DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL QUEBRA DE UM PARADIGMA ENERGÉTICO

DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL

QUEBRA DE UM PARADIGMA ENERGÉTICO

Macroeconomia M.Sc. in Engineering Policy and Management of Technology Trabalho realizado por Carlos Miguel Faria da Silva

"Sustainable development is development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs." Brundtland Report, Oxford University Press, 1987

ÍNDICE

1. Introdução... 4

2. Paradigma Actual:... 5

3. Modelos Económicos de Crescimento ... 7

3.1. Introdução ... 7

3.2. Recurso: Terra ... 9

3.3. Recurso Não-Renováveis... 11

4. Análise dos Resultados... 13

5. Situação Futura ... 14

5.1. Quebra de Paradigma Energético ... 14

5.2. “Peak Oil” ... 14

5.3. Emergência dos BRIC ... 15

5.4. Quantificação das Externalidades ... 15

5.5. Desenvolvimento Sustentável... 16

1. INTRODUÇÃO

O conceito de desenvolvimento sustentável, ainda que indirectamente, foi primeiramente abordado por Thomas Malthus no seu livro “An Essay on the Principle of Population” (1878). Neste trabalho, Malthus previa que o crescimento da população (exponencial) iria ultrapassar a oferta de comida (aritmética) levando a resultados catastróficos para a humanidade. Outros trabalhos vieram apoiar as previsões de Malthus, nomeadamente os patrocinados pelo Clube de Roma.

No entanto, desde aí tem-se assistido a um crescimento económico e a um desenvolvimento da sociedade sem comparação, o que leva a questionar os limites e restrições inicialmente defendidos por Malthus.

Durante toda a história da Humanidade, a sustentação da vida foi sempre realizada através da captação de energia do meio ambiente. O grau de civilização de qualquer época pode ser avaliado pela habilidade em utilizar a energia para as necessidades humanas, traduzindo-se num crescente progresso das civilizações. Os seres humanos têm inovado nas ferramentas para captar e empregar energia que lhes permita aumentar o seu bem estar.

Com o desenvolvimento e aumento da complexidade das civilizações, o fluxo de energia requerido foi sempre aumentando e as fontes de energia foram-se tornando de cada vez mais difícil exploração.

Durante muito tempo a Europa Medieval contou com a madeira como a principal fonte de energia. A sua exploração serviu igualmente para desflorestar os campos, permitindo usufruir dos avanços tecnológicos presentes na agricultura. Devido à escassez de madeira, lentamente surgiu o carvão como fonte de energia que juntamente com a máquina a vapor veio revolucionar a civilização dessa época criando o início da Revolução Industrial, onde se assistiu a um desenvolvimento económico sem precedentes históricos. Mais tarde, com o surgimento do petróleo e a invenção do automóvel a sociedade emerge na era dos combustíveis fosseis na qual hoje nos encontramos hoje em dia.

A utilização intensiva e crescente de energia induz algumas considerações:

- Os recursos fósseis (petróleo, gás natural, carvão) são limitados, estando a sociedade a caminhar para um novo paradigma energético;

- A utilização exponencial dos mesmos provoca efeitos nefastos no meio ambiente, fruto da poluição emitida na sua utilização. O efeito poluidor é ainda ampliado pelo crescente estilo de vida adoptado pelo ser humano que leva no seu dia-a-dia a entregar à natureza desperdicíos em quantidades superiores à que esta está habilitada a processar.

2. PARADIGMA ACTUAL:

Tal como referido anteriormente esta sequência histórica está correlacionada com um aumento exponencial de energia consumida per capita. Como exemplo, pode-se referir que actualmente, o consumo de energia de um americano equivale ao que produziriam 58 escravos trabalhando 24 horas por dia.

Um conceito criado para avaliar a sustentabilidade do ser humano é a Pegada Ecológica. A Pegada Ecológica constitui uma forma de medir o impacto humano na Terra. Este conceito exprime a área produtiva equivalente de terra e mar necessária para produzir os recursos utilizados e para assimilar os resíduos gerados por uma dada unidade de população.

