E&E 109

Coparação teor de metano real com projeções do IPCC

Economia & Energia

Matéria em discussão:

Dúvidas sobre novo ciclo de crescimento do metano na atmosfera

Carlos Feu Alvim e Olga Mafra

Resumo

As emissões dos diferentes gases causadores do efeito estufa são expressas em equivalente a gás carbônico (tonelada de CO2 equivalente). Os diferentes coeficientes utilizados para conversão do metano em CO2 são testemunhos da polêmica que ainda desperta o tema. Para o Brasil, esses coeficientes fazem uma enorme diferença. O assunto já foi tratado em diversos exemplares desta revista a partir de 2006, quando fizemos uma projeção da evolução da concentração de metano na atmosfera que já estaria em um processo de estabilização, tendendo para um valor máximo de 1900 partes por bilhão (ppb) na atmosfera terrestre. Essa tendência histórica contrariava as projeções dos relatórios de assessoramento do IPCC. Neste trabalho, aproveitamos os novos dados disponíveis para verificar a validade dessa expectativa e discutir a hipótese de um novo ciclo de crescimento do teor de metano na atmosfera.

Palavras-Chave

Aquecimento global, metano, IPCC, gases de efeito estufa, modelos de projeção, emissões

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Introdução

O assunto relevância do metano na contenção do efeito estufa já foi tratado em diversos exemplares dessa revista. No primeiro deles, em 2006, fizemos uma projeção da evolução da concentração de metano na atmosfera terrestre que já estaria em um processo de estabilização, tendendo para um valor máximo de 1900 partes por bilhão (ppb).

Neste trabalho, aproveitamos os novos dados disponíveis para fazer o resumo das publicações anteriores, verificar a validade dessa expectativa e discutir a hipótese de um novo ciclo de crescimento da concentração de metano na atmosfera.

A E&E vem tratando desse tema sistematicamente e apontado falhas graves nas projeções adotadas pelo IPCC para o metano. Os principais artigos são:

E&E № 55 de abril-maio de 2006: A Evolução da Concentração de Metano na Atmosfera, Carlos Feu Alvim, Omar Campos Ferreira e José Israel Vargas.

E&E № 65 de dezembro de 2006 a janeiro de 2007: Revisitando a Concentração do Metano na Atmosfera, Carlos Feu Alvim, Omar Campos Ferreira e José Israel Vargas.

E&E № 100 de julho-setembro de 2018: Efeito Estufa: Persistem dúvidas sobre o papel do metano, Carlos Feu Alvim e Olga Mafra.

E&E № 101 de outubro-dezembro de 2018: Efeito Estufa: Uma Moratória para o Metano, Carlos Feu Alvim e Olga Mafra.

Nos três primeiros artigos, foram feitas projeções e/ou comparações de projeções com os resultados de medidas; já o artigo da E&E 101 é de opinião, onde os autores manifestam que não existia justificativa científica para fazer o esforço que o Brasil se propôs, na Conferência de Paris, de reduzir à metade a emissão específica do gás metano nas atividades agropecuárias.

Nos estudos anteriores, chamamos à atenção para o fato de que o aquecimento global é um assunto de longo prazo, no qual o tempo típico de avaliação de impacto é da ordem de um século; nos referimos ainda ao uso inadequado de coeficientes de equivalências do metano com o gás carbônico baseado em seu poder de absorção imediato e não em seu efeito de longo prazo. Isto é particularmente importante quando se trata de compensar a emissão de CO2 com a supressão de emissões de metano.

Discutimos que, sendo as emissões dos diferentes gases expressas em equivalente a gás carbônico (tonelada de CO2 equivalente), os coeficientes usados são muito importantes para avaliar medidas propostas para emissões de metano. A diferença existente nos coeficientes utilizados para conversão do metano (GWP 100 anos = 28 e GTP = 4 e agora GWP 20 anos = 88[1]) é testemunho da polêmica que ainda desperta o tema. Para o Brasil, esses coeficientes fazem uma enorme diferença.

A Falha dos Modelos do IPCC para Projeção da Concentração de Metano

As projeções empíricas, como a nossa, sobre o comportamento do teor de metano devem ser consideradas como a continuação de uma tendência histórica vigente até o último ano do ajuste. Não podemos, de forma alguma, pretender que ela supere os sofisticados modelos destinados a descrever o comportamento do teor de metano no longo prazo. O que fazemos são comparações da tendência histórica e dos resultados observados com os resultados dos modelos adotados pelo IPCC nos seus quatro primeiros Relatórios de Assessoramento do IPCC.

A falha desses modelos é, implicitamente, reconhecida no Quinto Relatório de Avaliação do IPCC (Figura 1 neste trabalho).

Como pode ser visto na Figura 1, os valores reais ficaram sistematicamente abaixo de TODOS os cenários das projeções e isso não se deveu a retração nas emissões de metano.

Figura 1: Teores em partes por bilhão (ppb) de médias globais de concentração de metano (CH4), desde 1950, comparada com projeções de relatórios de avaliação prévios ao Quinto Relatório de Assessoramento do IPCC.

Tradução da Legenda da figura original.6a: Concentrações médias de CH4 observadas globalmente e anualmente em partes por bilhão (ppb) desde 1950, em comparação com as projeções das avaliações anteriores do IPCC. As concentrações anuais globais de CH4 observadas são mostradas em azul escuro. O sombreamento mostra a maior faixa projetada do modelo de concentrações globais anuais de CH4 de 1950 a 2035 do FAR (Figura A.3 do Anexo do IPCC, 1990); SAR (Tabela 2.5 a in Schimel et al., 1966); TAR (Anexo II do IPCC, 2001); e dos cenários A2, A1B e B1 apresentados no AR4 (Figura 10.26 em Meehl et al., 2007). As barras do lado direito do gráfico mostram o intervalo completo fornecido para 2035 para cada relatório de avaliação. São apresentados os anos de publicação dos relatórios de avaliação. Consulte o Apêndice 1.A (do Quinto Relatório de Assessoramento) para obter detalhes sobre os dados e cálculos usados para criar esta figura.

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Nota da E&E:
FAR First Assessment Report – IPCC
SAR Second Assessment Report – IPCC
TAR Third Assessment Report – IPCC
AR4 Fourth Assessment Report – IPCC
AR5 Fifth Assessment Report – IPCC

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Nova Relevância para o Metano no Efeito Estufa

Segundo a Folha de S. Paulo, “o Brasil assinou o compromisso global sobre o metano, após pressão dos Estados Unidos, que sugeriu privilegiar acordos comerciais com os signatários do compromisso”. O Itamaraty teria se mostrado incomodado em assinar um documento pronto, não tendo sido possível negociar seus termos.

O metano é um componente importante no inventário das emissões de gases de efeito estufa anuais, atribuídas ao Brasil. A maior fonte de nossas emissões no setor agrícola é o gás metano provenientes da digestão do nosso gado, especialmente o bovino. Toda política de redução do metano afeta diretamente nossos interesses de grande produtor de carne.

O Brasil vem assumindo compromissos, na área de emissões, com risco de perda de competitividade internacional. Esse assunto não pode ser tratado com ligeireza como, infelizmente, costuma ser tratado pelo Brasil e até no nível internacional. Esse parece ser o caso do citado compromisso de reduzir as emissões de metano; embora, a rigor, como justificou o Itamaraty na ocasião da adesão do Brasil, ele já constasse dos compromissos brasileiros voluntários assumidos anteriormente.

Da última publicação para esta, temos mais três anos de medidas de teor de metano na atmosfera que voltou a crescer. Trataremos aqui de discutir se isto representa uma retomada da tendência anteriormente prevista ou se trata de um outro ciclo de crescimento.

Para isso, vamos fazer, rapidamente, uma “história em quadrinhos” dos resultados e projeções nos três primeiros artigos^[2].

A Figura 2 (E&E Nº 53), mostra a evolução da concentração de metano na atmosfera (medida em partes por bilhão em volume). São dados que cobrem mil anos. As amostras foram recolhidas em geleiras tanto da Groenlândia como da Antártica e diretamente da atmosfera o na estação do Cabo Grim (Tasmânia) e Antártica.

Os resultados experimentais (Figura 2) mostram que, após oito séculos de estabilidade, os teores de metano começaram a crescer por volta do ano 1800. Esse crescimento coincide com o período da revolução industrial. Esta é, aliás, uma das mais fortes evidências da influência da atividade humana na composição da atmosfera.

Figura 2: Teor de metano na atmosfera a partir do ar contido em amostras de geleiras, Antártica e da Groenlândia, e de amostras ambientais, na Antártica e Tasmânia (E&E 55)

Os dados das geleiras resultam da retirada de amostras de cilindros ou núcleos de gelo (em inglês ice core^[3]), acumulados ao longo dos séculos pela neve ali depositada. São como “cápsulas do tempo” que a própria natureza guardou. O ar contido no gelo é tão mais antigo quanto mais profundo seja colhida a amostra.

O comportamento dos dados da Antártica e Groelândia são semelhantes, ao longo do tempo, e isso permitiu que concentrássemos nossa análise em dados colhidos apenas no Polo Sul.

Os valores representados na Figura 3 foram obtidos de um mesmo lugar (Antártica) e tratados por uma mesma metodologia (ar capturado em geleira, datado por composição isotópica). Por essas razões, eles são muito adequados para que se conheça o comportamento do teor de metano por um período muito longo (quase um milênio).

