Fontes: Chinese Dialogue [O icônico salar de Uyuni na Bolívia, onde a produção de lítio deve aumentar. (Imagem: Alamy)]
À medida que as energias renováveis se multiplicam, a necessidade de minerais também aumenta. Quais são os riscos ambientais e sociais desse processo?
Para manter a temperatura global em níveis aceitáveis, o mundo precisa passar por uma transição energética que deixa para trás a era dos combustíveis fósseis. Mas as tecnologias que promovem essa mudança, como energia solar, eólica ou carros elétricos, exigem a extração de uma grande quantidade de minerais para sua fabricação. Um carro elétrico, por exemplo , requer seis vezes mais minerais do que um convencional; uma usina eólica terrestre requer nove vezes mais minerais do que uma a gás.
Assim, à medida que o mundo aumenta o uso dessas tecnologias, a demanda por vários minerais aumentará. Haverá recursos suficientes para atender às necessidades de uma nova era energética? Que outros impactos negativos causará ao meio ambiente e como podemos mitigá-los? Essas questões ocuparão o centro do palco global nos próximos anos. No momento, o que sabemos é isso.
O que são minerais de transição e para que servem?
A aposta nas energias renováveis recai principalmente sobre o cobre, lítio, níquel, manganês, cobalto, grafite, cobre, zinco e terras raras, entre outros. Esses elementos estão no centro de carros elétricos, turbinas eólicas e outras energias, que prometem manter o aumento da temperatura global sob controle.
Todas as tecnologias usam minerais em proporções diferentes, mas as baterias de veículos elétricos são as mais exigentes, principalmente o lítio, que é crucial para o desempenho, longevidade e densidade de energia da bateria.
Estima-se que a demanda por lítio aumente 40 vezes até 2040, seguida por grafite, cobalto e níquel (estima-se que cresça de 20 a 25 vezes). A construção de redes de carregamento de veículos elétricos também requer grandes quantidades de cobre, que se estima duplicar durante este mesmo período. Em 2021, a demanda por cobre do Chile, maior produtor mundial, já aumentou cerca de 80% em relação ao ano anterior, segundo a BBC Mundo .
A água que é utilizada não pode mais ser reutilizada, devido a todos os resíduos tóxicos e radioativos que permanecem
Em termos de geração de eletricidade, a energia eólica é o mineral mais exigente, principalmente quando as turbinas são instaladas offshore, onde podem exigir até três vezes mais cobre para transmitir energia ao longo dos cabos do que as usinas terrestres. o volume de cobre necessário em todo o mundo para a geração de energia eólica offshore foi de cerca de 8.000 kg por megawatt de energia produzida, em comparação com 2.900 kg por megawatt para a energia eólica onshore. A construção também requer alumínio, zinco e terras raras.
As torres dos aerogeradores e transmissores são de aço, zinco e alumínio e representam cerca de 80% do peso total. Alguns projetos de turbinas usam ímãs de acionamento direto, que contêm os metais de terras raras neodímio e disprósio. Estima-se que cerca de 20% de todas as turbinas eólicas instaladas usem ímãs de terras raras. As turbinas eólicas também contêm cobre nos geradores e fibra de carbono e vidro nas pás, além do concreto usado na construção das torres.
A energia solar requer unidades de armazenamento de energia, tanto na forma de baterias individuais para uso privado quanto em redes elétricas de grande escala. Isso implica uma demanda por minerais em baterias de lítio, alumínio, cobalto, ferro, chumbo, lítio, manganês, níquel e grafite.
As baterias consistem em dois eletrodos, ou condutores elétricos, chamados de cátodo e ânodo, e um eletrólito através do qual trocam íons, proporcionando uma carga ou descarga. Diferentes minerais podem servir a esses propósitos. O alto potencial eletroquímico do lítio o torna um componente valioso das baterias recarregáveis de íons de lítio de alta densidade de energia.
A maioria das baterias de íons de lítio usa grafite como ânodo, o que significa que o grafite será o mineral mais procurado para armazenamento de energia. Os cátodos variam mais: eles geralmente usam níquel, mas também são comuns várias misturas de cobalto, lítio e manganês.
Impacto ambiental da extração mineral
À sombra da promessa de energia limpa estão os impactos negativos da obtenção e processamento dos minerais da transição energética. A exploração de minas gera danos ecológicos difíceis de sustentar a longo prazo. No caso do lítio, por exemplo, para cada tonelada extraída, são necessários até 2 milhões de litros de água , esgotando os recursos hídricos subterrâneos. Isso afeta comunidades, flora e fauna.
No Chile, por exemplo, no Salar de Atacama , um dos desertos mais secos do continente —e mais abundante em lítio— há uma reserva natural para duas espécies nativas de flamingos, cuja subsistência depende da manutenção do ecossistema praticamente intacto. Devido à extração de lítio, as populações diminuíram nos últimos anos.
As implicações sociais da exploração de minerais de transição também estão cobrando um preço pesado na América Latina. Rebecca Ray, Zara C Albright e Kehan Wang, pesquisadores de desenvolvimento da Universidade de Boston, sugeriram que os países do triângulo do lítio (Argentina, Chile e Bolívia) desenvolvam capacidade institucional para gerar uma gestão mais responsável do mineral com maior participação das comunidades locais, para reduzir os impactos negativos da exploração.
Terras raras ( ou metais raros) são uma parte fundamental da transição e, sem saber, interagimos com elas na palma de nossas mãos todos os dias. Smartphones, tablets e outros dispositivos com telas sensíveis ao toque os utilizam. Eles são valorizados porque são muito bons condutores de eletricidade e possuem propriedades magnéticas que os tornam úteis para criar baterias para carros elétricos ou telas sensíveis ao toque.
