Não basta eletrificar mais. Precisamos eletrificar de maneira melhor.

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Os veículos elétricos e outros produtos elétricos estão surgindo não apenas como uma estratégia climática, mas também como uma questão de acessibilidade, competitividade econômica, saúde pública, experiência do consumidor, segurança energética e resiliência diante de mercados de combustível voláteis.

Às 5 da manhã, um ônibus elétrico sai de seu depósito após ser carregado durante a noite, pronto para levar as crianças à escola sem emitir gases de diesel. Enquanto a cidade desperta, as bombas de calor já mantêm casas e escritórios em uma temperatura confortável, utilizando muito menos energia do que as caldeiras a gás. Ao meio-dia, a energia solar carrega veículos de entrega, refrigera armazéns e ajuda as fábricas a executar seus processos mais consumidores de energia. Depois, à medida que milhões de pessoas voltam para casa e conectam seus carros, os carregadores inteligentes agendam silenciosamente o carregamento para mais tarde, quando a eletricidade é mais barata e a rede elétrica menos sobrecarregada.

Cenas como essas começam a surgir em todo o mundo: ônibus elétricos em Deli, bombas de calor elétricas que aquecem as casas durante os invernos noruegueses, caminhões elétricos entrando nas frotas de frete e construção da China. A transição para a eletrificação já começou.

A maioria das pessoas vivenciará essa transição não como uma revolução no sistema energético, mas como um caminho mais tranquilo, um lar mais confortável, uma conta menor ou ar mais limpo. No entanto, juntas, essas mudanças cotidianas representam uma transformação histórica na economia global: de uma baseada na queima de combustíveis fósseis para outra impulsionada por eletricidade limpa, tecnologias eficientes e demanda flexível.

Mas o que exatamente é a eletrificação? Como o uso de mais eletricidade pode beneficiar as pessoas e o planeta? E o que acontece quando milhões de novos veículos elétricos, eletrodomésticos, edifícios e fábricas se conectam a um sistema de energia já sob pressão?

Simplificando, a eletrificação significa substituir tecnologias que queimam combustíveis fósseis diretamente — carros a gasolina, ônibus a diesel, caldeiras a gás, fornos industriais etc. — por alternativas movidas a eletricidade. (Idealmente, eletricidade limpa, mas falaremos mais sobre isso adiante).

Essa mudança está ganhando destaque não apenas como estratégia climática, mas também como questão de acessibilidade, competitividade econômica, saúde pública, experiência do consumidor, segurança energética e resiliência diante de mercados voláteis de combustíveis.

No entanto, os argumentos a favor da eletrificação são mais convincentes — e mais interessantes — do que simplesmente trocar de combustível. Para compreender seu potencial, primeiro precisamos analisar até onde a eletrificação já avançou, por que as tecnologias elétricas consomem menos energia e são mais baratas de operar, e o que é necessário para garantir que a eletrificação traga benefícios sociais e ambientais. Aqui, exploramos em profundidade o estado atual da eletrificação e como acelerá-la da maneira correta.

Qual é o estado atual da eletrificação globalmente?

A resposta depende fortemente de onde (e do que) se observa. Em algumas tecnologias e mercados, a eletrificação está avançando de maneira notavelmente rápida. No entanto, em toda a economia global, a eletricidade ainda fornece apenas cerca de 20% do consumo final de energia (a energia realmente consumida em residências, empresas, veículos e fábricas).

O transporte rodoviário é atualmente o exemplo mais claro de aceleração na eletrificação. As vendas globais de carros elétricos aumentaram quase 600% desde 2020, atingindo 20 milhões no ano passado e representando agora mais de um em cada quatro carros novos vendidos. O transporte está avançando mais rápido do que edifícios e a indústria pesada, mas a maioria dos veículos já em circulação continua a queimar combustíveis fósseis.

O progresso também varia significativamente entre diferentes regiões geográficas. A China, às vezes chamada de “o primeiro estado elétrico”, assumiu a liderança, com a eletricidade respondendo atualmente por quase 30% do consumo total de energia, contra aproximadamente 22% nos Estados Unidos e 21% na União Europeia.