A Figura 3 reúne os resultados do teor de metano em função do tempo (em azul) e sua variação por unidade de tempo (em magenta). A escala da esquerda corresponde ao valor cumulativo (teor em ppb) e escala da direita o valor diferencial, ou seja, a variação do teor por unidade de tempo (em ppb/ano).

Figura 3: Teor de metano e acréscimo anual na atmosfera, no período 1900 a 1996, em ppb e ppb/ano (E&E 55)

A Figura 4 mostra o ajuste realizado, para o período 1940 a 1996, utilizando a curva logística (E&E № 53). A figura utiliza uma escala que torna a função uma reta^[4] o que facilita o ajuste.

Figura 4: Ajuste da Curva Fisher-Pry aos valores da concentração de metano na atmosfera para determinação de coeficientes que definem a evolução do teor de metano ao longo dos anos.

A curva apresenta o ponto de inflexão no ano de 1975 (to) e t é o tempo, medido em anos; Δt = 69 anos que corresponde ao intervalo entre 10% e 90% do teor máximo esperado.

A Figura 5 mostra, em escala linear, o ajuste realizado com dados da figura anterior. O valor Ymax que corresponderia ao “nicho”, nível de equilíbrio esperado para o teor de metano. Ymax foi estimado em 936 ppb que, somados ao valor inicial de 954 ppb (média teores de 1900 a 1940), projetam um valor máximo de 1890 ppb, ao longo do tempo.

Figura 5: Dados do ajuste mostrado na figura anterior projetando um valor máximo 1900 ppb de CH4 na atmosfera (E&E 53).

O TAR/IPCC[5] apresentou os valores projetados para o teor médio de metano na atmosfera em diversos cenários, alguns associados à redução da emissão de metano por aplicação de políticas específicas. As projeções do IPCC são comparadas, juntamente com a projeção E&E 53, com o efetivamente ocorrido na Figura 6.

Escala ampliada, mostrando o período 1985-2010

Figura 6: Comparação de projeções do TAR e da E&E com o comportamento do teor de metano verificado (E&E 65)

Pode-se perceber que o ponto de partida do TAR é o ano de 2000. Já o do nosso ajuste até 1996 não toma o ponto já medido como ponto obrigatório de partida.

O detalhe importante, mostrado na parte inferior da Figura 6, é que a totalidade das cenários considerados previa um grande aumento do teor de metano nos primeiros anos, o que não se verificou. Também mostra que o crescimento do teor de metano na atmosfera havia praticamente “zerado” apesar da pouca efetividade do controle da emissão de metano no período.

A Figura 7, do Quarto Relatório do Grupo 1 do IPCC, mostra os dados do teor de metano e sua variação anual, entre 1984 e 2006. Na ocasião do lançamento do TAR, em 2001, os dados eram disponíveis até 2000. A curva superior do gráfico já indica uma tendência de saturação no crescimento do teor que foi confirmada nos anos seguintes. Coerentemente com isso, observa-se uma tendência de queda na variação anual. No entanto, no momento de elaboração do relatório, o súbito crescimento de 1998 deve ter exercido forte influência sobre os modeladores[6].

Na época da publicação da E&E 65 (segundo artigo), já estava disponível o Quarto Relatório de Assessoramento do IPCC e o gráfico (Figura 7 neste relatório) já constava no artigo. Na E&E 65, também destacamos, manifestações do grupo técnico no Quarto Relatório que mostravam sua perplexidade sobre o que teria provocado a estagnação do teor de metano atmosférico a partir do ano 2000.

Figura 7: Crescimento da concentração de metano na atmosfera e valores anuais de concentração para duas séries de medidas. (Fonte IPCC Quarto Relatório de Assessoramento).

Não sabemos se os resultados das medidas nos glaciários foram levados em conta na calibração dos modelos utilizados. Provavelmente não, porque eles já mostravam uma queda, desde 1975, na taxa de crescimento do teor de metano, como mostra a Figura 6. Simplesmente, nada indicava, na observação empírica anterior, as hipóteses de crescimento projetadas pelo modelo adotado pelo IPCC[7]. No TAR não há indicação sobre a verificação dessa necessária aderência do modelo aos dados do passado.

Quanto a projeção E&E, embora apontasse para uma estabilização do teor, ao longo do tempo, ela estaria acontecendo muito antes do esperado, já a modelagem adotada no TAR ignorava a tendência já existente.

Por ocasião de nossa revisão anterior, feita em 2018 (E&E № 100), a concentração já havia retomado o crescimento. Persistia, não obstante, a dúvida se estávamos diante de uma retomada no crescimento ou, simplesmente, em uma oscilação como as que já aconteceram no passado. Se for uma oscilação, a tendência de estabilidade do teor de metano no longo prazo estaria preservada.

Na revisão feita na E&E 100, acrescentamos novos valores e os comparamos com a projeção já mostrada em números anteriores, baseada nos resultados até 1996. A Figura 8, é análoga à publicada na E&E 100, apenas acrescentando os valores dos três últimos anos, agora disponíveis e mudando a normalização entre os dois conjuntos de medidas.

Neste trabalho, foi acrescentado aos valores obtidos na geleira da Antártica um valor constante de 67 ppb, para evitar a descontinuidade entre os dois conjuntos de dados utilizados[8]. O valor máximo esperado para o teor passou a ser de 1890+67= 1957 ppb. O comportamento do teor de metano no ar e de sua variação anual são mostrados na Figura 8.

Figura 8: Valores do teor de metano e de seu acréscimo anual, atualizado até o ano 2020, a partir da E&E 100, complementados com três anos adicionais (valores atmosféricos em verde)

A Figura 8 reúne o conjunto de dados relativos ao teor do metano na atmosfera em amostras ambientais na troposfera. ao nível do mar, sobre o oceano, sendo as amostras coletas nas geleiras correspondentes ao ar capturado próximo do nível do solo[9].

Os dois tipos de medida, ar retido nas geleiras da Antártica e média de amostras ambientais, mostrados na Figura 8, têm a vantagem de evitar a influência de fenômenos locais. Com efeito, as variações locais são importantes, como têm mostrado o conjunto de dados de concentração de metano coletados em diferentes regiões nos últimos anos. A adoção da média mundial das medidas sobre os oceanos dilui as variações localizadas. Para as amostras coletadas no Polo Sul, é a distância que permite essa homogeneização. Com efeito, esta região está muito longe de aglomerações humanas e de unidades de produção industriais ou agrícolas; são amostras coletadas “no fim do mundo”, como os próprios vizinhos, chilenos e argentinos costumam chamar as terras próximas do Polo Sul.

O que Esperar do Futuro

A Figura 8 admite dois tipos de interpretação. Quando olhamos os dados globais do teor de metano (curva superior) somos levados a crer que existe uma tendência de estabilização e, o ocorrido entre 1990 e 2010, foi uma oscilação negativa na tendência mostrada pela curva na cor preta.

O que está ocorrendo em 2010 a 2020 seria uma oscilação positiva, da mesma natureza da oscilação negativa ocorrida no período anterior, e estaríamos recuperando a tendência de longo prazo que apresentamos na E&E № 53 segundo a qual o teor estaria se estabilizando. Note-se que o valor limite projetado pelos resultados anteriores (1960 ppb) ainda não foi atingido.

Para que fique claro, estamos, aparentemente, na presença de dois desvios no comportamento do teor de metano, de 1990 a 2010, abaixo do esperado e de 2010 a 2020, acima do esperado.

Já quando olhamos a curva diferencial (de baixo) na Figura 8, ficamos com a impressão de que estamos diante de uma “segunda onda” de crescimento do teor de metano na atmosfera.

Qual seria o procedimento científico para resolver este dilema? Na nossa opinião, formular um modelo que explique tanto o comportamento passado como o futuro. Não parece aceitável que continuemos (como aparentemente fizeram os relatórios do IPCC do primeiro ao quarto) projetando o futuro com base em modelos que não conseguem explicar o passado.

Deve-se reconhecer, no entanto, que, pelo menos a partir do quinto relatório (AR5) o IPCC tem explicitado a discussão, como prova a Figura 1. No texto do sexto relatório do IPCC (AR6), o assunto volta ao debate e é mostrada a Figura 9 que busca explicar o ocorrido com base na variação da parte da geração de metano não devida às atividades de responsabilidade humana e dos “sumidouros” (absorção do metano, em grande parte devida a fenômenos naturais).

Figura 9: Figura do Sexto Relatório do IPCC que busca explicar com base no comportamento das fontes e sumidouros naturais e da emissão antropogênica as variações do teor de metano.

A Figura 9 nos permite chamar a atenção para as margens de erro na apuração das fontes (emissões) e sumidouros. Podemos constatar que as margens de erro em cada medida superam sempre o valor da “emissão líquida” em cada período[10]. A figura nos mostra também a evolução do teor de metano na atmosfera e podemos notar que, a apuração do teor médio de metano é bastante regular. Mesmo oscilações visíveis na curva, são de natureza sazonal[11], presumivelmente devidas a capturas sazonais de metano[12].

Um aspecto a ser considerado do ponto de vista global do efeito estufa é que o aumento do valor integrado (teor de metano) não parece ser alarmante. De 1990 (época da Conferência do Rio) até hoje (2021) o teor de metano cresceu 189 ppb, ou seja, 11% em 30 anos[13].

