No noroeste da China, uma grande área que antes era usada para mineração de carvão está ganhando um novo papel: produzir energia limpa usando a luz do sol.
Hoje, mais de 10 mil acres (uma área equivalente a milhares de campos de futebol) abrigam uma usina solar no estado de Ningxia. Ela consegue gerar 2 milhões de quilowatts, quantidade suficiente para fornecer eletricidade para cerca de 300 mil casas.
A construção começou em 2022 e aproveita que a região recebe muita luz solar o ano todo. Os painéis foram instalados sem nivelar o terreno, o que significa que a área não precisou ser “raspada” ou modificada. Isso ajuda a proteger a natureza local.
Os painéis usam uma tecnologia chamada fotovoltaica, que é a capacidade de transformar a luz do sol diretamente em energia elétrica. Os equipamentos já conseguem aproveitar mais de 20% da luz solar, o que é considerado um índice alto.
Mesmo em dias nublados, a usina continua funcionando e, muitas vezes, entrega energia mais barata do que a produzida pelo carvão.
Ao lado da usina solar ainda existe uma usina a carvão, mas agora ela funciona de forma complementar:
durante o dia, quando o sol fornece muita energia, ela reduz a produção;
à noite, quando os painéis não funcionam, ela aumenta a geração para manter a rede elétrica estável.
Esse modelo mostra que é possível combinar energia renovável (como solar) com energia tradicional (como carvão) para garantir o abastecimento sem interrupções.
Engenheiros lembram que o carvão é um recurso limitado, ou seja, um dia acaba. Por isso, aumentar o uso de fontes limpas, especialmente solar e eólica, é importante para garantir energia no futuro.
A China já vem mudando rapidamente:
há 10 anos, o carvão produzia 70% da eletricidade do país;
hoje, mais da metade da energia chinesa já vem de fontes não poluentes.
Só a energia solar cresceu 200 gigawatts em um ano, o maior aumento do mundo. E a experiência de Ningxia mostra que transformar áreas mineradas em espaços para energia limpa é um caminho possível e eficiente.
Minerais e metais, como o lítio, são essenciais para transformar energia nuclear em energia limpa
Você sabia que a mineração pode auxiliar na reprodução de um processo de transformação que acontece nas estrelas em energia limpa? Minerais e metais encontrados na natureza são utilizados na reprodução de diversas reações nucleares de fusão, como aquelas que ocorrem no Sol e em todas as outras estrelas, em que dois núcleos atômicos menores se unem para dar origem a um núcleo atômico maior e mais estável. O aspecto mais importante desse tipo de reação nuclear é a quantidade de energia liberada, mas que ainda não conseguimos aproveitá-la na Terra.
O sonho de muitos cientistas é conseguir aproveitar a energia liberada em reações de fusão. O desafio é controlar esse fenômeno. A fusão sem controle já foi usada na bomba de hidrogênio ou termonuclear, no ano de 1952, lançada pelos Estados Unidos em um atol do oceano Pacífico. Essa bomba foi apelidada de “Mike” e possuía uma potência 700 vezes maior do que a bomba de Hiroshima. Os reatores usados em usinas nucleares são de fissão nuclear, que é o processo contrário à fusão e que produz uma quantidade menor de energia.
Desde que concluiu sua pesquisa na Universidade de Oxford, na Inglaterra, cinco anos atrás, o pesquisador britânico, Greg Brittles, tem trabalhado para a Tokamak Energy, uma startup do Reino Unido que tem planos de construir um reator de fusão, que poderia gerar um imã inovador.
Se essa reação pudesse ser aproveitada, forneceria uma fonte abundante de energia, a partir de apenas uma pequena quantidade de combustível e sem produzir dióxido de carbono. O princípio é adicionar calor e pressão suficientes a átomos de hidrogênio, que se fundirão formando o hélio. Durante esse processo, parte da massa de hidrogênio é convertida em calor, que pode ser usada para produzir eletricidade.
Além da grande quantidade de energia liberada, outra vantagem de se usar a fusão nuclear é a facilidade de obtenção dos materiais usados nessas reações, pois o deutério é encontrado nas moléculas de água, o trítio (isótopo do hidrogênio que possui um próton e dois nêutrons no núcleo) pode ser obtido por meio do lítio, um metal encontrado na natureza e que faz parte da mineração brasileira, por exemplo. Os produtos da fusão não são radioativos, sendo assim, geram um tipo de energia considerada limpa que não causa alterações no meio ambiente.
O mineral Lítio é utilizado no processo de fusão nuclear. Crédito: divulgação.
Para a fusão acontecer é necessário aquecer os isótopos de hidrogênio a centenas de milhões de graus, até que se tornem tão energéticos que se separam em um estado giratório de matéria chamado plasma. O desafio é conter esse plasma, que no caso das estrelas é feito pela gravidade. Na Terra o método mais comum é usar campos magnéticos poderosos para manter o plasma confinado.