O ritmo atual ainda está longe de ser suficiente. De acordo com a Agência Internacional de Energias Renováveis, a eletricidade precisa fornecer mais da metade de todo o consumo final de energia até meados do século para manter o aumento da temperatura global em 1,5 graus Celsius (2,7 graus Fahrenheit), limite que os cientistas consideram necessário para evitar alguns dos piores impactos das mudanças climáticas. Isso exigirá uma transformação profunda na forma como a eletricidade é gerada, com as energias renováveis fornecendo cerca de 90% da energia global. Portanto, a eletrificação e a descarbonização do setor energético devem avançar juntas.

Por que o progresso é desigual?

Parte da explicação está em quão dispersa é a transição. As decisões no setor de energia estão concentradas entre empresas de serviços públicos, desenvolvedores, órgãos reguladores e governos, enquanto a eletrificação dos usuários finais afeta milhões de residências, veículos, empresas e linhas de produção.

Enquanto isso, algumas atividades são simplesmente mais difíceis de eletrificar do que outras. As tecnologias elétricas já podem ser utilizadas no transporte rodoviário, em edifícios e em muitos processos industriais que exigem baixas temperaturas. Em muitos casos, elas já são mais econômicas de operar do que suas contrapartes movidas a combustíveis fósseis e podem gerar custos totais menores ao longo da vida útil, mesmo quando o preço inicial permanece mais alto. Carros e ônibus elétricos, bombas de calor, cooktops por indução, aquecedores de água elétricos e muitos motores industriais estão cada vez mais disponíveis e acessíveis.

Mas, para indústrias como a siderurgia ou a produção química, e para setores como aviação e navegação, a eletrificação direta é mais difícil. Essas atividades exigem temperaturas extremamente altas, utilizam combustíveis fósseis como matéria-prima no processo de produção ou precisam de mais energia do que as baterias atuais conseguem fornecer de forma eficiente. Nesses casos, o hidrogênio, combustíveis sintéticos ou outras alternativas de baixo carbono podem ser opções mais viáveis do que a eletrificação, enquanto a captura de carbono pode ser necessária para as emissões residuais que não podem ser facilmente evitadas.

“Eletrificar tudo!” pode ser um slogan tentador, mas é improvável que seja pragmático — ou mesmo desejável — como estratégia econômica ou industrial. O objetivo mais sensato (embora, admitidamente, menos chamativo) é eletrificar diretamente nas muitas áreas em que isso faz total sentido, reservando alternativas mais escassas para os setores mais difíceis de eletrificar.

Qual é a vantagem ambiental da eletrificação?

A eletrificação é um meio para alcançar outros objetivos, e não um fim em si mesmo. Um carro elétrico alimentado por uma rede energética dependente de carvão pode ser pior para o clima do que um carro movido a gasolina. Em outras palavras, seu benefício depende de como a eletricidade é gerada. No entanto, carros elétricos, bombas de calor ou processos industriais podem se tornar cada vez mais limpos ao longo do tempo, à medida que a rede elétrica se descarboniza com maior uso de energia eólica, solar, nuclear ou outras fontes limpas. Por outro lado, um motor ou caldeira movido a gás permanece comprometido com a queima de combustíveis poluentes durante toda sua vida útil. Portanto, o benefício total da eletrificação só é alcançado ao expandir os usos finais elétricos e, ao mesmo tempo, tornando o fornecimento de energia progressivamente mais limpo.

Além disso, uma das características mais contraintuitivas da eletrificação é que o consumo de eletricidade pode aumentar enquanto o uso total de energia diminui.

A razão é a eficiência. Os motores de combustão desperdiçam até 80% da energia do seu combustível (principalmente na forma de calor), convertendo apenas 20% em movimento útil. Enquanto isso, os motores elétricos convertem cerca de 80% da sua energia elétrica em movimento. As bombas de calor vão ainda mais longe: em vez de gerar calor queimando combustível, elas extraem o calor já existente do ar ou do solo, geralmente fornecendo várias unidades de calor para cada unidade de eletricidade consumida.

Substituir tecnologias que queimam combustível diretamente por alternativas elétricas — substituindo moléculas por elétrons — pode, portanto, reduzir a energia necessária para fazer a mesma viagem ou aquecer a mesma casa.