Como a contribuição do metano, no efeito estufa antropogênico, representa 15% da contribuição total, estamos falando de um acréscimo de 1,6% no estoque atmosférico de gases de efeito estufa induzido pela atividade humana em 30 anos.

Na Figura 10, completamos a comparação dos dados reais com as projeções do TAR e do ajuste E&E dos dados até 1996.

Figura 10: Os valores reais do teor de metano são inferiores às projeções mais otimistas do IPCC no Terceiro Relatório

Em resumo, existem ainda dúvidas substanciais sobre o que deverá acontecer nos próximos anos com o teor de metano na atmosfera se nenhuma providência for tomada. Evidentemente houve uma falha nos modelos utilizados anteriormente que deveriam, minimamente, ser capazes de explicar o passado.

O episódio deveria ter levantado a questão sobre a legitimidade de tomar medidas, envolvendo gastos de bilhões de dólares, em países como o Brasil de imensos problemas sociais, com a redução de emissões de metano. É particularmente temerária a política de compensar emissões de CO2, de longo prazo, por contenção das emissões de metano de curto prazo.

Foram essas dúvidas que motivaram o artigo da E&E № 101 em que os autores propuseram uma moratória nas medidas que envolvem grandes custos baseadas em simulações cuja capacidade de descrever o passado e o futuro desperte grandes dúvidas. O recém-publicado Sexto Relatório de Assessoramento do Grupo 1 do IPCC, do qual tratamos no próximo artigo, lança algumas luzes sobre o assunto, como adiantado na Figura 9.

Também discutiremos a proposta patrocinada pelo Governo Americano, com adesão da União Europeia, que propõe prioridade para o metano, justamente o contrário do que defendemos na E&E 101 que seria a moratória de países em desenvolvimento para o metano.

Ainda no escopo do presente trabalho colocamos, no Anexo, uma comparação entre o crescimento do metano e o do CO2 que, por si só, já reforça a dúvida sobre a prioridade ao metano.

Anexo: Comparação da evolução dos teores de CH4 e CO2 no mundo

As discussed in Dlugokencky et al. (2009), trends in CH4 showed a stabilization from 1999 to 2006, but CH4 concentrations have been increasing again starting in 2007. Because at the time the scenarios were developed (e.g., the SRES scenarios were developed in 2000), it was thought that past trends would continue, the scenarios used and the resulting model projections assumed in FAR through AR4 all show larger increases than those observed.

Conforme discutido em Dlugokencky et al. (2009), a tendência das concentrações de CH4 foi de estabilização entre 1999 e 2006, mas elas voltaram a aumentar a partir de 2007. Como na época em que os cenários foram desenvolvidos (por exemplo, os cenários SRES foram desenvolvidos em 2000), pensava-se que as tendências passadas continuariam, os cenários usados e as projeções do modelo resultantes assumidas em FAR até AR4 mostram aumentos maiores do que os observados.

A Figura A1 mostra a evolução do teor metano – CH4 na atmosfera comparado com o do dióxido de carbono – CO2 e suas projeções em quatro dos Relatórios de Assessoramento do IPCC. Atenção para a diferença de escala já que o CH4 é medido em parte por bilhão (ppb) e o CO2 em parte por milhão (ppm), ambos em volume. Ou seja, em uma mesma unidade estamos falando, para o ano de 2010 em 1,8 ppm de CH4 (45 ppm de CO2 equivalente) e 400 ppm de CO2.

Enquanto o crescimento real se coloca, como se espera, no centro das projeções para CO2, as projeções para o CH4 estão totalmente fora do realmente ocorrido.

Figura A1: Figuras do Quinto Relatórios de Assessoramento AR5 do IPCC para valores observados (em azul escuro) e as projeções de concentração de CH4 e CO2

No capítulo 1 do relatório AR5 (Quinto Relatório de Assessoramento do IPCC) os resultados são comentados.

Como mostramos no nosso texto e a própria Figura A1 deixa claro, a inclinação da curva das concentrações de metano já mostrava uma tendência de queda nos anos anteriores ao Primeiro Relatório (FAR). No Terceiro Relatório (TAR) a tendência histórica já indicava a estabilização. Foi necessário, no entanto chegar ao Quinto Relatório de assessoramento (AR5) para, explicitamente, reconhecer a falha nas projeções. Na Figura A1, a análise visual da inclinação da curva das “observações” parece indicar um valor maior um pouco antes ou um pouco depois de 1980.

Já a curva de gás carbônico tem um comportamento bastante diferente que sugere que a variação anual talvez ainda não tenha passado por um máximo (que seria assinalado por um ponto de maior inclinação ao longo da curva, seguido de sua redução nos anos seguintes).

Fundamentalmente, os modelos utilizados supuseram que a capacidade de absorção do CH4 se esgotaria pela exaustão da capacidade de absorção (ligada ao radical OH) que a própria maior presença do metano provocaria. Deve-se considerar que, também no caso do CO2, a saturação dos mecanismos de absorção desse gás é considerada nos modelos o que multiplica seu efeito. O fracasso de projeção no caso do metano deveria inspirar prudência sobre algumas das projeções adotadas para o gás carbônico que supõem uma retroalimentação que agrava os efeitos deste gás.

Para que não fiquem dúvidas, este ensaio não está colocando em discussão a importância do assunto aquecimento global, já que a evolução da concentração de CO2, também mostrada na Figura A1, não dá sinal de esgotamento do processo de acumulação de CO2 na atmosfera. Ao contrário, ele vem crescendo aproximadamente no mesmo ritmo histórico como demonstra o gráfico da parte inferior da Figura A1. O que, implicitamente, estamos contestando é a prioridade dada ao metano.

[1] United Nations Environment Programme and Climate and Clean Air Coalition (2021). Global Methane Assessment: Benefits and Costs of Mitigating Methane Emissions. Nairobi: United Nations Environment Programme. Documento que serviu de base para proposição do Presidente Biden dos EUA, relativa á redução do uso do metano.

[2]Maiores esclarecimentos sobre nossos estudos podem ser obtidos nos vínculos incluídos na lista das quatro publicações na E&E.

[3] “Ice cores are cylinders of ice drilled from ice sheets and glaciers. They are essentially frozen time capsules that allow scientists to reconstruct climate far into the past”. https://icecores.org/about-ice-cores

[4] Y(t) = Ymax/[1 + Exp(-a(t-to))]

onde Y(t) é uma função do tempo t, medido em anos, sendo a e to constantes. Ymax é o valor máximo da função denominada logística. Fazendo-se f = Y/Ymax, tem-se Ln (f/(1-f)) = a (t – to) que permite o ajuste de uma reta aos dados de Ln(f/(1-f) em função do tempo.

[5] Third Assessment Report (TAR) to the Intergovernamental Panel of Climate Change (IPCC)

[6] Quem acompanhou os documentos preliminares do relatório, pode notar que as projeções de crescimento foram elaboradas anteriormente, sob o impacto da forte variação por volta de 1998, mostrada no gráfico. Para o relatório, as projeções simplesmente mudaram o “ponto de partida” das curvas.

[7] Ver no anexo discussão sobre a argumentação do AR5 sobre manutenção da tendência observada.

[8] Na E&E 100 a “renormalização” foi feita subtraindo 67 ppb dos dados atmosféricos; esse valor corresponde à diferença entre a média dos resultados para os anos 1994 a 1995.

[9] Portanto, amostras coletadas na troposfera, a menos 10 km de altitude.

[10] Na linguem das pesquisas eleitorais, em todos os casos, haveria “empate técnico” entre fontes e sumidouros.

[11] Picos e vales correspondem aos mesmos meses do ano.

[12] As medidas de teor de metano sofreram grande incremento nos últimos anos com a instalação de uma rede de satélites capazes de medir a evolução dos teores, mostrados ao longo do tempo em um mapa “colorido” com os teores eles oferecem figuras muito interessante sobre seu comportamento.

[13] Variação do teor entre 1990 e 2020 sobre o teor de 1990, isto é (1884-1695)/1695 = 11%.

01/10/201826/10/2018

Efeito Estufa: Dúvidas sobre o Papel do Metano

Artigo:

EFEITO ESTUFA: PERSISTEM DÚVIDAS SOBRE O PAPEL DO METANO

Carlos Feu Alvim e Olga Mafra
carlos.feu@ecen.com, olga@ecen.com

Resumo

Os teores do gás carbônico (CO2) e do metano (CH4) na atmosfera estão acima dos recordes históricos e pré-históricos. Ao contrário do gás carbônico, entretanto, o crescimento do metano mostra sinais de desaceleração desde os anos setenta. Por ser uma substância basicamente exotérmica (libera energia quando é oxidado) o metano tem menor vida média que o CO2. Enquanto a concentração do gás carbônico continua no processo regular de crescimento de sua concentração na atmosfera, o metano mostra um comportamento histórico de estabilização, examinado com a modelagem logística de Volterra, aplicada extensamente por Cesare Marchetti e José Israel Vargas.

Doze anos após a primeira análise aqui publicada (2006), a concentração de metano continua seguindo a rota prevista (E&E № 55), ao contrário do que indicava a maioria dos modelos adotados na época pelo IPCC. Durante quase uma década, a concentração de metano praticamente estacionou.