Crescimento da Pegada Ecológica Mundial entre 1961 e 1997.

A pegada Ecológica de Portugal é de 4.5 hectares globais por pessoa - duas vezes e meia acima da capacidade do planeta (http://www.earthday.net/footprint/index.asp#).

Aliado ao conceito de sustentabilidade apresentado, pode-se inferir a forte dependência das sociedades modernas em torno da utilização de combustíveis fósseis.

No actual contexto português a dependência de combustíveis fosséis é de aproximadamente 85%.

Estudos recentes do Banco de Portugal, estimam, que por cada dez dólares que o preço do combustíveis fósseis aumentem, a economia cresce menos 0.5%. Existe um efeito de “cascata”, uma vez que o aumento do preço dos combustíveis fosséis cria pressões inflacionistas que por sua vez levam ao aumento das taxas de juros por parte dos bancos

centrais, diminuindo o investimento por parte das empresas e diminuindo consumo por parte dos particulares.

Este efeito é sentido por todo o mundo dependendo do grau de dependência de combustíveis fósseis por parte das economias.

3. MODELOS ECONÓMICOS DE CRESCIMENTO

3.1. Introdução

Com base nos pressupostos anteriormente apresentados – limitação de recursos naturais e alterações climatéricas - procurou-se com base em modelos de crescimento económico, estimar estes efeitos.

Na análise ao crescimento económico, pode-se recorrer a modelos endógenos ou exógenos. No primeiro caso, para a descrição de desenvolvimento sustentável existe o modelo AK e o modelo de Schumpeter. Tendo em conta que algumas das variáveis que os modelos pretender endogeneizar a poluição (alterações climáticas) e o uso de recursos não renováveis, poder-se-á referir que a abordagem realizada no modelo de Schumpeter é mas eficaz pois permite diferenciar inovação de outros tipos de investimento em actividades menos correlacionadas com o conceito de desenvolvimento sustentável.

No entanto, no presente capítulo, procurou-se aprofundar o modelo de crescimento exógeno proposto por Solow-Swan.

α α

_⋅

−

=

_K

_L

1

Y

em que: K – capital; L – trabalho.

Esta equação resulta num rácio de capital por trabalhador (

L

K

k

•

=

) de:

(

n

d

)

k

y

s

k

•

=

⋅

−

+

⋅

em que:

s – investimento. Admitindo que a economia é fechada, os consumidores/trabalhadores poupam uma fracção do seu ordenado (s), sendo esta poupança igual à acumulação de capital (investimento);

n – taxa de crescimento populacional; d – depreciação.

De seguida apresenta-se um diagrama de Solow, o qual consiste em três curvas, funções do rácio -

L

K

k

•

=

: - Y = output;

- sy = investimento. Representa o mesmo formato da curva Y com uma translacção igual ao investimento (s);

- (n+d)k = quantidade de investimento per capita necessário para manter a quantidade de capital per capita constante.

Diagrama de Solow (Fonte: Wikipedia)

Desta forma,

k

•

=

s

⋅

y

−

(

n

+

d

)

⋅

k

, representa a diferença entre as curvas e pode ser interpretado como a alteração na quantidade de capital por trabalhador.

É possível induzir pelo diagrama anteriomente apresentado que as economias caminham para o seu ponto de equilibrio – steady-state (ponto de abcissa igual a k*). Uma vez atingido o seu ponto de equilibrio, a quantidade de investimento por trabalhador necessário para a economia é inferior à quantidade necessária para manter o rácio -

L

K

k

•

=

constante. A economia entra numa situação em que o crescimento per capita pode, eventualmente, parar, uma vez que se está numa situação de retorno decrescente à escala de capital, o que por sua vez, origina que

A forma de justificar o progresso da humanidade e desafiar o pressuposto anteriormente apresentado (retornos de decrescentes à escala de capital) é considerar o efeito traduzido pela adopção de tecnologias ao serviço da produção de bens e serviços. Desta forma, o modelo de Solow adopta a seguinte configuração:

α α

_⋅

−

⋅

=

_B

_K

_L

1

Y

em que B é uma variável exógena que representa o efeito da mudança tecnologica.