Isto gera um segundo paradoxo aparente: a sua conta de eletricidade pode aumentar enquanto a sua conta total de energia diminui. Uma residência elétrica consome mais eletricidade, é claro; mas seus moradores não precisam mais comprar gás para os carros ou sistemas de aquecimento. Como os veículos elétricos e as bombas de calor utilizam energia de forma muito mais eficiente do que motores a combustão e caldeiras, as economias com combustível podem superar o consumo adicional de energia, mesmo que a eletricidade em si fique mais cara. Por exemplo, uma análise recente estimou que eletrificar completamente o sistema de aquecimento e transporte de uma residência típica europeia poderia reduzir sua conta total de energia em mais da metade.

Além da Redução de Emissões e Uso de Energia, Quais Benefícios a Eletrificação Oferece?

A defesa da eletrificação não pode — e nem precisa — se basear apenas na redução de emissões (embora se possa pensar que preservar um planeta habitável seja um ponto de partida suficientemente convincente!).

A transição acontece mais rapidamente quando a nova tecnologia não é apenas mais limpa, mas também visivelmente melhor para as pessoas e as empresas. Os veículos elétricos são mais silenciosos, mais suaves, geralmente custam menos para serem operados e são mais ágeis que os carros a combustão, com aceleração instantânea a partir do repouso. As bombas de calor podem fornecer aquecimento e resfriamento pelo mesmo sistema. A cozinha elétrica melhora a qualidade do ar interior e oferece maior controle de temperatura. Os equipamentos industriais elétricos podem tornar a produção mais precisa, ágil e eficiente. E todas essas tecnologias podem ajudar a reduzir custos ao utilizar energia de maneira mais eficaz.

Mas uma tecnologia melhor não é automaticamente uma opção melhor para todos. Os custos iniciais, o acesso à infraestrutura e a forma como a eletricidade é precificada podem determinar quais residências e empresas se beneficiam. Um proprietário rico com acesso a via de entrada pode comprar um veículo elétrico imediatamente e instalar um carregador; um motorista de entregas em Nairóbi pode precisar de financiamento acessível, sistema de troca de baterias e carregadores públicos confiáveis. Um edifício bem isolado pode utilizar uma bomba de calor de forma eficiente; um mal isolado pode exigir melhorias dispendiosas antes que a utilização de uma bomba de calor faça sentido.

Portanto, embora a tecnologia crie o potencial, são a infraestrutura, os financiamentos e as políticas públicas que determinam quem pode realizá-lo. Em Ruanda, por exemplo, políticas como incentivos fiscais, juntamente com financiamento privado e redes de troca de baterias, estão ajudando os motoristas de táxis motociclísticos a adotarem bicicletas elétricas. Essa mudança reduz os custos diários com combustível e manutenção para esses motoristas, ao mesmo tempo em que melhora a qualidade do ar na cidade e apoia o objetivo do país de eletrificar 30% de seus veículos de duas e três rodas até 2030.

A rede elétrica realmente consegue suportar mais eletrificação diante do aumento da demanda por energia?

A demanda por eletricidade já está em alta, impulsionada pela necessidade crescente de refrigeração, pelos data centers, pelo crescimento industrial e pelo acesso mais amplo a energia confiável. Se somarmos milhões de veículos elétricos, bombas de calor e máquinas industriais sem planejar onde e quando eles vão consumir energia, os gargalos atuais vão piorar ainda mais.

A eletrificação, portanto, não é apenas um desafio de geração de energia. É também um desafio relacionado à rede e à coordenação, exigindo ações em três frentes:

Primeiro, extrair mais do sistema já existente. Dados melhores, controles mais inteligentes, armazenamento e atualizações seletivas de equipamentos podem ajudar os operadores a transportar mais energia pelas redes atuais e a utilizar melhor a capacidade que, de outra forma, ficaria ociosa.

Segundo, expandir a capacidade da rede de forma mais rápida e estratégica. As empresas de serviços públicos precisam da confiança e de uma legislação que as autorize a investir antes do aumento previsível da demanda. Os processos de conexão, as licenças e os padrões de equipamentos precisam ser reformulados para agilizar as coisas.

Terceiro, mudar quando e onde ocorre a demanda por energia. A localização, o momento e a flexibilidade de um novo depósito de ônibus, data center ou fábrica podem afetar significativamente a quantidade de infraestrutura de rede necessária, quem mais pode se conectar e quando.