Ao invés de se focar no comportamento inesperado da concentração de metano, a discussão sobre o assunto tem se concentrado na equivalência a ser usada com o gás carbônico. A divergência entre os coeficientes de equivalência entre o metano e o CO2, apresenta um fator próximo a dez.

Tudo isto indica que a incerteza científica sobre o comportamento do metano aconselha prudência na realização de investimentos para reduzir sua emissão. Propõe-se limitar as medida àquelas que forem justificáveis, usando-se o índice GTP (Global Temperature Change Potential).

Palavras Chave

Metano, gases de efeito estufa, GWP, GTP, modelagem logística.

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1. Introdução

A mitigação de metano (CH4) tem sido um dos principais alvos de medidas incentivadas visando a redução da emissão de gases de efeito estufa. Este gás, se coletado na origem e suficientemente concentrado, é inflamável e sua energia aproveitável. O protocolo de Kyoto estabeleceu uma equivalência de 21, relativa à igual massa de CO2. Nas orientações do IPCC para as declarações nacionais este valor vem crescendo, chegando a 28, no valor adotado no Relatório de Avaliação 5 – AR5 do IPCC.

Dois fatos têm, no entanto, colocado em dúvida a validade da mitigação do efeito estufa no que é atribuído ao metano. O primeiro deles, é que o coeficiente usado não leva em conta o efeito dele esperado sobre a temperatura, que é o objetivo primordial da mitigação. De fato, quando levado em conta, o coeficiente cai de 28 para 4. O segundo fato, é que a concentração do metano não está crescendo como previsto, supondo-se mesmo que já poderia estar sobre controle da Natureza.

Com efeito, a maioria das projeções para o aumento da concentração de metano, usadas no Terceiro Relatório de Avaliação do IPCC (TAR), falhou redondamente na previsão da concentração futura de metano na atmosfera nas duas décadas seguintes.

Sobre este assunto, foi mostrado na revista E&E № 55 que um tratamento estatístico dos dados da concentração de metano na atmosfera já apresentava sinais de desaceleração desde os anos setenta e que sua tendência indicava uma saturação próxima a 2 ppm[1] ou 2000 ppb, que é a unidade usual para medida deste gás na atmosfera. Na primeira década desde século, a quantidade de metano apresentou-se praticamente estável. Isto levou a comunidade de cientistas que dão sustentação ao IPCC a investigar seriamente a causa desse fenômeno inesperado, que ocorreu justamente nos anos posteriores à divulgação do relatório que havia procurado reforçar, frente à opinião pública, a certeza sobre a realidade do efeito estufa. Do ponto de vista político, não houve críticas exacerbadas sobre o erro das projeções. Na verdade, houve um silêncio respeitoso. Nos programas de mitigação o metano continuou desfrutando do coeficiente que o tornava atraente em projetos como os do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo – MDL.

Nos primeiros anos desta década, constatou-se uma ligeira retomada no crescimento do metano que tem sido bastante realçada, sobretudo, em artigos que comparam o comportamento citado nas duas décadas. Embora real, esta análise é claramente tendenciosa quando se limita a comparar só duas décadas.

Este artigo examina estes dois assuntos. Foram constatadas inúmeras incertezas sobre a concentração de metano e sua equivalência ao CO2 para fins de efeito estufa. Face a essas incertezas, propõe-se que as medidas de mitigação de metano, principalmente as que exigem maior concentração de recursos e que mais onerem a produção devem ser submetidas à criteriosa análise de custo-benefício. Devem-se limitar as ações incentivadas aos projetos viáveis, em termos da equivalência que tomam por base o efeito estimado sobre a temperatura global.

No Brasil, o metano é responsável por pelo menos 36% dos projetos de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo e por 32% dos resultados, de acordo com o Segundo Relatório de Atualização Bienal do Brasil à Convenção – Quadro das Nações Unidas (Brasil MRE/MCTIC, 2017).

Deve-se lembrar que as medidas de contenção do efeito estufa (mitigação) exigem consideráveis investimentos cujo sacrifício é tanto maior quando o país é ainda de baixa renda média, agravada por uma má distribuição, como é o caso do Brasil.

2. Mais uma vez, o Comportamento Histórico da Concentração de Metano na Atmosfera.

O metano no Brasil é o gás considerado como o de maior contribuição para as emissões brasileiras, quando se excluem as emissões do uso da terra.

Em 2006, na edição de № 55 (Feu Alvim, et al., 2006) desta revista usou-se essa mesma metodologia que já foi bastante testada para projetar variáveis de comportamento complexo como é o teor de metano na atmosfera terrestre. No caso do metano, existe uma razão a mais para aplicar a metodologia porque, na explicação mais simples, ainda correntemente adotada, este gás desaparece com uma vida média de 12 anos e a eliminação do metano na atmosfera seria proporcional a sua concentração^[2]_.Na revista E&E N° 65 as previsões já sofreram uma “revisita”, onde foi realçada a divergência entre as previsões sobre a evolução da concentração de metano e as projeções correntes. Na maioria dos modelos avaliados pelo IPCC, a vida média do metano seria aumentada pela redução da concentração de OH na atmosfera o que não ocorreu.

Fazendo uma digressão a respeito: Previsões de longo prazo são as mais confortáveis de se fazer porque dificilmente são cobradas de seus autores. Nesse caso, os autores têm a oportunidade de, 12 anos após a primeira publicação, voltar ao assunto, certamente motivados pelo acerto e, com o estímulo extra, das falhas nas previsões do grande consenso científico representado pelo IPCC.

As projeções anteriormente apresentadas basearam-se nos dados de 1900 a 1996 mostrados na Figura 1.

Figura 1: Valores da concentração de metano na região do Polo Sul, baseados em amostras de gelo datadas e em medidas atmosféricas modernas e respectivos ajustes.

O que se observa neste gráfico é que a variação da concentração de metano na atmosfera vem subindo ao longo do tempo. A Figura se concentra nos anos posteriores a 1940. Na análise anterior foi mostrado que concentração passou de cerca de 850 ppb (partes por bilhão em massa) em 1900 e atingiu cerca de 1700 ppb em meados da década de noventa. Os mesmos dados permitem obter a variação média anual que teriam passado por um máximo na década de setenta. A linha de cor magenta, representa a variação anual da concentração (geralmente acréscimo e assim denominada no gráfico) e é lida na escala à direita. Os dados disponíveis atingiam um período muito mais longo, mas o comportamento dos acréscimos sugeria concentrar a análise nos dados a partir de 1940 que apresentam uma dinâmica diferente dos anos anteriores. Nas atividades humanas, supostas causadoras do aumento da concentração de metano, a Segunda Guerra Mundial e o desenvolvimento do pós-guerra são, seguramente, marcos importante para demarcar o período da análise.

Os valores em magenta na Figura 1 (variações anuais da concentração) servem para determinar o ponto de inflexão da curva de concentrações (ano de 1975) e para estimar a concentração máxima a ser atingida (1890 ppb).

A representação da variação acumulada (a partir de 1940) na escala Fisher-Pry, mostrada na Figura 2, permitiu o ajuste dos dados existentes por uma reta cuja extrapolação serve para projetar os valores futuros, mostrados na Figura 1 tanto para a curva de acréscimos como para a integral.

Figura 2: Ajuste da Curva Fisher-Pry aos valores da concentração de Metano na Atmosfera.

Nesta representação usa-se o tempo como variável na horizontal, e, na vertical log[f/(1-f)]. Nesse caso, definiu-se o valor de base como sendo 954 ppb que é a média dos anos anteriores a 1940 da amostra (1900 a 1938). O valor de f é o valor do ano, subtraído da base, dividido pelo valor máximo, também subtraído da base. Esse ajuste, em escala natural, foi também representado nos dados de concentração mostrados na Figura 1.

Resumindo, baseando-se no comportamento histórico da concentração de metano na atmosfera até 1996, uma curva logística (E&E 55) foi ajustada aos dados. Pelo ajuste, a concentração de metano na atmosfera se estabilizaria bo nível de 1890 ppb. Tal mudança ocorreria em um tempo de 69 anos entre o início do processo (10%) a sua saturação (90%). Havendo o atual ciclo se iniciado em 1940, haveria atingido um valor próximo à saturação em 2010. Os detalhes desta metodologia de ajuste estão na referência E&E 55.

Os valores, projetados naquela ocasião, podem hoje ser confrontados com os valores reais verificados ao longo de mais de 20 anos. Isto é feito na Figura 3 com dados médios na atmosfera terrestre. Para comparar os dados médios é preciso levar em conta a diferença, verificada nas amostras ao longo dos séculos, na concentração de metano entre o polo Sul e a média mundial que continua existindo nas medidas atuais.

Para comparação, os dados do Polo Sul e os dados médios para o mundo foram renormalizados para a média dos anos 1994 e 1995 para as duas séries de medidas. Encontrou-se um valor de renormalização de 67 ppb que foi subtraído dos valores médios mundiais para comparar com o comportamento indicado. Esta diferença é cerca de 4% da concentração do Polo Sul. Os resultados são mostrados na Figura 3.

Figura 3: Comportamento das concentrações de metano na atmosfera no Polo Sul; projeções do ajuste e comparação com o comportamento de dados disponíveis até 1996 com os novos dados até 2017.

