Economia da Energia

Economia da Energia

(Parte 1 de 3)

Módulo 1 - Energia Elétrica, próse contras

Economia de Energia

Uma das maiores – se não for a maior – invenções da Humanidade, a eletricidade é também um dos grandes vilões do meio ambiente, sendo a principal causa do aquecimento global que tanto vem preocupando cientistas e especialistas.

Sem a eletricidade, o homem não teria se desenvolvido, criado máquinas ou inventado novas formas de se comunicar. Não teria chegado à Lua, viveria com menos conforto e não teria à sua disposição tantas formas de transporte. A informática, os supercomputadores e todo um mundo de possibilidades não existiriam. No entanto, a energia nem sempre é uma fonte inesgotável – tanto que o Brasil pode vir a ter problemas nesse setor já a partir de 2008, segundo especialistas.

Em sua coluna no site Com Ciência (w.comciencia.com.br), o professor da Unicamp Gilberto de Martino Jannuzzi diz que os malefícios do sistema energético não se restringem aos ambientes de produção (que engloba a extração, o processamento e a distribuição) e consumo. Há efeitos regionais e globais, como as chuvas ácidas, o derramamento de petróleo em oceanos, a destruição da camada de ozônio causada pelo uso de CFC (composto de cloro-flúor-carbono) e o já citado superaquecimento terrestre, motivado pelo acúmulo de gases na atmosfera, o famoso efeito estufa.

Segundo o professor, todas as etapas da indústria energética causam impactos ao meio ambiente e à saúde humana. A extração de recursos como petróleo, carvão, biomassa ou hidroeletricidade muda os padrões de uso do solo, dos recursos hídricos, altera a cobertura vegetal e a composição atmosférica. Sua produção e uso liberam substâncias – muitas delas, com propriedades cumulativas – que comprometem a sobrevivência do ser humano, da fauna e flora.

O efeito estufa

O efeito estufa é o fenômeno que faz com que a temperatura da Terra seja maior do que seria na ausência de atmosfera. Dentro de um limite, ele mantém a estabilidade da temperatura e é fundamental para a existência de vida sobre o planeta, mas seu agravamento provoca o que chamamos de aquecimento global. De acordo com a Wikipedia , além do CFC, também são considerados gases de estufa o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4) e o gás nitroso (NO2), que absorvem e radiam a radiação infravermelha (calor) emitida pela superfície terrestre.

Como resultado, a Terra recebe quase o dobro de energia da atmosfera do que recebe do Sol e, por isso, sua temperatura é cerca de 30ºC mais quente do que seria sem a presença desses gases – muitos deles produzidos naturalmente por erupções vulcânicas, decomposição de matérias orgânicas e pela fumaça de grandes incêndios. Mas a poluição, advinda de atividades humanas, tem uma grande parcela de culpa nessa história.

O fenômeno recebeu esse nome porque seu espessamento lembra muito uma estufa de vidro para plantas, como aquelas onde são cultivadas orquídeas. Entre as conseqüências catastróficas do aquecimento do clima provocado pelo efeito estufa, estão o derretimento das calotas polares e de geleiras, que eleva o nível de oceanos e lagos, submergindo ilhas e amplas áreas litorâneas densamente povoadas; a intensificação dos processos de desertificação e de proliferação de insetos em regiões tropicais e subtropicais; o desaparecimento de espécies animais e vegetais com a destruição de seus habitats naturais; e a multiplicação de fenômenos da natureza trágicos de grandes proporções, incluindo secas, inundações e furacões.

Na tentativa de evitar maiores desastres, 84 países assinaram em 1997 o Protocolo de Kyoto, que determina redução de, em média, 5,2% na emissão de gases nocivos na atmosfera.

O que a eletricidade tem a ver com isso?

De acordo com o professor Jannuzzi, o setor energético é responsável por grande parte dos gases lançados na atmosfera: por 75% do dióxido de carbono lançado à atmosfera, 41% do chumbo, 85% das emissões de enxofre e aproximadamente 76% dos óxidos de nitrogênio. A produção de eletricidade em termoelétricas representa cerca de um terço das emissões mundiais de dióxido de carbono, sendo seguida pelos setores de transporte e industrial. E mesmo as hidroelétricas, consideradas fontes “limpas” de energia, têm lá seus problemas.

