Cerca de 10% da eletricidade nos Estados Unidos provém da energia eólica. A fonte de energia renovável beneficia o clima, a qualidade do ar e a saúde pública ao não emitir gases de efeito estufa e poluentes atmosféricos que seriam produzidos pelas usinas de energia baseadas em combustíveis fósseis.
Um novo estudo descobriu que os benefícios de saúde associados à energia eólica poderiam mais do que quadruplicar se os operadores do sistema elétrico reduzissem a produção de energia baseadas em combustíveis fósseis quando houvesse disponibilidade de energia eólica.
No estudo, publicado na revista Science Advances, os pesquisadores analisaram a atividade horária dos aerogeradores, bem como as emissões relatadas de cada usina baseada em combustíveis fósseis nos EUA, entre os anos de 2011 e 2017. Eles rastrearam as emissões em todo o país e mapearam os poluentes nas populações afetadas. Em seguida, calcularam a qualidade do ar regional e os custos de saúde associados a cada comunidade.
Os pesquisadores descobriram que, em 2014, a energia eólica associada às políticas estaduais melhorou a qualidade do ar de maneira geral, resultando em US$2 bilhões em benefícios para a saúde em todo o país. No entanto, apenas cerca de 30% desses benefícios de saúde alcançaram comunidades desfavorecidas.
A equipe também descobriu que, se a a produção energética através de fontes fósseis fossem reduzidas nos momentos em que houvesse energia gerada pelo vento, os benefícios para a saúde geral poderiam quadruplicar, atingindo US$8,4 bilhões em todo o país. No entanto, os resultados teriam uma distribuição demográfica semelhante.
“Descobrimos que priorizar a saúde é uma ótima maneira de maximizar os benefícios de forma ampla nos Estados Unidos, o que é muito positivo. Mas isso sugere que não vai resolver as disparidades”, diz Noelle Selin, co-autora do estudo e professora no Instituto de Dados, Sistemas e Sociedade, bem como no Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT. “Para abordar as disparidades na poluição do ar, não se pode focar apenas no setor elétrico ou de energias renováveis e contar com os benefícios gerais da poluição do ar para resolver essas disparidades raciais e étnicas reais e persistentes. Será necessário analisar outras fontes de poluição do ar, além dos fatores sistêmicos subjacentes que determinam onde as usinas são instaladas e onde as pessoas vivem.”
Em um novo estudo, a equipe buscou padrões entre os períodos de geração de energia eólica e a atividade das usinas fósseis para entender como os mercados regionais de eletricidade ajustam a produção das usinas em resposta ao aumento das energias renováveis.
“Um dos desafios técnicos, e a contribuição deste trabalho, é tentar identificar quais são as usinas de energia que respondem a esse aumento da energia eólica”, observa Qiu.
Para fazer isso, os pesquisadores compararam dois conjuntos de dados históricos do período entre 2011 e 2017: um registro de hora em hora da produção de energia dos aerogeradores em todo o país, e um registro detalhado das medições de emissões de cada usina de energia fóssil nos Estados Unidos. Os conjuntos de dados abrangiam cada um dos sete principais mercados regionais de eletricidade, sendo que cada mercado fornecia energia para um ou vários estados.
“A Califórnia e Nova York são seu próprio mercado, enquanto o mercado da Nova Inglaterra abrange cerca de sete estados, e o Meio-Oeste abrange mais”, explica Qiu. “Nós também abrangemos cerca de 95% de toda a energia eólica nos EUA”.
Em geral, observaram que, nos momentos em que a energia eólica estava disponível, os mercados se ajustavam essencialmente reduzindo a produção de energia das usinas de energia a gás natural e carvão. Também notaram que as usinas que foram reduzidas provavelmente foram escolhidas por motivos de economia, já que algumas eram menos dispendiosas de reduzir do que outras.
Em seguida, a equipe utilizou um modelo de química atmosférica para simular os padrões de vento e o transporte químico de emissões por todo o país, e determinou onde e em que concentrações as emissões geravam partículas finas e ozônio – dois poluentes conhecidos por prejudicar a qualidade do ar e a saúde humana. Por fim, mapearam as populações demográficas em todo o país, com base nos dados do censo dos EUA, e aplicaram uma abordagem epidemiológica padrão para calcular o custo da saúde de uma população como resultado da exposição à poluição.
Essa análise revelou que no ano de 2014, uma abordagem geral de economia de custos para substituir a energia de fonte fóssil nos momentos em que a energia eólica estava disponível, resultou em US$ 2 bilhões em benefícios para a saúde, ou economias, em todo o país. Uma parcela menor desses benefícios foi destinada a populações desfavorecidas, como comunidades de cor e comunidades de baixa renda, embora essa disparidade tenha variado de estado para estado.
“É uma história mais complexa do que inicialmente pensávamos”, diz Qiu. “Certos grupos populacionais estão expostos a níveis mais altos de poluição do ar, e esses grupos seriam pessoas de baixa renda e minorias raciais. O que vemos é que o desenvolvimento da energia eólica poderia reduzir essa lacuna em determinados estados, mas aumentá-la ainda mais em outros estados, dependendo de quais usinas de combustíveis fósseis são substituídas.”
Os pesquisadores então examinaram como o padrão de emissões e os benefícios para a saúde associados mudariam se eles priorizassem a redução de diferentes usinas de energia com base fóssil nos momentos em que houvesse energia gerada pelo vento. Eles ajustaram os dados de emissões para refletir vários cenários alternativos: um em que as usinas de energia mais prejudiciais à saúde e poluentes seriam reduzidas primeiro; e outros dois cenários em que as usinas que produzem a maior quantidade de dióxido de enxofre e dióxido de carbono, respectivamente, reduziriam sua produção primeiro.
Eles descobriram que, embora cada cenário aumentasse os benefícios para a saúde de forma geral, e o primeiro cenário em particular pudesse quadruplicar os benefícios para a saúde, a disparidade original persistia: as comunidades de cor e as comunidades de baixa renda ainda experimentavam benefícios para a saúde menores em comparação com as comunidades mais ricas.
“Chegamos ao fim do caminho e percebemos que não há como resolver essa disparidade apenas sendo mais inteligentes na decisão de quais usinas substituir”, diz Selin.
No entanto, o estudo pode ajudar a identificar maneiras de melhorar a saúde da população em geral, diz Julian Marshall, professor de engenharia ambiental na Universidade de Washington.
“As informações detalhadas fornecidas pelos cenários neste artigo podem oferecer orientações aos operadores de redes elétricas e aos reguladores estaduais de qualidade do ar sobre quais usinas de energia são altamente prejudiciais à saúde humana e também são propensas a reduzir as emissões de forma significativa se a eletricidade gerada por fonte eólica aumentar”, diz Marshall, que não estava envolvido no estudo.
“Uma das coisas que me deixa otimista em relação a essa área é que há muito mais atenção para questões de justiça ambiental e equidade”, conclui Selin. “Nosso papel é descobrir as estratégias mais impactantes para enfrentar esses desafios”.