Um atrativo ao estudo dessa questão dos gases de efeito estufa é que as medidas realizadas para compreender sua emissão e dispersão propuseram desafios, que estão provocando interessante atividade de pesquisa com coleta de dados e sua análise por diferentes grupos. Para algumas questões, ainda não existem explicações satisfatórias e, para outras, existem explicações contraditórias.

É o caso da concentração de metano na atmosfera nas diferentes latitudes no globo como também sua variação desde a superfície até as altas camadas da atmosfera. A emissão e absorção do metano obedecem a vários processos e os modelos existentes tem se revelado imprecisos no médio prazo para explicar o comportamento de sua concentração.

De acordo com a literatura, a vida média do metano não seria constante. Por ocasião da Publicação do TAR Base Científica (IPCC, 2001) (cap. 4, fig. 4.14 pag. 276 versão inglesa), havia modelos prevendo sua queda ao longo deste século e a maioria prognosticando seu aumento em virtude da redução da concentração de OH provocada pela própria reação com o metano, da variação da concentração de ozônio (O3) e de monóxido de carbono (CO) na atmosfera, que também interferem na absorção de metano.

Um balanço equilibrado do metano é mostrado na Tabela 1 (Weele, 2006) podendo-se ver a diversidade de processos de emissão tanto naturais como associados à atividade humana e sua absorção dominada pela presença de OH na troposfera. É assinalada a dúvida existente sobre o papel das florestas na emissão de metano.

Tabela 1: Fontes Antropogênicas, Naturais e Absorventes do CH4

Fontes Antropogênicas
(em Tg/ano)

Fontes Naturais
(em Tg/ano)

Absorventes
(em Tg/ano)

Fosseis 102
(carvão/petróleo/gás)

Plantações de Arroz 80

Queimadas 45

Animais 98

Lixo 70

Pântanos 145

Termitas 20

Oceanos 15 Geológicas 18

Plantas ?

OH 523
Troposférico

Solos 30

Estratosfera 40

Totais 395

198

593

As projeções para o Terceiro Relatório de Avaliação (TAR) do IPCC, feitas pelos técnicos que assessoram o IPCC, resultaram inteiramente dissonantes do verificado nos últimos anos, mesmo tendo sido feitas com dados posteriores aos utilizados pela revista E&E.

A grande maioria dos cenários considerados no Terceiro Relatório de Assessoramento – TAR (IPCC, 2001) apontava, para os anos seguintes ao da sua publicação (2001), crescimento significativo da concentração de metano na atmosfera, ilustrado na Figura 4.

Os diferentes cenários do IPCC para o TAR representam hipóteses de evolução sem quaisquer medidas de mitigação. Desses cenários (Special Report on Emissions Scenarios – SRES)[3], só um cenário (B1), previa a reversão do crescimento da concentração de metano. Esta reversão só seria alcançada, no entanto, por volta de 2030.

A Figura 4 compara os diferentes cenários do IPCC com o ajuste do artigo da E&E de 2006 e mostra que os resultados eram bastante diferentes. A confrontação com a realidade mostrou uma redução, além da esperada pelo ajuste, e pelos modelos do IPCC.

A aparente retomada do crescimento da concentração do metano, observada no comportamento das curvas da concentração e de sua variação na Figura 3, enquadram-se ainda no comportamento histórico de variações ao longo da tendência. O início de um novo ciclo de crescimento, no entanto, não pode ainda ser descartado.

Figura 4: Comparação do ajuste E&E e a projeções dos modelos IPCC, o gráfico de baixo apresenta uma ampliação de escala

No ajuste utilizado, é bom notar que o máximo de variação teria acontecido na metade da década se setenta quando a humanidade ainda não havia tomado consciência do aumento do efeito estufa nem dos possíveis efeitos sobre a temperatura global e consequentemente não havia medidas de contenção das emissões. Ou seja, a reversão já se iniciara muito antes das preocupações da sociedade com o tema e não deve ser atribuída a medidas tomadas ainda no século anterior.

3. O Fator de Equivalência do Metano ao CO2

Além do problema nas previsões da concentração do metano, existe outra questão de grande importância que é a equivalência do metano ao CO2 quando se avalia seu efeito sobre a atmosfera.

A grande maioria dos que trabalham na área concorda que é real a participação da atividade humana no aumento dos gases de efeito estufa na atmosfera. Quanto à repercussão do efeito desses gases no aumento da temperatura, há um quase consenso sobre seu efeito qualitativo (há um aumento da temperatura), mas muita discrepância quantitativa sobre seu valor (quantos graus a temperatura vai subir) e maior ainda sobre os efeitos indiretos que este aumento provocará.

Entre os gases de efeito estufa dois se destacam: o gás carbônico ou CO2 e o metano ou CH4. Ambos funcionam como filtros da radiação da Terra para a estratosfera, retendo calor. O efeito dos dois gases como filtro é diferente. Em função disto, cada tonelada de metano é considerada 25 vezes mais poluente, do ponto de vista de efeito estufa, que a tonelada de gás carbônico. Acontece que o tempo de permanência na atmosfera do metano é muito menor que o do gás carbônico e, em função disto, seu efeito cumulativo sobre o poder da irradiação do Planeta (Radiative Force RF) é menor do que quando é emitido. Isto é levado em conta no cálculo do GWP (Global Warming Potencial) estabelecido a partir do efeito médio em 100 anos na radiação. O valor sugerido para a equivalência ao CO2 tem variado ao longo do tempo. Por ocasião do Protocolo de Kyoto era 21, no Terceiro Relatório de Avaliação (conhecido por TAR da sigla em inglês) era 25 e no Quinto Relatório de Avaliação – AR5 do IPCC está em 28.

O terceiro componente emitido, com os quais se completa 99% do total em equivalente, é a oxido nitroso, N2O. Também ele apresenta um poder de radiação bem superior ao do CO2 sendo sua equivalência considerada como sendo 289 no TAR. Sua vida média é avaliada em 121 anos o que o torna menos sujeito às variações com o período de integração usado para estabelecer a equivalência. Pode-se ver na Tabela 2 que sua variação é pequena mudando-se de GWP para GTP (Global Temperature change Potential) ou usando-se diferentes tempos de integração.

Tabela 2: Vidas Médias e Fator de equivalência a CO2*

Gás	Vida Média (anos)	GWP 100 anos	GTP 20 anos	GTP 50 anos	GTP 100 anos
CO2	Maior que 20.000	1	1	1	1
CH4	12,4	28	67	14	4
N2O	121	265	277	282	234

*Dados da Ref. (EFCTC, 2016) adotando os valores GWP para o AR5 do IPCC.

O que mais interessaria do ponto de vista de aumento da temperatura global seria justamente esse poder de elevá-la quando comparado ao do CO2. Ao longo dos mesmos 100 anos, a equivalência de CH4 em CO2 teria um valor 4. Essa incerteza “desaparece” para fins comerciais quando se adota um fator de equivalência, como foi feito no Protocolo de Kyoto, para negociar créditos de carbono. Melhor seria que essa incerteza fosse claramente indicada para evitar desperdícios com medidas de eficácia desconhecida.

Esses valores, que correspondem à resposta a um pulso do gás ao longo do tempo, estão mostrados na Tabela 2. Um bom e didático resumo sobre os convenientes e inconvenientes de usar um ou outro indicador na comparação dos gases é apresentado na Ref. (EFCTC, 2016). A razão alegada nesse artigo para adotar o GWP é que ele é menos sujeito a alterações ao longo do tempo, por variações na metodologia. As incertezas metodológicas sobre os valores de GWP são estimadas em 26%, associadas ao efeito do CO2 tendo em vista os diferentes processos para sua absorção ao longo de 100 anos. Esta incerteza afeta igualmente o GWP e o GTP. As incertezas relativas ao metano são ainda maiores, porque o tempo de absorção do CH4 ainda é indeterminado e parece depender do ambiente em que ele é lançado. O principal mecanismo de seu desaparecimento seria através de reação química com o radical OH:

OH+CH4 → CH3+H2O

podendo se constatar valores diferentes de vidas médias dependendo da abundância desse radical na atmosfera que é variável por localização geográfica. Ademais existem outros mecanismos de absorção com dinâmica própria que tornam a projeção da vida média do metano complexa. A ação humana se dá em paralelo com a ação pré-existente da Natureza como foi mostrado na Tabela 1.

A alegação para não usar o GTP é que a combinação das duas incertezas (CO2 e CH4) resultaria em uma incerteza de ± 96% no valor do GTP do equivalente do metano em CO2. Isso tornaria inconveniente usar a equivalência baseada no efeito sobre a temperatura (GTP) ao invés do GWP, baseado no poder de radiação que apresenta menor incerteza. A diplomacia e os órgãos técnicos brasileiros defendem a adoção dos valores do GTP como equivalência. A posição parece sensata porque, ainda que os valores estejam sujeito a erros, eles medem o que realmente interessa: o efeito sobre a temperatura.

Esta diferença de posições entre os países e sua possível motivação é discutida na referencia (Chang-ke, et al., 2013). As emissões brasileiras, entre 1990 e 2005, seriam 42% menores usando-se, ao invés da equivalência GWP a GTP. Para os EUA, essa variação seria de 9%, para o Japão 5%, para a União Europeia – UE 11% e para a China 19%. O uso do GTP em lugar do GWP é favorável à China, Índia, Brasil, Austrália e Rússia, mas desfavorável para UE, EUA, Japão, Canadá, e África do Sul.