Apesar de ajudarem a regularizar cheias, promoverem a irrigação e a navegabilidade de rios, explica o professor, elas também trazem impactos irreversíveis ao meio ambiente, como mudanças na composição e propriedades químicas da água, mudanças na temperatura, concentração de sedimentos e outras modificações que afetam, entre outras coisas, a densidade de populações de peixes, mudando os ciclos de reprodução. Quanto maior o nível de atividade econômica de um país, maior é o seu consumo de energia.

Ainda segundo Jannuzzi, nem mesmo as chamadas fontes alternativas – solar, eólica e biomassa, por exemplo – estão totalmente isentas de impactos ambientais, embora menores. A utilização em larga escala de painéis fotovoltaicos ou biomassa altera o uso do solo; as baterias químicas para armazenagem da eletricidade representam sérios problemas de contaminação por chumbo e outros metais pesados.

Nesse ponto, boa parte das indústrias de computação e telefonia móvel já está eliminando tais componentes de suas baterias. O Greenpeace, organização nãogovernamental de defesa do meio ambiente, oferece uma lista das empresas mais “verdes” no link: w.greenpeace.org.

A questão no Brasil

Mesmo sendo bem avaliado mundialmente por causa da baixa emissão de gases estufa (a base energética é composta principalmente por hidrelétricas, fontes consideradas limpas, e a tendência é de pouco aumento no futuro), o Brasil sempre ilustra as discussões sobre o superaquecimento global, principalmente por deter grande parte da floresta amazônica. O país assinou a carta de ratificação do protocolo de Kyoto em julho de 2002.

O próprio Greenpeace acredita que o Brasil vá passar por uma crise ambiental no próximo século. O estudo “Mudanças do Clima, Mudanças de Vida – Como o aquecimento global já afeta o Brasil” (w.greenpeace.org), divulgado em agosto de 2006, prevê que o aquecimento global vá favorecer o desenvolvimento de ciclones extratropicais da costa do Rio Grande do Sul até o sul do Rio de Janeiro entre 2071 e 2100. Nos próximos 50 a 80 anos, segue o documento, o nível do mar sofrerá um aumento de 30 cm a 80 cm em toda a costa, provocando o remanejamento de seus habitantes, hoje estimados em 42 milhões. Além disso, a ONG ainda fala em savanização da Amazônia, em aridez total no Nordeste e remanejamento de plantações por conta das alterações climáticas.

Em 1998, a Eletrobrás, empresa de economia mista cujo maior acionista é o governo federal, criou o Comitê Coordenador das Atividades de Meio Ambiente do Setor Elétrico – COMASE (w.eletrobras.com.br/EM_MeioAmbiente) com a missão de ampliar sua atuação institucional na área. O comitê durou apenas até o final dos anos 90, mas deixou como legado o Subcomitê de Meio Ambiente – SCMA (antigo Comitê de Meio Ambiente do Grupo Eletrobrás – COMAGE), colegiado composto por representantes da área de meio ambiente das empresas do grupo.

Outra iniciativa da Eletrobrás é o Procel, Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (w.eletrobras.com.br/procel), criado em 1985 pelos Ministérios de Minas e Energia e da Indústria e Comércio para promover a racionalização da produção e do consumo de energia elétrica. A idéia é eliminar os desperdícios e reduzir os custos e os investimentos do setor, que entre 1986 e 2005 somaram R$ 858,25 milhões. As metas do Procel são o desenvolvimento tecnológico, segurança energética, eficiência econômica, novos parâmetros incorporados à cidadania e a redução de impactos ambientais.

O papel do Procel na redução dos impactos ambientais é permitir que a demanda de energia elétrica cresça no país sem que a oferta seja ampliada na mesma proporção. Uma parte dessa demanda, defende o programa, deve ser atendida pelo que se pode chamar de “energia virtual”, obtida por meio de ações de conservação de energia e de diminuição nas perdas na transmissão e na distribuição. Com isso, mais atividades passam a ser realizadas com a mesma quantidade de energia, aumentando a eficiência energética de lâmpadas, motores, eletrodomésticos e também reduzindo o consumo de prédios públicos e das residências. O Procel possui, inclusive, um projeto para a criação de um prédio inteligente no Rio de Janeiro, em parceria com a Light, a Construtora Prima e o Cepel-Centro de Pesquisas de Energia Elétrica da Eletrobrás.

Em 1993, a entidade criou o Selo Procel, conferido a produtos que apresentam os melhores níveis de eficiência energética. Atualmente, recebem o selo equipamentos como refrigeradores, freezer, ar-condicionado, máquina de lavar roupas, coletor solar plano, reatores eletromagnéticos e lâmpadas fluorescentes compactas e circulares.