Solow consegue demonstrar que o progresso tecnológico é responsável pelo caminho para o desenvolvimento económico sustentado, ou seja, uma situação em que as variáveis (dependentes e independentes) do modelo estejam a crescer segundo um caminho equilibrado.

A acumulação de capital toma a seguinte expressão:

(

n

d

g

)

k

y

s

k

•

=

⋅

−

+

+

⋅

em que g representa a taxa de crescimento do progresso tecnológico.

3.2. Recurso: Terra

Na abordagem à análise do conceito de desenvolvimento sustentável utilizando o modelo de crescimento porposto por Solow, começou-se por analisar o efeito do crescimento económico introduzindo o recurso fixo: Terra.

Desta forma o output (Y) produzido é o resultado da seguinte expressão:

β α β α

_⋅

_⋅

− −

⋅

=

_B

_K

_T

_L

1

Y

em que T representa a terra.

Nesta análise interessa aferir qual o crescimento da economia, representado pelo rácio da produtividade (

L

Y

), de forma a proporcionar um desenvolvimento económico sustentável.

α β α β α α α β α β α α β α β α − − − − − − − − − −

⋅

⋅

⋅

=

⇔

⇔

⋅

⋅

⋅

=

⇔

⇔

⋅

⋅

⋅

=

→

1 1 1 1 1 1 1 1 1

L

T

Y

K

B

Y

L

T

Y

K

B

Y

L

T

K

B

Y

Admitindo que o rácio capital/output (K/Y) e o recurso Terra (T) são constantes, procede-se ao uso de logaritmos e derivações para simplificar esta equação:

( )

( )

( )

L

L

B

B

Y

Y

L

B

Y

L

T

Y

K

B

Y

• • • − − − − −

⋅

−

−

+

⋅

−

=

⇔

⇔

⋅

−

−

+

⋅

−

=

⇔

⇔

⋅

⋅

⋅

=

→

α

β

α

α

β

α

α β α β α α α

1

1

1

1

log

1

1

log

1

1

log

1 1 1 1 1 1

em que se chega à seguinte equação:

n

g

g

_y

=

−

β

−

⋅

em que:

gy – taxa de crescimento do output (

Y

Y

•

);

g – taxa de crescimento do progresso tecnológico (

B

B

• );

α

β

β

−

=

₋

1

n – taxa de crescimento da população(

L

L

•

).

Consegue-se concluir que para se garantir um desenvolviento económico sustentável há que manter o progresso tecnológico a crescer a taxas superiores ao termo multiplicativo induzido pela importãncia da terra na economia ( ) e pelo crescimento populacional (n).

a Terra existe uma consequência negativa de estar a dividir este mesmo recurso por um número crescente de pessoas.

Desta forma, a Teoria de Malthus, apresentada no ínicio do trabalho, referente aos retornos diminutos associados a recursos fixos é adiada pelo efeito induzido pelo progresso tecnológico.

3.3. Recurso Não-Renováveis

Na Abordagem de Solow, a Terra é um recurso fixo, ou seja, pode ser usado infinitamente sem sofrer de forma constante. Pelo contrário, os recursos não renováveis (aqueles que somente se conseguem renovar num espaço temporal demasiado longo para serem quantificados) para além de terem na natureza quantidades fixas, à medida que vão sendo usados, a sua quantidade futura decresce.