Note-se que os parâmetros usados por estes autores são diferentes dos mostrados na Tabela 2 para equivalência em CO2 do metano: 18 para o GWP e 0,26 para o GTP. Isto faz parte da diversidade de parâmetros usados, tendo em vista as incertezas existentes. A conclusão importante é que existe um fator político atribuído à opção dos países por uma ou outra equivalência.

A Figura 5, usando as equivalências da Tabela 2, compara, para o ano de 2012, os valores de emissões do Brasil e do Mundo, em equivalente a CO2, utilizando GWP e GTP.

A participação do metano muda consideravelmente quando se passa de uma equivalência a outra; no valor global, há uma redução de 17% para o valor mundial e, de 40%, para o caso do Brasil. Notar também que a contribuição do metano para as emissões de gases de efeito estufa na equivalência GTP é de apenas 3% o que a torna pouco relevante no quadro global.

Figura 5: As emissões mundiais são menos alteradas quando se passa da equivalência do GWP para o GTP caindo 17%, já as do Brasil caem 40%; nos dois casos, cai muito a importância relativa das emissões de meta.no

Como a equivalência adotada internacionalmente é a GWP, isto se reflete na concentração do esforço brasileiro em reduzir as emissões para a área de pecuária, maior responsável pela emissão de metano. Muitas das medidas propostas pelo Brasil no Quadro das “Contribuições Nacionalmente Determinadas” – CND seriam alcançadas com o aumento de produtividade e teriam talvez uma justificativa econômica, mesmo sem considerar as emissões. Entretanto, mesmo esse tipo de mitigação, exige investimentos que elevariam o custo do produto e cujo retorno ainda não foi comprovado. Também o esforço na área do desmatamento, não foi incluído nesse levantamento, baseado no Banco de Dados do Banco Mundial. O metano é o gás, que maior contribuição tem nas emissões brasileiras (exceto uso da terra) o que é absolutamente atípico nos grandes países.

Com tantas incertezas sobre a real efetividade das medidas propostas, quarenta por cento dos nossos problemas de emissão, não provenientes do uso da terra, podem ser “fake”. Assim, parece mais sensato dedicar os esforços de mitigação para áreas mais promissoras e de menor incerteza.

Como tudo tem seu lado econômico, que vai além do efeito estufa, o caráter extensivo de nossa pecuária diminui sua produtividade física (menos gado por unidade de área de pasto). A prática da criação extensiva se deve a abundância de terras, consequentemente de seu baixo preço no Brasil, especialmente em regiões de fronteira agrícola. Essa modalidade de exploração de gado de corte exige maior tempo de engorda e, por consequência, gera maior quantidade de metano por kg de carne. Na criação intensiva de gado que predomina nos países desenvolvidos, o tempo de abate é menor e a emissão direta é menor por kg de carne produzida.

Se essa criação extensiva consegue predominar sobre a intensiva em boa parte do território nacional, deve existir uma racionalidade econômica que a torne competitiva, e que deve ser também uma das causas da competitividade brasileira no mercado internacional.

Outro ponto que deve ser considerado, é que esse tipo de criação é, usualmente, a primeira ocupação permanente em áreas desmatadas. Isto faz com que a criação de gado seja muitas vezes vista como fator indutor do desmatamento. Essa afirmação é contestada pelo Setor Agropecuário que vê essa primeira ocupação como consequência desse desmatamento mais do que ser sua real indutora. De qualquer forma, o Brasil, como exportador de carne, está abrindo um flanco a nossos produtos que podem passar a ser discriminados por serem menos ecológicos que a carne criada com métodos modernos.

Muito provavelmente, se o metano emitido for convertido em CO2 pela equivalência GTP, a criação extensiva pode até significar um conteúdo resultante de carbono menor que da criação intensiva. Com efeito, na criação intensiva o gado é alimentado com uso de insumos (fertilizantes, combustíveis, equipamentos) com teor implícito de CO2 maior que os usados na criação extensiva conforme ocorre no Brasil que poderia ser considerada “orgânica”. Deve-se lembrar, que na contramão do que seria melhor para diminuir as emissões do gado, há um movimento mundial para evitar o sofrimento das aves confinadas na produção de ovos[4]. Se aplicado ao gado de corte, essa preocupação favoreceria a criação extensiva.

As metas de contribuição do Brasil anunciadas em Paris, trarão ônus extra para o Setor Agropecuário que é responsável por atender por uma das partes mais críticas da contribuição brasileira para o Acordo de Paris. Com efeito, recai sobre o Setor a responsabilidade de reduzir suas emissões, relativas de 2005, a praticamente à metade em 2025 (Feu Alvim, et al., 2017). Não faltam ainda vegetarianos e outras tendências que encontram nas emissões de metano mais uma razão para suas causas. Isso vai atingir os interesses dos produtores e ajudar a discriminar a carne produzida por processos mais extensivos (e naturais). Estudos do conteúdo de carbono equivalente por produto devem ser feitos com os dois índices para apurar o risco de se estar aplicando medidas contraproducentes do ponto de vista do controle do aumento de temperatura.

4. A Posição dos Cientistas frente ao Efeito Estufa

A questão do efeito estufa colocou os cientistas em uma incômoda situação política. De repente, o cientista se vê na posição de defensor de uma causa: convencer população e governos de que o efeito estufa existe e devem ser tomadas medidas a respeito.

É normal que o cientista, que também é um cidadão do mundo, use suas convicções científicas para orientar sua atuação política. O que é absolutamente inconveniente é que essas convicções passem a orientar sua atuação no campo da ciência onde a atitude crítica é metodologicamente indispensável. Os cientistas sabem que essa interferência tende a existir, mas se escudam na metodologia para identificá-la e evitá-la. Nessa questão específica das Mudanças do Clima, eles enfrentam outra questão importante: a ONU lhes deu a missão de aconselhar a atuação da sociedade mundial e de seus países frente ao problema.

Quanto à maneira de enfrentar as mudanças climáticas, existem duas opções fundamentais: tentar evitá-la (mitigação) e/ou adaptar-se a seus efeitos (adaptação). A adaptação, na área de mudanças climáticas, é talvez a opção de maior relevância para um país em desenvolvimento como o Brasil. Fundamentalmente, considera-se que o aumento da temperatura é inevitável e que deveríamos usar nossos parcos recursos em adaptação. Pesa em favor dessa posição o fato de nossa responsabilidade histórica sobre o aumento de gases de efeito estufa na atmosfera ser pequena.

Há um consenso, aliás, que os países mais pobres serão os que mais sofrerão os efeitos do aumento da temperatura global. Isto nos levaria a concluir que devemos chegar a este futuro longe da pobreza que já é catastrófica no País, especialmente nas regiões que mais seriam atingidas pelas mudanças climáticas (Norte e Nordeste).

Este fato reforça a posição aqui exposta que o Brasil deve rever suas metas à luz da contabilidade das emissões com base no GTP. Medidas que são positivas na contabilidade GWP podem se revelar negativas, do ponto de vista do aquecimento global. Deve-se considerar a incerteza dos modelos relativos à vida média do metano e à evolução de seu conteúdo na atmosfera para o qual parece não existir ainda um mínimo de consenso. Enquanto isso, seria interessante que as medidas de mitigação de metano se limitassem as que se revelem positivas na equivalência GTP.

Notas:

[1] ppm, parte por milhão e ppb, parte por bilhão (em massa).

[2] Matematicamente, isto significa que dN/dt = N*k onde k seria uma constante e N* a concentração inicial.

[3] The IPCC SRES (Nakic´enovic´ et al., 2000) developed 40 future scenarios that are characterized by distinctly different levels of population, economic, and technological development. Six of these scenarios were identified as illustrative scenarios and these were used for the analyses presented in this chapter. The SRES scenarios define only the changes in anthropogenic emissions and not the concurrent changes in natural emissions due either to direct human activities such as land-use change or to the indirect impacts of climate change.

[4] BRF deixará de usar ovos de galinhas confinadas em gaiolas até 2025 https://www.worldanimalprotection.org.br/not%C3%ADcia/brf-deixara-de-usar-ovos-de-galinhas-confinadas-em-gaiolas-ate-2025

Bibliografia

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ANEXO: Valores projetados pelo Terceiro Relatório de Avaliação do IPCC para concentração dos principais gases de efeito estufa, meia vida do metano e concentração de OH.

Figura A1: Projeção de concentração dos principais gases de efeito estufa para os diversos cenários para o Terceiro Relatório (TAR) do IPCC
[Baseado nas Figuras 3.12 e 4.14 do original]. Os gráficos mostram que as incertezas sobre o metano são maiores que as sobre a de outros gases

Ampliação da Figura A1, sobreposta a valores reais médios observados

Figura A.2: Uma superposição do comportamento observado para o CO2 e as concentrações realmente verificadas mostra a confiabilidade das previsões para o TAR, ao contrário do que ocorreu com as de CH4

Figura A3: Projeções para o tempo de vida correspondente às hipóteses para o metano (à esquerda) e concentrações de OH correspondentes (à direita) que apresentam comportamentos inversos ao longo do tempo.