Computação “Verde”

Entremos agora no campo da computação, que avança a passos largos no quesito eficiência energética, como poderemos ver nos próximos módulos.

No começo de março de 2007, o jornal britânico The Economist (w.economist.com) publicou um artigo com um estudo do Lawrence Berkeley National Laboratory que revela ter dobrado o consumo de energia dos centros de dados das empresas entre 2000 e 2005, e atualmente representa 1,2% do consumo de eletricidade nos Estados Unidos (embora outros cálculos apontem para 4%). Até 10% dos orçamentos de tecnologia de uma organização são gastos todos os anos com energia, disse Rakesh Kumar, da consultoria Gartner, ao jornal. Apenas metade desse custo é usada pelos computadores; grande parte do consumo é para o resfriamento. Outra consultoria, a IDC, complementou a informação dizendo que o consumo de energia é hoje uma das cinco maiores preocupações dos administradores de sistemas.

O consumo de energia aumentou por causa da popularização da internet, diz a matéria, mas também pela forma como os computadores sempre foram projetados para maximizar o desempenho a qualquer custo. Para se ter uma idéia, o consumo médio de um servidor cresceu de 150 watts para 400 watts nos últimos dez anos. Mas, aos poucos, chips com vários núcleos e sistemas de resfriamento mais eficientes começam a dominar o mercado em busca de soluções mais eficientes nesse campo. É a chamada “computação verde”, como gosta o Greenpeace, entrando em campo.

Economia de Energia Módulo 2 - Na prateleira, economia

A conta de energia pesa no bolso de todo mundo. Não poderia ser diferente para as empresas. A cada dia se tornam mais comuns medidas como a instalação de sensores de presença, o desligamento das luzes fora dos horários de expediente e nos finais de semana, a troca das lâmpadas comuns pelas frias ou de menor potência até a adoção de placas solares para a captação de energia.

Agora, o racionamento chegou à área de TI. Não, ninguém está tirando os servidores da tomada depois que os dados do dia já foram processados ou desligando os sistemas de refrigeração dos data centers nos dias de menor movimento. Mas, como estima-se que o centro de dados consuma 20% dos gastos de uma empresa com energia, o que está acontecendo é que o setor apenas segue a tendência já adotada nos últimos anos por outros segmentos da indústria: o consumo dos chamados produtos “verdes”, que preservam o meio ambiente, não poluem ou preservam recursos naturais cresce a passos largos. E, em se tratando de informática, a performance deixou de ser o único fator determinante de compra: o melhor custobenefício está no consumo inteligente da energia, nas tecnologias que permitem trabalhar com voltagens mais baixas, no produto que faz mais gastando menos.

Uma matéria publicada pela revista Exame mostra que a busca por produtos e serviços que façam algum sentido para o consumidor tornou-se exasperante e que os produtos “verdes” aparecem no topo da lista das principais tendências para os próximos anos. De acordo com a publicação, além de mais preocupados com a própria saúde e com seus hábitos, os consumidores estão cada vez mais atentos aos impactos do esgotamento dos recursos naturais e da escalada no preço dos combustíveis em seu bolso. Ganham destaque as chamadas tecnologias limpas, a retirada de elementos químicos pesados de baterias e outros componentes, os carros com motores híbridos (movidos a gasolina e eletricidade), máquinas que consomem menos água e, claro, menos energia.

Nos EUA, é Lei

O assunto é sério. Tanto que, mesmo fazendo parte da lista de países que não assinaram o Protocolo de Kyoto, os Estados Unidos já estão tomando medidas oficiais para evitar a escassez de energia e o agravamento dos impactos de seu uso sobre a superfície terrestre. O estudo “Consumo Total de Energia Elétrica relacionado a Servidores nos EUA e no Mundo”, de autoria do pesquisador da Universidade de Stanford Jonanthan Koomey e publicado pela revista Computerworld – (ver matéria), mostra que em 2005 os gastos com energia elétrica e sistemas de refrigeração para servidores alcançaram a marca de US$ 7,3 bilhões, o equivalente ao consumo de toda a produção de 14 hidroelétricas com capacidade de mil megawatts cada.

Em meados de 2006, o Congresso americano aprovou, por 417 votos a quatro, uma lei que obriga as empresas a priorizarem a eficiência energética como fator de compra para um servidor, acima de preço e desempenho – a regra vale para os órgãos públicos, também. A legislação é de autoria do republicano Mike Rogers, que ajudou a angariar os US$ 3,7 bilhões que foram destinados ao programa de combustível de hidrogênio. O site especializado em tecnologia Cnet lembra que a indústria vem tentando melhorar a eficiência dos servidores desde 2001, pelo menos. Já é possível encontrar no mercado soluções, por exemplo, como processadores que gastam menos energia que uma lâmpada comum.