Solow, construiu o seguinte modelo de crescimento económico para ter em conta esta variável:

β α β α

_⋅

_⋅

− −

⋅

=

_B

_K

_E

_L

1

Y

em que E representa a energia necessária ao sistema produtivo. Para simplificar a análise desta variável (energia), optou-se por não introduzir a variável Terra (anteriormente analisada). Quando a economia usa uma certa quantidade de energia proveniente de recursos não renováveis, a quantidade (stock) futura destes diminui.

E

R

•

=

−

em que o primeiro termo da equação, representa a variação do stock de energia no sistema. Pode-se aferir, da equação anteriormente apresentada, que a procura de energia pelo tecido produtivo irá se manter até o preço deste recurso igualar o custo marginal de produção e que as firmas produtoras de energia irão colocar a mesma no mercado regendo-se pelas regras de fixação de preços presentes na lógica de equílibrio procura-oferta.

De seguida, tal como na abordagem ao recurso Terra, procurou-se implificar a equação do output com o intuito de tirar ilações da introdução desta variável. Assim, considerando a fracção de energia remanescente no sistema usada na produção:

R

E

s

_E

=

t s E

R

e

E

s

E

₌

_⋅

_⋅

− ⋅ 0 em que R0 representa o stock inicial do recurso.

(

)

γ α γ α

_⋅

_⋅

_⋅

− ⋅

_⋅

− −

⋅

=

1 0

e

L

R

s

K

B

Y

sE E

A intensidade energética (sE), aparece duas vezes na equação representando sinais

contraditórios. Um uso mais intensivo de energia aumenta o output do sistema pelo efeito multiplicativo no stock inicial do recurso. Por outro lado, se o recurso é usado de forma mais intensiva isto irá fazer com que a quantidade do mesmo vá diminuindo mais rapidamente no sistema (expoente da equação com sinal negativo).

Resolvendo a equação (de forma análogaà resolução efectuada para o recurso Terra), obtém-se a obtém-seguinte expressão:

(

s

_E

n

)

g

g

_y

=

−

_γ

−

_⋅

₊

em que:

gy – taxa de crescimento do output;

g – taxa de crescimento do progresso tecnológico;

α

γ

γ

−

=

₋

1

n – taxa de crescimento da população.

Analisando a equação, conclui-se que taxa de crescimento do progresso tecnológico (g) tem que superar as taxas de crescimento combinadas da população e do uso de recursos não renováveis.

Introduzindo a variável Terra o resultado da equação anterior seria o seguinte:

(

_s

_n

)

n

E

g

g

_y

=

−

_γ

−

_⋅

₊

−

β

−

⋅

Desta forma, pode-se concluir que os recursos não renováveis e a terra têm um efeito negativo no crescimento económico tendo o progresso tecnológico a missão de crescer a uma taxa superior a estes recursos de forma a manter gy (taxa de crescimento do output) positivo.

4. ANÁLISE DOS RESULTADOS

No modelo de crescimento económico proposto por Solow, o recurso Terra é encarado como fixo, ou seja, não sofre variações de quantidade ao longo do tempo. No entanto, analisando o uso da Terra durante o último século, pode-se desafiar esta hipótese.

Com o uso de tecnologia, fertilizantes, métodos organizacionais mais avançados aliados ao crescimento económico acelerado no último século, a exploração deste recurso transformou-se numa forma de produção intensiva elevando a quantidade de solos áridos (não aproveitáveis para a produção). Desta forma, o recurso Terra, pode ser encarado como um recurso não renováveis.

A taxa de crescimento económico (desenvolvendo a variavel Terra à semelhança do que se fez para a variável recursos nã renováveis), apresenta a seguinte expressão:

(

_s

_n

) (

s

_T

n

)

E

g

g

_y

=

−

_γ

−

_⋅

₊

−

β

⋅

+

no qual é adicionado o termo sT, o qual representa a intensidade do uso do solo.

Uma outra variável por detrás do conceito de desenvolvimento sustentável não apresentada do capítulo anterior é o da poluição, nomeadamente no seu efeito nefasto para a qualidade de vida do seres humanos e alterações climáticas introduzidas no ecossistema.