As terras raras - neodímio, escândio e ítrio, para citar alguns - são muito complexas de extrair, pois são encontradas embutidas em certos minerais e ligas: embora sejam abundantes, raramente são encontradas em sua forma pura e tendem a ocorrer em baixas concentrações. Elisa Fabila, engenheira química da Universidade Nacional Autônoma do México (UNAM), especializada no estudo da química metalúrgica, explica que o processo de extração é complicado e invasivo.
"Para separar o mineral [dos outros compostos] é necessária uma reação iônica e os resíduos dessa reação são o que se tornam tão poluentes", explica Fabila.
“A água que é utilizada não pode mais ser reutilizada, devido a todos os resíduos tóxicos e radioativos que ficam. […] Embora essas alternativas não produzam emissões, elas não são tão limpas quanto pensávamos”, acrescenta.
Outros minerais terrestres não raros essenciais para a transição energética também têm processos de extração prejudiciais. O cobre, por exemplo, é extraído por detonação de explosivos em rachaduras no solo em minas a céu aberto. Em média “perdem-se 300 metros quadrados de solo por cada explosão”, explica Fabila, que dificilmente pode ser recuperada. Todas as propriedades da terra desaparecem, pois a explosão precisa quebrar os componentes do solo para remover os metais.
A China é o país que protagoniza a extração de metais raros. Segundo dados da Statista , em 2021, o país responde por 60% da produção mundial de terras raras. Nos últimos anos, a China limitou sua produção e exportação para outras partes do planeta e trouxe terras raras em uma disputa comercial com os Estados Unidos. A maior de todas as suas minas está em Baiyun Obo, na Mongólia Interior, onde, segundo a NASA , está localizada quase metade da produção mundial de terras raras.
Estima-se que a demanda por terras raras possa crescer de três a sete vezes até 2040, dependendo dos avanços na tecnologia de baterias e turbinas elétricas.
O problema da escassez, concentração geográfica e qualidade
À medida que o mundo se move em direção a um cenário energético que requer mais minerais, a questão está sendo levantada se haverá recursos suficientes para atender à demanda global. Existem vários fatores que influenciarão isso, e isso dependerá em grande parte dos desenvolvimentos alcançados na química das baterias.
No futuro, de acordo com o relatório da IEA, espera-se um cenário misto: alguns minerais, como lítio e cobalto de rocha dura, provavelmente terão um excedente de curto prazo, enquanto lítio processado, bateria de níquel e elementos-chave de terras raras (por exemplo, neodímio, disprósio) podem enfrentar uma oferta limitada nos próximos anos, pois não conseguem acompanhar a demanda.
Outros problemas que podem surgir têm a ver com a concentração geográfica dos minerais. A China e a República do Congo concentram mais de 60% da produção de cobalto. O New York Times documentou amplamente a batalha que está sendo travada pelo controle dos recursos nesta área. Se houvesse problemas com a cadeia de suprimentos nos países produtores, isso afetaria diretamente os preços e a produção das baterias. Por outro lado, é importante considerar que um problema de abastecimento afetaria apenas novos produtos como carros elétricos e aerogeradores a serem construídos, já que os existentes não serão afetados pela falta de minerais. Ao contrário dos veículos a combustão, por exemplo, os carros elétricos que já funcionam podem fazê-lo pela vida útil da bateria, que pode variar de 10 a 20 anos, e não é afetada pela falta de novos insumos minerais.
Soluções para a disponibilidade de minerais
Respondendo ao cenário futuro, especialistas da IEA dizem que é necessário tomar uma série de medidas para garantir a disponibilidade dos minerais. Por um lado, é fundamental conscientizar os países para investir no desenvolvimento de minas e, por outro, é fundamental desenvolver tecnologias mais eficientes com o uso de minerais críticos. Em vez de confiar ou apostar tudo nos minerais da transição energética, encontre alternativas menos prejudiciais aos solos e à água, como a biomassa.
A reciclagem também é um elemento importante que alivia a pressão sobre o abastecimento primário. Harald Gottsche, presidente e CEO da fábrica do BMW Group em San Luis Potosí, no México, explicou em entrevista exclusiva à Diálogo Chino como a empresa quer reduzir seu impacto em toda a cadeia de distribuição.
“A circularidade começa desde o design do produto, com o uso de materiais secundários em nossas cadeias de valor, bem como com a reciclagem dos veículos do BMW Group no final de seu ciclo de vida”, explica Gottsche. Por isso, os planos da empresa para o futuro próximo incluem reduzir o uso de cobalto nos cátodos de sua geração atual de baterias para menos de 10%.
“Nossa última geração de motores elétricos é construída sem o uso de terras raras”, acrescenta Gottsche. Outras grandes empresas como Samsung e Tesla estão optando por migrar para baterias de cobalto.
Nos próximos anos, a realidade dessa demanda será vista com mais força. Em qualquer cenário, as energias renováveis são essenciais para manter a temperatura sob controle, caso contrário, de acordo com o relatório do IPCC de 2022 , partes do planeta ficarão inabitáveis até 2050. A aposta, portanto, é aumentar também o uso de combustíveis alternativos, como como o hidrogênio, ou biomassa, aponta a Organização das Nações Unidas que são menos exigentes em minerais.
Alejandra Cuéllar é editora da Diálogo chino para o México e América Central.
Andrea Fischer é uma escritora mexicana de narrativa, ensaio e artigo jornalístico. Atualmente trabalha como gerente de conteúdo da revista National Geographic em espanhol.
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