Com o slogan “um portfólio forte de energia para uma América forte”, o Departamento de Energia do governo norte-americano desenvolveu um programa federal de gerenciamento de energia. A idéia é ajudar os órgãos públicos do país – segundo a própria agência, os maiores consumidores de eletricidade do mundo – a comprarem produtos que façam o consumo eficiente de energia, ou seja, aqueles que levam o selo da Energy Star, entidade de proteção ambiental ligada ao governo.

“Apenas pelo fato de comprarem esses produtos as organizações já reduzem o gasto de energia, economizam grandes volumes de dinheiro e evitam a poluição e a emissão de gases nocivos à atmosfera”, informa o Departamento no site criado para discutir o assunto (w.eere.energy.gov). As secretarias e outros organismos também são orientados a escolher produtos que consumam menos energia em modo standby, sejam impressoras, servidores, televisões ou máquinas de lavar louça. “Uma energia limpa, eficiente e renovável significará uma economia mais forte, um ambiente mais limpo e a melhor independência energética da América”, defende o Departamento de Energia.

O programa também divulga especificações necessárias para identificar o nível de eficiência de energia em cada produto para que sua compra atenda aos requerimentos do governo. A documentação inclui dicas sobre como selecionar a tecnologia certa no tamanho certo, como fazer a instalação do equipamento e como usá-lo eficientemente; exemplos dos ganhos no longo prazo obtidos ao se optar por um equipamento com consumo eficiente em vez do mais barato; e mesmo orientações aos fornecedores sobre como os produtos que gastam menos energia devem estar identificados e dispostos nas lojas.

Performance por watt

O conceito de performance por watt surgiu para definir equipamentos capazes de fazer o mesmo trabalho de outros, só que com um aquecimento e com uma conta de luz menores, o que simplesmente não era concebível há alguns anos. Quando um hardware de qualquer tamanho ou modelo – seja um notebook ou um servidor – é vendido sob esse preceito, significa que ele possui tecnologia inteligente para otimizar seu funcionamento, usando apenas os recursos necessários para desempenhar a tarefa que está sendo desenvolvida naquele momento.

Esse novo sistema de avaliação vem ganhando força na indústria e derrubando o mito de que o mais barato é a melhor saída. Quanto mais desempenho por watt um processador tiver, mais baixa é a sua temperatura interna e menor é o seu consumo de energia. Já um chip que demanda muita eletricidade para rodar exigirá investimentos (financeiros e de recursos pessoais) em sistemas de refrigeração e outras soluções para a questão do superaquecimento.

Uma variante dessa métrica foi batizada como swap (space, watts and performance, ou espaço, watts e desempenho), e significa incluir na equação de eficiência de um servidor também quanto espaço ele ocupará no data center.

Centros de dados mais eficientes

Em fevereiro de 2007, os principais líderes da indústria de TI anunciaram o The Green Grid, consórcio sem fins lucrativos que tem como missão melhorar a eficiência energética dos data centers e ecossistemas de negócios baseados em computação. A estratégia é favorecer o desenvolvimento de chips, servidores, redes e outras soluções capazes de consumir a energia de forma mais eficiente. “Compartilhamos da opinião de que a eficiência energética nos centros de dados é hoje a maior preocupação dos prestadores de serviços de tecnologia e de seus clientes. A questão não diz respeito apenas ao crescimento exponencial observado nos últimos anos nos custos de energia e resfriamento, mas também porque a realidade da falta de espaço (nas empresas) venceu a luta pelo uso de energia limpa em muitos lugares ao redor do mundo”, explica a entidade em seu site (w.thegreengrid.org). Fabricantes e usuários de todo o mundo podem se associar à iniciativa e foram, inclusive, convidados a participar da criação de especificações e métricas de novas plataformas tecnológicas, ajudando financeiramente à campanha por data centers ecologicamente corretos.

E por que os centros de dados precisam se tornar mais limpos? Segundo o The Green Grid, as empresas precisam encontrar uma forma de controlar os gastos com energia e resfriamento enquanto viabilizam a expansão dos negócios. “Com um data center mais eficiente, a área de TI pode gerenciar de forma mais adequada as melhorias em hardware, rede e armazenamento, reduzir seus gastos e o custo total de propriedade (TCO, ou total cost of ownership, em inglês), enquanto se mantém competitiva e com a habilidade necessária para atender as demandas futuras do negócio”, defende a entidade.