As metas brasileiras para as emissões

Economia e Energia Nº 95, Abril a Junho de 2017 – Ano XXI
ISSN 1518-2932

As Metas Brasileiras de Emissões de Gases de Efeito Estufa e a Contribuição Nacionalmente Determinada – CND do Brasil

Carlos Feu Alvim, Olga Mafra

Resumo:

O Brasil apresentou suas metas para emissões de gases de efeito estufa através da Contribuição Nacionalmente Determinada. As metas são apresentadas pelos principais itens que compõem o Inventário Nacional.

O expressivo resultado alcançado no desflorestamento criou a falsa impressão de que se pode conciliar facilmente a queda das emissões com o crescimento econômico. Nos outros itens, a emissão continuou a crescer. Aborda-se o problema da falta de discussão dos setores interessados na fixação de metas que podem travar o desenvolvimento.

Palavras Chave:

Efeito estufa, GES, gases de efeito estufa, desflorestamento, desmatamento, emissões, desenvolvimento econômico

1 As Emissões de GEE de 1990 a 2014

O Brasil apresentou em sua (pretendida) Contribuição Nacionalmente Determinada – CND uma perspectiva de redução das emissões ambiciosa conforme solicitada para os Países para a Conferência de Paris. Neste documento, mais conhecido pela sigla em inglês iNDC (Intended Nationally Determined Contribution), cada país apresentou as medidas pretendidas para contribuir com o objetivo de de limitar em 2°C o aumento da temperatura atmosférica mundial. O Brasil apresentou em sua Declaração as metas e medidas pretendidas nos horizontes de tempo 2025 e 2030. [1]

Os resultados apresentados para as emissões (até 2014) estavam em bom acordo com o também ambicioso esforço prometido na Conferência do Clima de Copenhagen em 2009. O Ministério de Meio Ambiente MMA, no pós-Conferência de Paris, eliminou o termo “pretendida” sob a alegação de que, após a retificação, as ações e medidas propostas passaram a ser um compromisso. A interpretação é discutível uma vez que a contribuição brasileira só se tornará efetiva quando for concretizada. Em todo caso, tem o mérito de evitar o termo “pretendida” que sempre exigia explicações sobre seu significado e guarda um incômodo duplo sentido”[2].

A Figura 1 mostra o resultado alcançado relativo às emissões com destaque ao êxito na contenção do desflorestamento, principalmente na Região Amazônica, abordado nesta edição da E&E.

É fácil perceber que as emissões atribuídas ao item Floresta e Usos da Terra parecem de natureza bem diferente que as demais representadas pelo item “Outros”. Enquanto as demais têm um ritmo de crescimento que pode-se supor diretamente ligado à atividade econômica, as emissões fundamentalmente ligadas ao desflorestamento tem outra dinâmica.

Figura 1: Emissões de Gases de Efeito Estufa – GEE de Florestas e Usos da Terra e das demais atividades (Outros)

O desflorestamento, como foi tratado no artigo específico incluído neste número, poderia guardar alguma relação com a atividade econômica através da taxa de seu crescimento do PIB. Foi apontado na E&E 86[i] que, em alguns anos, o crescimento da atividade econômica parecia associado aos picos de crescimento observados no desflorestamento. Se a supressão da floresta se dá por pressão da expansão de atividades econômicas como a extração de madeira, a mineração, a agricultura e a pecuária, o desflorestamento poderia estar ligado a movimentos de expansão do PIB fazendo parte do “investimento” para a expansão dessas atividades. Não foi possível, no entanto, encontrar correlação significativa entre o crescimento do PIB do país e o desflorestamento, mesmo considerado alguma defasagem entre as duas variáveis. Como as emissões relativas a florestas e uso da terra seguem de perto o desmatamento da Amazônia, não foi também identificada uma relação direta entre o crescimento do PIB e das emissões. Essas duas grandezas estão representadas na Figura 2.

Figura 2: Crescimento anual do PIB e emissões de GEE relativas a 2005

O inventário nacional apresenta as emissões na classificação:

Agropecuária
Energia
Processos Industriais
Tratamento de Resíduos
Uso da terra, Mudança do Uso da Terra e Florestas

Os quatro primeiros itens correspondem ao “Outros” e a participação na emissão dos itens (ou setores) é indicada na Figura 3 ao longo do período;

Figura 3::Emissões de setores não diretamente ligados às florestas e uso do da terra

Os setores representados na Figura 2 têm um comportamento crescente e é interessante estuda-los referidos ao PIB. O desacoplamento entre as emissões e o PIB é o resultado desejado das políticas relativas às emissões. Se esse desacoplamento não for alcançado e se forem fixadas metas rígidas absolutas para as emissões isso significaria limitar o crescimento e o bem-estar da população. Em países onde o nível de renda é ainda considerado insuficiente como o Brasil isto não seria aceitável.

2 Emissões de GEE e o PIB

Uma boa maneira de verificar o desejado desacoplamento entre emissões e PIB é estudar o comportamento das emissões de GEE / PIB.

Na Figura 3 estão representados os valores de emissões de gases de efeito estufa por PIB (medido em paridade de poder de compra PPP em US$ de 2010). O comportamento Emissões de GEE / PIB PPP atenua as oscilações anuais quando comparado com o dos valores absolutos, mostrada na Figura 1 e mostra os quatro primeiros itens com ums intensidade de emissões bastante estável ao longo do tempo..

Figura 4: Emissões de GEE em equivalente a CO2 por unidade de PIB (intensidade de emissões)

Os dados das emissões de gases de efeito estufa, convertidos para equivalente de CO2 são os do sistema Sirene do MCTIC[ii] e os dados do PIB em PPP (sigla inglesa de paridade de poder de compra) foram obtidos da base de dados do Banco Mundial[iii], os publicados no portal do IPEADATA[iv],; para os últimos anos, tomam-se os valores do crescimento real do PIB anual ou inferido a partir dos dados quadrimestrais publicados pelo IBGE, disponíveis no mesmo portal.

O que diz o comportamento da intensidade de emissões, mostrada na Figura 4, é que não houve, o propalado desacoplamento das emissões e o PIB no Brasil, quando se exclui o desflorestamento.

A queda da intensidade das emissões de GEE vem ocorrendo em muitos países desenvolvidos por um conjunto de razões que incluem, as energias renováveis, os avanços tecnológicos e a melhor gestão energética (principalmente conservação). Existe um lado menos salientado na divulgação desse sucesso relativo a mudança da composição do PIB (maior participação de serviços), a mudança do perfil de consumo de combustíveis fósseis em favor do gás natural, matriz dos energéticos (substituição de carvão e derivados de petróleo por gás natural) e o deslocamento de parte da produção para países menos desenvolvidos embutida na globalização.

No Brasil, esgotados os ganhos no desflorestamento, também é difícil avançar em uma matriz energética que já é das mais limpas do mundo. A redução de intensidade de emissões terá que ser feita atuando sobre a eficiência já que não se estima um grande avanço na participação dos serviços que já está próxima da dos países desenvolvidos. Na agricultura e sobretudo na pecuária há margens para redução da emissão de metano.

A Figura 5 mostra ainda que o ponto de referência adotados para as metas (2005), é de uma intensidade elevada para as emissões totais e as ligadas a florestas e uso da terra mas que nas outras atividades é muito próximo aos níveis atuais para as outras atividades.

Figura 5: Intensidade de emissões relativa ao PIB e ponto de referência para as metas estabelecidas

3 As Metas para Emissões de GEE para 1025 e 2030

A métrica proposta para a iNDC brasileira foi baseada na equivalência em CO2 Global Warming Potential para o período de 100 anos (GWP-100). Os valores do Inventário, elaborado pelo MTCIC, usam os valores do 5º Relatório de Avaliação do IPCC (AR-5) as vezes referido como GWP-1995. Os gráficos das Figuras 1 e 2 foram expressos na equivalência adotada pelo MCTIC.

As metas estão resumidas na Tabela 1, conforme documento do MMA Bases para a Elaboração da iNDC Brasileira[v]. As metas da iNDC apresentadas na Conferência de Paris são concordantes com os dados do MMA.

Tabela 1: Emissões por Setor em mil t CO2e/ano e Metas Brasil

	1990	2005	2005*	2025	2030
Energia	194	332	313	598	688
Agropecuária	356	484	392	470	489
Floresta e Uso da Terra
Emissão	826	1.398	1.905	392	143
Remoção		211		274	274
Líquido		1.187		118	-131
Processos Industriais	48	77	81	98	99
Tratamento de Resíduos	12	54	45	61	63
Total	1.436	2.134	2.736	1.345	1.208
Total sem remoção	1.436	2.345	2.736	1.619	1.482
Redução Emissões GEE**				37%	43%
Redução Emiss./ PIB**				66%	75%
Crescimento do PIB**				85%	126%

Valores MMA em mil t CO2e/ano Equivalência GWP 100 (AR5)
(*) Valores do MCTIC em Equiv CO2 GWP 1995 (SAR)
(**)Valores Relativos a 2005

Podem-se observar diferenças entre os valores das duas equivalências nas duas colunas relativas a 2005. Também o documento final da iNDC brasileira adotou os valores propostos pelo MMA e adotado na iNDC brasileira Inclui remoção em Unidades de Conservação e Terras Indígenas. Para se ter uma ideia de como as metas propostas alteram a tendência observada, considerou-se neste trabalho que a variação relativa das emissões em GWP 1995 (dados do MCTIC) seria a mesma da considerada na Tabela 1 para os dados em GWP 100, sem considerar a remoção das Unidades de Conservação e Terras Indígenas. Os valores do crescimento do PIB foram inferidos dos percentuais de redução das emissões por PIB e das emissões assinaladas na Tabela 1.