Todas estas variáveis – terra, recursos não renováveis, poluição – estão em contínuo desafio com o progresso tecnológico. Quando a taxa de crescimento do progresso tecnológico (gy) não

for suficiente para contrabalançar os efeitos das varáveis referidas em epígrafe, a taxa de crescimento entrará em declínio podendo mesmo caminhar para o zero, dando ênfase à teoria de Malthus.

5. SITUAÇÃO FUTURA

5.1. Quebra de Paradigma Energético

Tal como referido no início do trabalho, a história recente mostra como as sociedades se tornaram mais complexas (quantitativamente) quebrando paradigmas energéticos (qualitativamente) para satisfazer as suas necessidades. Foi assim na passagem do uso de madeira para carvão e deste para o petróleo (e mais recentemente para o uso de gás natural).

5.2. “Peak Oil”

No entanto, está provado que a produção de combustíveis fósseis está no seu pico (“Peak Oil”). Especialistas de todo o mundo argumentam quanto ao ano em que este pico sera atingido mas todos reconhecem que o seu surgimento é um facto consumado. O problema não é ficarmos sem petróleo mas sim estarmos a atingir este pico de produção.

Segundo a tese de Hubbert, conhecida como a Curva de Sino de Hubbert, a produção de petróleo começa do zero, cresce, atinge o pico quando metade das reservas recuperáveis são processadas, tendendo posteriormente a decrescer.

No ponto decrescente da curva – situação actual – para colmatar a procura crescente desta matéria-prima, começam-se a utilizar petróleos “menos verdes” tais como: areias xiltosas, petróleos pesados, etc; traduzindo-se num agravamento das condições climatéricas.

5.3. Emergência dos BRIC

Por outro lado a emergência dos BRIC – Brasil, Rússia, India e China, vem dar uma nova dinâmica à procura de bens energéticos. Estes países por serem mais pobres, ou seja, por apresentarem acumulação de capital ainda no estado incial (estado inicial longe do steady-state), pelo seu potencial demográfico, politicas institucionalizadas pelos governos e estratégias de mercado, segundo projecções da Goldman Sachs, vão juntos apresentar um PIB superior ao actual G6 em 2050. As populações presentes nestas regiões, vão querer atingir níveis de vida iguais (ou superiores) aos padrões ocidentais trazendo as seguintes consequências: - Aumento acentuado da poluição, uma vez que são países menos eficientes na alocação de recursos energéticos na produção;

- Pressão adicional na procura de energia.

- Pressão demografica, ao analisar quantitativamente as populações que emergirão destes países.

5.4. Quantificação das Externalidades

Uma forma de “incentivo” ao uso de tecnologias mais limpas, ou seja, à mudança de paradigma energético do lado da oferta e da procura, passa pela quantificação das externalidades produzidas pelo uso de energia. Dentro destas externalidades destacam-se: efeito estufa, acidez dos solos, nevoeiros foroquímicos, eutroficação,etc.

Uma das propostas em discussão actualmente passa pela internalização do custo imposto à sociedade devido à emissão de poluentes para a atmosfera, criando-se uma taxa pigouviana, isto é, baseada no princípio do poluidor-pagador, em que o valor da taxa é igual ao custo social marginal referente às emissões do poluente em questão. No entanto, este tipo de metodologia levanta algumas questões:

- Como é calculada e aplicada esta taxa e a que produtos?

- Como é que são penalizados as empresas que não cooperem nesta metodologia?

Recentemente, resultado do Protocolo de Quioto, criou-se o Mercado do Carbono, no qual, as empresas recebem licenças de poluição e, dependendo das suas emissões, poderão transaccioná-las no mercado. No entanto, refere-se que este mecanismo cria ineficiências no mercado, uma vez que nem todos os países assinaram este Protocolo, o que resulta em empresas com estruturas de custos mais competitivas. Cada país ao negociar as suas licenças de emissão poderá estar a comprometer o seu crescimento económico (rapidez na progressão

5.5. Desenvolvimento Sustentável

O conceito de Desenvolvimento Sustentável assenta em três pilares fundamentais: - Protecção do ambiente;

- Desenvolvimento económico; - Coesão social.