Um dos primeiros white papers liberados pelo The Green Grid traz as métricas que podem ajudar as áreas de TI a entender melhor e aplicar o uso eficiente de energia em seus data centers existentes ou em projetos futuros. O estudo Green Grid Metrics: Describing Datacenter Power Efficiency (w.thegreengrid.org/downloads/Green_Grid_Metrics_WP.pdf) elenca as medidas de curto (operações táticas) e longo prazos (operações estratégicas) que podem ser tomadas pelas empresas.

No primeiro grupo, estão medidas que ajudam a determinar se o data center pode ser otimizado antes de ser reestruturado e se baseiam em duas métricas apresentadas recentemente ao mercado internacional: Power Usage Effectiveness (PUE), a equação do total de energia do centro de dados sobre o total de energia dos equipamentos; e Datacenter Efficiency (DCE), seu recíproco, ou seja, a equação do total de energia dos equipamentos sobre o total de energia do data center.

Por energia gasta pelos equipamentos deve-se considerar a usada para alimentar computadores, sistemas de armazenamento, hardware de rede, switches, monitores, estações de trabalho, notebooks e outros equipamentos de trabalho ou de controle. Por energia do data center, considera-se a usada para suportar a operação, como geradores, baterias, nobreaks, sistemas de refrigeração, filtros de ar e até mesmo o sistema de iluminação. Para exemplificar: se uma empresa, ao calcular seu PUE, chegar ao coeficiente 3.0, significa que a demanda do data center é três vezes maior do que a energia necessária para alimentar os equipamentos. Ao mesmo tempo, se o índice alcançado pelo consumo dos equipamentos for de 1.0, isso indica que ele é 100% eficiente.

Economia de Energia Módulo 3 - O que o mercado tem a oferecer

O mercado brasileiro está repleto de produtos que ajudam a reduzir o consumo de energia na empresa e em casa. As principais marcas da indústria já oferecem refrigeradores, máquinas de lavar roupa, aparelhos de ar-condicionado, lâmpadas, reatores e motores eficientes em energia, que são identificados para o consumidor com o selo do Procel – Programa de Combate ao Desperdício de Energia Elétrica (w.eletrobras.com/procel), do governo federal. O selo é concedido anualmente aos equipamentos que apresentam os melhores índices de eficiência energética e, para participar, o fabricante deve submeter seus produtos a testes específicos em laboratório idôneo, indicado pelo Procel.

No início de 2007, a Philips (w.philips.com.br) propôs uma ação conjunta entre o setor de iluminação, ONGs, fornecedores de energia e governos para a substituição, dentro de um prazo de 10 anos, das lâmpadas incandescentes pelas diferentes alternativas de baixo consumo oferecidas pelo mercado. Segundo a empresa, a troca pode ajudar a cumprir as metas estabelecidas pelo Protocolo de Kyoto e reduzirá o consumo de energia em 20% até 2020 e a emissão de toneladas de CO2 na atmosfera. Uma pesquisa realizada pela Philips na Europa mostra que a substituição de uma lâmpada incandescente por outra de baixo consumo gera uma economia na conta de luz de 72 euros durante a sua vida útil, estimada em seis anos. Entre as tecnologias alternativas de iluminação para residências e escritórios estão as lâmpadas fluorescentes compactas (que prometem 80% de economia de energia e já existem em versão com luz amarelada), as lâmpadas de Halogênio (ou halógenas, com redução de 50%) e os módulos LED (diodos emissores de luz), que oferecem coloração variada e longa durabilidade, além de serem livres de gases prejudiciais ou tóxicos e de prometerem uma vida útil de até 50 mil horas de uso.

A indústria de condicionadores de ar também já se mobilizou e hoje oferece equipamentos que produzem menos calor e consomem até metade da energia dos aparelhos de gerações anteriores. Um exemplo é a linha Split Art Cool, da LG (w.lge.com.br), a qual promessa até 40% de economia de energia e uma produção de calor 30% menor. A HP (w.hp.com) dispõe da tecnologia Dynamic Smart Cooling, cuja característica é promover a interação entre servidores e a infraestrutura de suporte de um datacenter para aumentar sua eficiência. A DSC, que levou mais de uma década para ser desenvolvida, permite diminuir os gastos com eletricidade entre 25% e 40%, dependendo do tamanho da planta.

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