Plasma confinado dentro do reator com poderosos campos magnéticos. Crédito: divulgação
Uma parte desse desafio se resolveu com a construção de ímãs, que precisam ser eficientes o suficiente para conter uma massa de matéria incrivelmente quente e rodopiante. Ainda neste ano, a equipe da Commonwealth Fusion Systems (CFS) vai testar um ímã inovador que, segundo eles, pode dar esse salto tecnológico. Pesando 10 toneladas, o ímã em forma de D é grande o suficiente para acomodar uma pessoa. Cerca de 300 km de uma fita eletromagnética muito especial é enrolada na forma da letra D.
O avanço em tecnologia magnética é fundamental para o projeto de fusão da Tokamak Energy no Reino Unido. Brittles passou os últimos cinco anos desenvolvendo essa tecnologia e atualmente está ajudando a construir um demonstrador que terá uma série de ímãs poderosos trabalhando em conjunto. Quando esses ímãs estiverem prontos, serão colocados em um tokamak esférico – um reator de fusão em forma de maçã. As forças que esses campos magnéticos podem gerar são enormes. Brittles compara a potência total da força gerada por seus ímãs ao dobro da pressão no fundo da mais profunda fossa do oceano.
A pesquisa sugere que tal projeto irá gerar mais energia para cada unidade do que o tokamak usou até hoje. “O verdadeiro desafio é a fusão comercial. E é isso que realmente está nos impulsionando, porque estamos nos concentrando no tokamak esférico por causa das vantagens comerciais de longo prazo”, diz David Kingham, um dos fundadores da Tokamak Energy e atualmente vice-presidente executivo da empresa. “Acreditamos que nossa tecnologia será colocada em uma planta piloto de fusão no início de 2030”, diz ele.
O cobre foi provavelmente o primeiro metal minerado e trabalhado pelo homem. Acredita-se que foi descoberto por volta de 9000 a.C, no Oriente Médio, e seu emprego possibilitou um progresso para as civilizações mais antigas, que evoluíram da idade da pedra para a do bronze (liga metálica entre cobre e estanho).
Pilar da velha economia, o cobre também desempenha um papel crucial na nova economia verde. Você sabia que os cabos feitos do metal ainda são o meio mais econômico de transmitir eletricidade de fontes solares e eólicas? Ele ainda é um material fundamental em estações de recarga e nos veículos elétricos. Segundo analistas do Goldman Sachs, “não há descarbonização sem cobre”, que eles chamam de “o novo petróleo”.
A expectativa é que com a demanda de energia verde, na década atual, a procura pelo cobre aumentará em cinco vezes, levando-o a uma escassez significativa, prevista para começar nos meados da década de 2020, de acordo com um relatório de Nicholas Snowdon, analista de commodities do Goldman. Nicholas vê o cobre atingindo US$ 6,80 em 2025 (perto de US$ 15 mil a tonelada). O estrategista de commodities do Bank of America, Michael Widmer, acha que o preço pode chegar a US$ 6,00 neste ano. O metal iniciou o ano valendo cerca de US$ 7.918,00 por tonelada e já atingiu US$ 10.724,5, no dia 06 de maio de 2021.
O crescimento da economia verde depende diretamente da produção e fornecimento de metais e minerais como o cobre, lítio, cobalto, nióbio e uma série de outras matérias-primas muito necessárias. Com isso, é possível perceber a importância da mineração ser apoiada e incentivada no Brasil e em outros países, para assegurar uma oferta contínua dos minérios necessários para a economia verde.
As minas de cobre produzem anualmente cerca de 20 milhões de toneladas de minério concentrado — cerca de 45 bilhões de libras-peso. Chile, Peru e China figuram entre os maiores produtores do minério (dados de 2020) e juntos são responsáveis por 48% da produção mundial. O Brasil é responsável por 7% da produção mundial de minério de cobre. Segundo dados da ANM, em 2020, as minas brasileiras produziram 1,3 milhão de toneladas de minério de cobre. As exportações brasileiras totalizaram cerca de 1,15 milhão de toneladas em 2020, sendo 75% deste volume correspondente ao minério de cobre, e 25% na forma de sulfetos. Cerca de 10% das importações minerais brasileiras em 2020, em dólares, corresponderam a produtos de cobre.
A demanda relacionada à energia verde, apenas 3% do uso de cobre em 2020, pode chegar a 16% até 2030, estimam os analistas do Goldman. A China tem um peso enorme na equação, já que é responsável por cerca de metade da demanda mundial.
Para entender um pouco essa demanda, um veículo elétrico, por exemplo, contém quatro vezes mais, cerca de 80 quilos, de cobre do que um veículo com motor a combustão interna. As usinas eólicas em terra usam cerca de quatro vezes mais cobre do que as usinas movidas a combustíveis fósseis por megawatt de eletricidade. Os parques eólicos no mar são ainda mais intensivos em cobre, porque precisam de cabos de cobre grossos para transmitir energia para a terra.
Há um número limitado de boas reservas no mundo, e os prazos de entrega para novos projetos podem estender-se de seis a oito anos, devido às análises de licenciamento e ambientais. Mas, acredita-se que com um bom potencial de alta de longo prazo, ainda há tempo para investimentos no setor de cobre.