Como se referiu anteriomente, o sector energético apresenta fortes impactos e oportunidades a explorar em cada um destes pilares.

Para satisfazer as necessidades implicitas nestes três pilares, há que realizar uma mudança no paradigma energético da sociedade, fazendo a passagem dos combustíveis fósseis para um novo vector energético: o hidrogéneo. Esta matéria-prima é ilimitada e está ao acesso de todos, induzindo na sociedade o conceito de produção descentralizada de energia, convertendo o actual paradigma vertical e centralizado num regime democratico e horizontal, uma vez que cada um poderá processar a sua energia.

A adopção de novas fontes de energia contribuirá para um crescimento económico mais sustentado aliado a uma maior equidade e distribuição de riqueza e, desta formas, contribuir para uma crescente coesão social

6. CONCLUSÕES

O conceito de desenvovimento sustentável poderá ser descrito como uma situação em que as variáveis (dependentes e independentes) estejam a crescer a taxas constantes.

Na análise do modelo de crescimento económico de Solow-Swan, concluiu-se que o uso de recursos não renováveis (no qual mais tarde se provou que a variável Terra faz parte) tem um efeito nefasto no crescimento económico, somente sendo suprimido pelo efeito das tecnologias.

No passado as transições energéticas ocorridas vieram responder à procura crescente por parte das populações. Somente nos últimos anos, a sociedade tem despertado a consciência para a crise energética existente com o uso de combustíveis fosséis. Não só existe uma total dependência desta matéria-prima nos nossos dias (rigidez na procura) como também a oferta está limitada às suas finitas e descrescentes reservas.

Este choque energético é vital para o desenvolvimento da sociedade de forma a satisfazer os três pilares subjacentes ao conceito de Desenvolvimento Sustentável:

- Protecção do ambiente; - Desenvolvimento económico; - Coesão social.

A procura de novas fontes de energia irá ao mesmo tempo ter em conta o efeito que a queima de combustíveis fosséis tem no ambiente nomeadamente no aumento do efeito estufa, acidez dos solos, nevoeiros foroquímicos, eutroficação,etc. Desta forma, o uso de fontes de energia mais limpas irá fortalecer este pilar vital ao desenvolvimento.

Por outro lado, a adopção de tecnologias mais limpas e eficientes irá promover um maior desenvolvimento económico da seguinte forma:

β α β α

_⋅

_⋅

− −

⋅

=

_B

_K

_E

_L

1

Y

B – aumenta pela adopção de novas tecnologias (progresso tecnológico)

t s

E

R

e

E

s

E

₌

_⋅

_⋅

− ⋅

0 - o coeficiente sE vai deixar de ter um impacto negativo na equação pela

adopção de, por exemplo, Hidrogénio (inesgotável) como vector energético do século XXI A adopção de novas fontes de energia contribuirá para um crescimento económico mais sustentado aliado a uma maior equidade e distribuição de riqueza e, desta formas, contribuir para uma crescente coesão social.

Desta forma, com a mudança de paradigma energético na nossa sociedade, os três pilares inerentes ao Desenvolvimento Sustentável ficarão preenchidos e caminharemos para um desenvolvimento equilibrado com os recursos presentes à nossa volta.

BIBLIOGRAFIA

JONES, CHARLES, Introduction to Economic Growth, University of California at Berkeley. AGHION, PHILIPPE; HOWITT, PETER, Endogenous Growth Theory, MIT Press.

YOUNGQUIST, WALTER, Geodestinies: The Inevitable Control of Earth Resources over Nations and Individuals, 1997.