3 à agricultura e pecuária e 3 no sector de resíduos (2006).

Políticas e medidas (Portugal)• PNAC 2007 / (PNALE 2008-2012)

– 350 milhões de euros em Fundo de – 350 milhões de euros em Fundo de Carbono

– Medidas adicionais (maior peso no sector da energia que nos transportes)

– Selecção das medidas– Monitorização das medidas

Aspectos principais

• Comércio de emissões

• Papel do uso do solo e floresta

• Contradições políticas

Fonte: PNAC 2006, v. Jan06

Aumento consumo versus

eficiência energética (PNAEE)

O futuro• Renováveis

• CCS (carbon capture and storage) (captura e armazenamento de carbono)

• Biocombustíveis• Biocombustíveis

• Nuclear

Renováveis• Meta europeia vinculativa de 20% de energia renovável em

2020 (em energia final)

• Meta portuguesa de 45% de electricidade a partir de renováveis em 2010 (meta inicial era 39%)

• Gestão da oferta versus gestão da procura

• Conflitos com outras áreas do ambiente

• Papel diferenciado das várias renováveis

CCS – Carbon Capture and Storage

• CCS – Captura e armazenamento de carbono

• Considerada uma tecnologia fundamental para limitar as emissões

• Tecnologia usada nos poços de petróleo (Mar do Norte, por exemplo)

• Problemas com a energia dispendida

• Problemas com a garantia de salvaguarda da deposição do • Problemas com a garantia de salvaguarda da deposição do carbono durante um tempo muito longo (geológico)

• Várias estações piloto; solução viável na melhor das hipóteses em 2020

Biocombustíveis• Competição com produção de alimentos (biomassa

florestal, cana de açúcar, milho, colza)

• Destruição de florestas; agricultura intensiva

• Qualidade versus quantidade (necessidade de análise de ciclo de vida)

• Meta europeia de 10% de incorporação na gasolina e • Meta europeia de 10% de incorporação na gasolina e gasóleo em 2020 (actualmente meta é 5.75% para 2010)

• Portugal assumiu meta de 10% já para 2010

Biocombustíveis

Produzido a partir de:

•Óleos alimentares usados

•Culturas Bio/Agroenergéticas – colza, girassol, soja, milho, entre outras

Utilização directa ou diluída como combustível alternativo

Biodiesel: Substituto do Gasóleo

Bioetanol: girassol, soja, milho, entre outras

Produzido a partir de:

•Celulose – madeira, resíduos industriais, agrícolas e florestais

•Açucares – cana de açúcar, beterraba

•Amido - milho, trigo, aveia

Bioetanol: Substituto da Gasolina

Utilização directa ou diluída como combustível alternativo

Produzido a partir de:Queima directa para produção de calor e

electricidade ou matéria-

Biomassa: Substituto de combustíveis líquidos e sólidos

•Celulose – madeira, resíduos industriais, agrícolas e florestais,

•Culturas de biomassa

electricidade ou matéria-prima para produção de

bioetanol

Obtido por digestão anaeróbia a partir de:

• efluentes agro-pecuários, agro-indústrias e urbanos

• Aterros de RSU’s (Resíduos Sólidos Urbanos)

Queima directa para produção de calor ou electricidade

Biogás: Substituto de combustíveis líquidos e sólidos

1ª geração 2ª geração 3ª geração

Biocombustíveis

1ª geração 2ª geração 3ª geração

Culturas agrícolas alimentares (óleo de palma, soja, girassol,

colza, beterraba sacarina, milho, cana-de-açúcar)

Materiais celulósicos (palha de trigo, resíduos de madeira)

Algas marinhas ou em “algaculturas”

Grande controvérsia sobre impactes ambientais e económicos (2ª geração > 1ª geração): emissões GEE, degradação dos solos, desertificação, perda de biodiversidade, conflito com produção agrícola

Tecnologia em fase de desenvolvimento,

pequenas aplicações industriais

Menos impactes ambientais (uso do solo)