Considere uma cidade que planeja construir milhares de novas moradias e uma grande frota de ônibus elétricos. Se a autoridade habitacional, a agência de transportes e as empresas de serviços públicos fizerem os planos separadamente (como costumam fazer), os transformadores podem precisar ser atualizados duas vezes, as conexões nos depósitos podem atrasar e os moradores ficarão esperando tanto por moradias quanto por um transporte mais limpo. Se os planos forem feitos juntos — em conjunto com sistemas solares locais, baterias e sistemas de carregamento e controle bidirecionais — o mesmo investimento poderá apoiar várias prioridades públicas, criando ao mesmo tempo recursos de armazenamento de energia locais sob demanda.

É inútil construir fontes de geração limpa se os consumidores não puderem se conectar a elas. É um desperdício construir nova infraestrutura de rede se a capacidade existente continuar sendo subutilizada. A eletrificação estratégica exige tanto expansão quanto uma coordenação muito mais eficaz entre os setores de energia, transportes, edifícios, indústria e desenvolvimento urbano.

Como passamos de um consumo passivo de eletricidade para uma demanda ativa?

Agora, imagine as 18 horas na mesma cidade cada vez mais eletrificada que mencionei no início deste artigo. Milhares de famílias chegam em casa e todas começam a preparar o jantar. Os carros estão conectados à tomada. O aquecimento ou resfriamento ainda está em funcionamento, as lojas continuam abertas, as fábricas seguem produzindo e os data centers continuam processando dados. O problema não é necessariamente uma escassez de eletricidade em todo o sistema. Trata-se do fato de que uma demanda excessiva chega às mesmas partes da rede ao mesmo tempo. As redes ficam sobrecarregadas, geradores de reserva caros são acionados e bilhões são gastos na construção de infraestruturas necessárias apenas por algumas horas por ano.

No entanto, grande parte dessa demanda é flexível.

Um carro pode ficar estacionado a noite toda, mas precisa de apenas algumas horas para ser carregado. Os edifícios podem pré-aquecer ou pré-resfriar antes do pico da demanda por eletricidade. Aquecedores de água, armazéns refrigerados, baterias e alguns processos industriais também podem ser operados um pouco mais cedo ou mais tarde, ajustando a demanda — e tudo isso sem prejudicar o conforto ou a produção.

Nada disso exige que as pessoas reorganizem suas noites ou se tornem comerciantes amadores de eletricidade. Elas simplesmente querem que seus carros sejam carregados, que suas casas fiquem confortáveis e que suas contas sejam menores.

Os controles inteligentes podem otimizar o uso de energia automaticamente. Um cliente pode aderir a um programa oferecido por seu fornecedor de energia, que ajusta temporariamente o termostato, o carregador de veículos elétricos e/ou o aquecedor de água quando a demanda por eletricidade é especialmente alta — geralmente sem qualquer perda perceptível de conforto ou conveniência. O cliente mantém o controle total e pode anular as alterações em troca de uma fatura ou pagamento menor. Quando bem implementado, isso gera um ganho triplo: faturas mais baixas para o cliente, menos pressão na rede elétrica e menos investimentos dispendiosos.

Em um momento e local limitados, um megawatt de demanda que pode ser adiado no tempo pode ser mais valioso do que um megawatt de suprimento adicional. Isso pode aliviar imediatamente um gargalo, reduzir o corte de energia renovável (quando a produção de energia renovável é intencionalmente reduzida porque a rede não tem capacidade para absorvê-la ou porque não há demanda suficiente por ela) e evitar a construção de infraestruturas utilizadas apenas por algumas horas por ano.

A tecnologia existe. Então, o que está faltando?

Primeiro, o sistema elétrico precisa saber quais ativos flexíveis estão disponíveis e quando eles podem responder. Um operador de rede não pode contar com milhares de carregadores de veículos elétricos, baterias ou refrigeradores comerciais individuais se não souber onde eles estão, com que rapidez podem reagir ou quanto da demanda podem transferir. Esses muitos ativos menores também precisam de um caminho simples para entrar no mercado (geralmente por meio do agrupamento em um “agregador”). Além disso, é necessário que sejam remunerados pelo valor que fornecem.

Segundo, os incentivos oferecidos pelas autoridades reguladoras são importantes. Uma empresa de serviços públicos que ganha mais ao construir novas subestações e cabos — como costuma acontecer — tenderá a fazê-lo. Se também for recompensada por usar baterias, carregamento inteligente e demanda flexível para resolver o mesmo problema de forma mais econômica, ela terá incentivo para escolher a melhor combinação.