Os valores dos anos de referência e os projetados são mostrados na Tabela 2 na equivalência GWP.1995 usada no inventário. Os valores das metas são proporcionais às assinaladas para a equivalência GWP 100 (AR5) usada na iNDC

Tabela 2::Valores do Inventário e projetados em GWP 1995

	Agropecuária	Energia	Pr. Industriais	Tr. Resíduos	Floresta e Uso da Terra	Total
Intensidades de Emissões kg de CO2 equiv; / US$ 2010 PPP
2005	0,221	0,176	0,046	0,026	1,073	1,542
2014	0,176	0,195	0,039	0,026	0,097	0,533
2025	0,116	0,171	0,031	0,016	0,162	0,496
2030	0,099	0,161	0,026	0,013	0,048	0,348
Metas de Redução de Intensidade relativas a 2005
2025	-48%	-3%	-31%	-39%	-85%	-68%
2030	-55%	-8%	-43%	-48%	-95%	-77%
Metas de Redução de Intensidade relativas a 2014
2025	-34%	-12%	-20%	-40%	68%	-7%
2030	-44%	-17%	-34%	-49%	-50%	-35%

Os valore históricos e os das metas para Florestas e Uso da Terra, “Outros” e Total são mostrados na Figura 6. A Figura 7 mostra o comportamento dessas variáveis para os componentes do “Outros”.

Figura 6: Emissões de GEE por PIB para o Total, Florestas e Uso da Terra e “Outros” e metas para 2025 e 2030.

Figura 7: Emissões/PIB Total para os diversos setores e metas para 2025 e 2030.

Existem dois trabalhos que buscam equacionar as mudanças a serem realizadas para alcançar os objetivos do que é hoje um compromisso internacional assumido. As promessas relativas ao conjunto do País encontram respaldo no esforço feito até 2014 sem chamar a atenção que quase toda a redução das emissões se deram na área onde era maior a contribuição brasileira que era o desflorestamento. Uma análise dos diversos setores envolvidos, inclusive com tentativas de quantificar investimentos foi feita pelo MMA e também pelo MCTIC.

A Tabela 2 e as Figuras 6 e 7 indicam esforços radicais, principalmente na Agropecuária onde se acredita que a maior produtividade associada ao confinamento do gado e suplementação alimentar adequada poderão reduzir as emissões de metano.

A intensidade de emissões (relativas ao PIB) no Brasil já se encontra em um patamar muito baixo em razão da presença dos renováveis. Manter os atuais coeficientes já é um desafio para muitos setores. Não parece racional a passividade nos setores produtivos na aceitação da redução de emissões adicionais em alguns destes itens. Talvez muitos acreditam que recursos externos ou do próprio governo resolverão os problemas: isto é certamente uma ilusão.

As metas que se transformaram em compromisso, são ambiciosas como solicitadas aos países. As metas Emissões/PIB setoriais podem se revelar incompatíveis com o crescimento. A recente tentativa de modificação da legislação sobre o uso da terra na Amazônia é talvez a primeira reação organizada de setores econômicos contra medidas associadas às emissões de GEE. Seria melhor para o conceito do País que as metas merecessem uma discussão mais profunda antes de serem assumidas.

Referências:

[1] “O Brasil apresentou em 2015 sua pretendida Contribuição Nacionalmente Determinada (iNDC) ao Acordo de Paris. Com o depósito do instrumento de ratificação do acordo pelo País, em setembro de 2016, a Contribuição Nacionalmente Determinada (NDC) do Brasil deixou de ser “pretendida”. O Brasil assumiu, pelo acordo, o qual entrou em vigor no plano internacional em 4 de novembro de 2016, o compromisso de implantar ações e medidas que apoiem o cumprimento das metas estabelecidas na NDC http://www.mma.gov.br/clima/ndc-do-brasil em 29/06/2017

[2] Entre as significações da palavre registrada no Dicionário Aurélio está: “Afirmar, sustentar ou asseverar (sem fundamento)” https://dicionariodoaurelio.com/pretendida em 29/09/2017

[i] Vargas J. I. e Gorgozinho, P. M. Modelagem Matemática Simples do Desmatamento da Amazônia 2012 em http://ecen.com.br/wp-content/uploads/2017/02/eee86p.pdf

[ii] Governo Federal Sistema Sirene MCTIC, consultado 27/05/2017 em

http://sirene.mcti.gov.br/emissoes-em-co2-e-por-setor;jsessionid=629C002791063381D316C4BADF15B85F.columba

[iii] Banco Mundial, World Development Indicators em http://data.worldbank.org/data-catalog/world-development-indicators

[iv] http://www.ipeadata.gov.br/Default.aspx

[v] Governo Brasileiro MMA 2016 Fundamentos para a elaboração da Pretendida Contribuição Nacionalmente Determinada (iNDC) do Brasil no contexto do Acordo de Paris sob a UNFCCC.

http://www.mma.gov.br/images/arquivos/clima/convencao/indc/Bases_elaboracao_iNDC.pdf

E&E 95

Economia e Energia Nº 95, Abril a Junho de 2017 – Ano XXI
ISSN 1518-2932

Palavra do Editor:

O desflorestamento da Amazônia é um fenômeno econômico-social complexo que torna atrativa uma análise ao longo do tempo com auxílio de uma curva em S. Em uma primeira fase desse processo, prevaleceu a motivação econômica de desmatar que predominou até que uma reação social pôs travas ao processo. Justamente porque é um fenômeno complexo, o tempo de resposta a uma mudança de tendência enfrenta uma inércia considerável que se reflete no comportamento do desflorestamento acumulado.

O Brasil assumiu importantes compromissos na Conferência do Clima da ONU realizada em Paris através da chamada iNDC (Intended Nationally Determined Contribution), entre eles, o de reduzir o desmatamento ilegal a zero e compensar o desmatamento legal.

Esses compromissos na área do clima não vêm merecendo o debate adequado em nosso País. As implicações econômicas são raramente discutidas pela sociedade, não obstante alguns documentos consistentes que o próprio Governo tem colocado para discussão. É o caso, por exemplo, do “Documento-Base para Subsidiar os Diálogos Estruturados sobre a Elaboração de uma Estratégia de Implementação e Financiamento da Contribuição Nacionalmente Determinada* do Brasil ao Acordo de Paris” que ainda está aberto a sugestões.

O problema é que neste tipo de consulta, quando não existe uma posição bem estruturada, dos que são contrários a algumas medidas, o almejado diálogo não acontece realmente. Posições como a dos ruralistas que se movimentam agora contra as restrições ao desflorestamento não aparecem no debate público prévio a decisões importantes como as envolvidas na iNDC apresentada pelo Brasil na Conferência da ONU sobre o Clima. Para que esses setores pudessem participar efetivamente do tipo de diálogo proposto, seria necessário que sua posição estivesse bem estruturada do ponto de vista econômico, social ou mesmo político.

A consequência, é que o Brasil adere alegremente a compromissos internacionais sem que os setores atingidos realmente se manifestem, seja por desinteresse, seja pelo formato muito técnico do diálogo proposto. Depois, se surpreendem com as reações externas quando o País deixa de cumprir uma meta ou, simplesmente, surgem sinais de reversão da notável redução de desflorestamento ocorrida nos últimos anos.

Por falta de unidade interna em torno dos objetivos traçados e de acompanhamento pela mídia do progresso atingido, todo o crédito da reversão no ritmo do desflorestamento amazônico e mesmo a singular conservação da floresta ao longo dos séculos, pareceu desaparecer pelo ralo.

O ocorrido na viagem presidencial à Noruega funciona como um bom indicativo do que pode acontecer caso o Brasil resolva não cumprir as metas voluntariamente assumidas. No caso,que aquele país é um dos principais investidores externos nas iniciativas de controle do desflorestamento do Governo Brasileiro.

Mesmo nacionalmente determinadas, o Brasil assume com a Declaração um compromisso internacional que será objeto de vinculação a empréstimos e até condicionante a acordos de cooperação ou de comércio internacional.
É bom lembrar que, no caso do desflorestamento, a responsabilidade de oferecer compensações pelo desmatamento legal já foi assumida pelo Governo até 2030. Como, a partir daquele ano, também não é suposto desmatamento ilegal, caberá ao contribuinte ou ao empreendedor a responsabilidade por todas as medidas compensatórias, caso não existam os esperados recursos externos.

Carlos Feu Alvim

(*) Em boa hora, o MMA mudou o nome do documento em português de “pretendida Contribuição Nacionalmente Determinada” para Contribuição Nacionalmente Determinada – CND com sigla mais próxima da internacional e sem o termo “pretendida¨ de difícil interpretação e duplo sentido. http://www.mma.gov.br/clima/ndc-do-brasil

Conteúdo:
Palavras do Editor (Acima)

Acompanhamento da Evolução do Desflorestamento da Amazônia Usando Modelagem Matemática Simples

As Metas Brasileiras de Emissões de Gases de Efeito Estufa e a Contribuição Nacionalmente Determinada – CND do Brasil

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