• Equilíbrio do mix energético

Biocombustíveisimpactes sociais, económicos e ambientais

• Descentralização dos modos de produção de energia

• Moderação do preço dos combustíveis fósseis (gasóleo e gasolina)

• Conflito com a produção alimentar: preços e segurança alimentar

• Contributo para as alterações climáticas (emissões de GEE)

• Desflorestação

• Degradação e erosão dos solos• Degradação e erosão dos solos

• Perda de biodiversidade

• Afectação dos recursos hídricos (rega)

• Exploração social

• Redução da pobreza

Biocombustíveisimpactes ambientais

Maiores emissões de GEE dos biocombustíveisderivam de alterações dos usos do soloderivam de alterações dos usos do solo

Directas

Produção de biocombustíveis em terrenos designados

Indirectas

Reconversão de terrenos agrícolas

Fonte: Biofuels: Handle with Care (Nov. 2009)

terrenos agrícolas para plantação de biocombustíveis e conversão de outras áreas de floresta e pastagens para a agricultura

Nuclear

• Principais problemas:– Não é carbono-zero (análise de ciclo de vida)– Não é carbono-zero (análise de ciclo de vida)– Custo– Inflexibilidade– Incapacidade da rede– Processamento de resíduos– Processamento de resíduos– Risco

O Pacote UE Energia/Clima

• 20% de energia final proveniente de renováveis em 2020renováveis em 2020

• 20% de redução de emissões de gases de efeito de estufa em 2020 em relação a 1990

• 10% de biocombustíveis em 2020• 10% de biocombustíveis em 2020• Aumento da eficiência energética em 20%

O Pacote UE Energia/Clima

• Meta de redução de 20% dos GEE, em 2020 a níveis de 1990 vai contra acordo 2020 a níveis de 1990 vai contra acordo de Bali que aponta para uma redução entre 25 e 40% de GEE em 2020

• Esta redução é necessária se assegurar que a temperatura global não aumenta que a temperatura global não aumenta além de 2º C em relação à era pré-industrial.

O Pacote UE Energia/Clima

• Comércio Europeu de Licenças de Emissão (CELE) que abrange 40% do Emissão (CELE) que abrange 40% do total das emissões europeias apresenta agora para 2020 uma meta de redução de 20%, em relação a 2005

• Positivo a harmonização das metodologias de alocação e pelo facto da mesma ser estabelecida à escala da UE

O Pacote UE Energia/Clima

• Atribuição do total de emissões ao sector da produção de electricidade deixa de ser da produção de electricidade deixa de ser feita gratuitamente em 2013 para passar a ser feita por leilão na totalidade

• Problema com excepções para algumas • Problema com excepções para algumas instalações industriais recorrerem a créditos externos

O Pacote UE Energia/Clima

• Biocombustíveis– novos elementos que começam a ser avaliados e – novos elementos que começam a ser avaliados e

contabilizados e que mostram que o seu impacte na redução de emissões de dióxido de carbono à escala mundial é muito menor que o esperado

• Captura e armazenamento de carbono• Captura e armazenamento de carbono– tecnologia levanta ainda muitas dúvidas em termos

de viabilidade técnica e económica

O Pacote UE Energia/Clima (Portugal)

• Ponderação do PIB per capita (positivo)• Base de 2005 (negativo porque beneficia • Base de 2005 (negativo porque beneficia

os que mais aumentaram as suas emissões)

• + 1% de emissões em relação a 2005 para o sector não abrangido pelo para o sector não abrangido pelo comércio de emissões

• 31% de energia final de fontes renováveis (20,5% em 2005)

O Pacote UE Energia/Clima (Portugal)

• Portugal entre 2008 e 2012 pode aumentar as suas emissões de GEE em aumentar as suas emissões de GEE em 27%, em relação a 1990.

• Portugal pode aumentar 29,4% até 2020 com base em 1990; aumento de 2,4% entre 2012 e 2020entre 2012 e 2020

• uma segunda oportunidade para Portugal