Terceiro, o modelo de negócios precisa ser viável. Baterias, controles inteligentes e equipamentos industriais flexíveis não podem se expandir com subsídios pontuais ou projetos-piloto de curta duração. Os investidores precisam de receitas previsíveis, os clientes precisam de financiamento acessível para cobrir os custos iniciais e os fornecedores de serviços precisam ter certeza de que as regras do mercado permanecerão ativas por tempo suficiente para criar um negócio viável.

A próxima fase da eletrificação não se trata tanto de inventar uma solução tecnológica mágica, mas sim de governos, reguladores e operadores do sistema criarem as regras de mercado, incentivos e fontes de receita que permitam que as tecnologias existentes se expandam. Na prática, isso significa tratar a flexibilidade como um recurso real do sistema — e pagar pelo valor que ela proporciona.

Eletrifique mais, sim. Mas também eletrifique melhor.

De volta ao nosso exemplo da cidade, desta vez 15 anos depois.

Os ônibus são todos elétricos, mas essa é apenas a mudança mais visível. As garagens carregam os veículos principalmente quando a energia é barata e abundante. A energia armazenada em suas baterias está disponível como fonte de backup durante emergências, como tempestades. Os prédios residenciais compartilham carregadores em vez de reservar a mobilidade elétrica apenas para quem tem acesso a garagens. As residências permanecem confortáveis durante ondas de calor e frio intenso, pois edifícios eficientes, bombas de calor, armazenamento térmico e controles inteligentes trabalham juntos, pré-aquecendo ou pré-resfriando quando há energia limpa em abundância, reduzindo a demanda quando a rede está sob pressão e ajudando a manter os serviços essenciais durante apagões. Restaurantes e escolas cozinham sem combustão interna e sem os poluentes do ar que ela gera.

O distrito industrial também mudou. Caldeiras elétricas, motores e bombas de calor utilizam energia com maior precisão, enquanto processos flexíveis como refrigeração, aquecimento de água ou bombeamento são acionados automaticamente mais cedo ou pausam temporariamente quando a rede está sob pressão. Novas fábricas escolhem intencionalmente locais onde há energia limpa e capacidade de rede disponíveis. Data centers e outros grandes consumidores de energia garantem conexões estáveis, em parte, por meio do armazenamento de energia, geração local limpa e flexibilidade que beneficiam todo o sistema.

Para os consumidores, grande parte disso é invisível. Seu carro está pronto pela manhã. Seu prédio continua confortável. Seu fornecedor de energia ajusta o consumo de forma flexível nos bastidores e devolve parte da economia obtida. Durante interrupções de energia, baterias em ônibus, residências e edifícios comerciais ajudam a manter os serviços essenciais em funcionamento.

Para a economia, a mudança é ainda mais profunda. O dinheiro que antes era gasto em importações, subsídios e uso de petróleo e gás passa a ser direcionado para ativos produtivos no próprio país: geração limpa, redes elétricas, edifícios eficientes, veículos, sistemas de armazenamento, softwares e equipamentos industriais. Em vez de continuar pagando por combustíveis importados, os países constroem capacidades nacionais duradouras, fortalecem a resiliência industrial e ganham maior controle sobre seu futuro energético.

O benefício, portanto, vai além da redução de emissões. Trata-se de produtos e serviços de melhor qualidade, ar mais limpo, custos menores, maior segurança energética e controle nacional mais efetivo sobre o fornecimento de energia.

A eletrificação, portanto, não se trata simplesmente de substituir um combustível por outro ou de aumentar ainda mais a demanda na rede. Trata-se de passar de um sistema energético baseado em combustão ineficiente e poluente para um sistema baseado em eletricidade limpa, tecnologias eficientes e uma demanda capaz de responder de forma inteligente ao sistema ao seu redor.

Eletrificar mais, sim. Mas, acima de tudo, eletrificar melhor.

Os veículos elétricos e outros produtos elétricos estão surgindo não apenas como estratégia climática, mas também como questão de acessibilidade, competitividade econômica, saúde pública, experiência do consumidor, segurança energética e resiliência diante de mercados de combustíveis voláteis.

Por Clem Perry, com cortesia do WRI.