Grupo de Economia da Energia

Implicações geopolíticas do processo de transformação energética: analisando o impacto da demanda por minerais críticos

In energia on 23/09/2021 at 20:51

William A. Clavijo Vitto

A transição energética de baixo carbono está dando lugar a um processo de transformação estrutural sobre os sistemas de produção e consumo de energia, sem precedentes desde a primeira revolução industrial, trazendo consigo diversas implicações de tipo técnico, econômico, social e político que, inevitavelmente, deverão contribuir na reconfiguração da geopolítica dos recursos naturais nos termos em que é entendida hoje.

Embora as rotas tecnológicas que dominarão essa transição ainda não tenham sido totalmente definidas, e, portanto, seja impossível predizer de forma concreta todos seus impactos geopolíticos, algumas tendências que estão sendo observadas no setor permitem discutir sobre mudanças que deverão se acelerar nos próximos anos. Nesse quesito, a difusão das novas fontes de energia renováveis associadas ao paradigma da eletrificação e as perspectivas positivas sobre o aumento na participação destas tecnologias nas matrizes de energia, abrem a porta para a realização de algumas estimativas. 

Apesar de existirem visões otimistas sobre o impacto positivo da introdução das novas renováveis sobre a estabilidade do sistema internacional, a dinâmica das cadeias produtivas por detrás do desenvolvimento dessas opções tecnológicas levanta questões que impedem descartar a geração de novos fatores de tensão entre Estados. Entre essas questões, destaca-se a necessidade de refletir sobre o impacto que a aceleração na difusão dessas fontes de energia trará sobre a demanda por minerais críticos.

À diferença dos combustíveis fósseis, as novas renováveis são intensivas em recursos minerais. A modo de exemplo, a fabricação de carros elétricos demanda seis vezes mais insumos minerais do que carros convencionais. No âmbito das tecnologias de geração, a fabricação de uma usina eólica offshore requer nove vezes mais recursos minerais do que uma planta de geração a gás natural com a mesma capacidade de geração (IEA, 2021). 

Dessa forma, as indústrias de energia, além de ocupar um papel de destaque na nova onda de inovações tecnológicas que está experimentando a economia mundial, junto com o desenvolvimento de tecnologias disruptivas como a 5G e a Inteligência Artificial, também deve alimentar a corrida pelo acesso ininterrupto a minerais críticos por parte de empresas e países (Kazantzakis, 2019).

As novas renováveis como driver da demanda por minerais críticos

Atualmente, não existe um consenso sobre a definição de minerais críticos. Essa categorização, atende a distintas considerações de governos e empresas, tais como, requerimentos de segurança e defesa, segurança econômica, competitividade industrial, e, recentemente, preocupações com a emergência climática (Nakano, 2021). 

Um mineral pode ser considerado como crítico se se enquadrar dentro de alguma das características seguintes: (i) se for usado em grandes quantidades por um setor industrial específico; (ii) se sua extração e processamento é realizada em poucos países; (iii) se o mineral não pode ser substituído para o desenvolvimento de um produto determinado, a partir do nível de conhecimento técnico existente; ou (iv) se o mineral possui uma cadeia de fornecimento vulnerável a disrupções capazes de afetar a fabricação de um produtivo cuja ausência no mercado poderia gerar consequências significativas em termos econômicos e de segurança (Overland, 2019; Valero et al. 2021; Nakano, 2021). 

Uma revisão dos minerais necessários para a fabricação das tecnologias de geração de energia de baixo carbono mais representativas pode dar maior clareza sobre o escopo da crescente demanda por recursos naturais que estão gerando os esforços de descarbonização das matrizes energéticas (tabela 1).

Tabela 1. Requerimentos de recursos minerais para o desenvolvimento de tecnologias selecionadas

TecnologiaMinerais requeridos
SolarBauxita e Alumina, Cádmio, Cobre, Gálio, Germânio, Índio, Ferro, Chumbo, Níquel, Selênio, Silício, Prata, Telúrio, Estanho, Zinco.
EólicaBauxita e alumina, cromo, cobalto, cobre, ferro, chumbo, manganês, molibdênio, terras raras, zinco.
Carro elétrico e armazenamento de energiaBauxita e Alumina, Cobalto, Cobre, Grafite, Ferro, Chumbo, Lítio, Manganês, Níquel, Terras Raras, Silício, Titânio.

Fonte:  Churchill e Crawford, 2020.

Tal como pode se apreciar no quadro 1, as três tecnologias das novas fontes renováveis que têm experimentado mais rápida difusão nos últimos anos – energia solar, energia eólica, e armazenamento -, dependem de distintos grupos de minerais. Lítio, cobalto e níquel têm um papel central para garantir o bom desempenho, a longevidade e maior densidade das baterias. Terras raras são utilizadas para fabricar ímãs potentes que são usados em alguns tipos de turbinas eólicas e nos carros elétricos (IEA, 2021). No caso da energia solar, a disponibilidade de prata, índio e telúrio é fundamental para a fabricação de painéis fotovoltaicos (Crandell et al. 2016). Redes de eletricidade precisam de grandes quantidades de cobre e alumínio. Entretanto, o cobre é um mineral essencial para quase todas as tecnologias relacionadas à eletricidade (IEA, 2021).

Nas próximas décadas, os esforços dos países para atingir as metas de descarbonização nos níveis necessários, para impedir o aumento das temperaturas em 2 graus celsius quando comparado com níveis pré-industriais, deverá impulsionar a demanda por tecnologias de baixo carbono. Em decorrência disso, espera-se que a necessidade por expandir a produção desses equipamentos converta o setor de energia no principal driver da demanda por um amplo leque de minerais (IEA, 2021).

De acordo com estimativas da Agência Internacional de Energia (2021), desde 2010 a demanda por minerais para o setor de energia aumentou em 50%, puxada pela necessidade de insumos para a fabricação de tecnologias de baixo carbono. Projeções até 2040 da mesma agência, estimam que essa demanda deva se duplicar ou quadruplicar dependendo da velocidade que atingirem os esforços nacionais de redução de emissões de gases de efeito estufa (ver gráfico 1). 

Gráfico 1. Projeções de aumento da demanda por minerais críticos para as indústrias de energia em setores determinados

Fonte: IEA, 2021.

Tal como aparece no gráfico 2, no cenário STEPS (States Policies Scenario), a agência estima que a demanda possa aumentar da faixa das 7 milhões de toneladas (MT) em 2020, para 15 MT em 2040. Já no cenário SDS (Sustainable Development Scenario), o qual, é construído baseado na estimação dos esforços necessários para atingir os objetivos de redução de emissões do acordo de Paris, estima-se que a demanda por minerais críticos deva passar de 7 MT para cerca de 28 MT no mesmo período. 

As estimativas de crescimento da demanda por minerais específicos, em vários casos, apresentam projeções ainda maiores. Segundo a agência, no cenário SDC, até 2040 a demanda por lítio se multiplicará por quarenta e dois, a de cobalto e níquel por 19 e 24 respectivamente, e terras raras por sete (IEA, 2021). 

Entretanto, quando analisado por tecnologias específicas, em ambos os cenários, as opções que apresentam projeções mais aceleradas de crescimento são aquelas relacionadas à produção de carros elétricos e baterias. 

Perspectivas de aumento da capacidade de oferta 

As projeções de crescimento acelerado da demanda por minerais trazem preocupações sobre a disponibilidade e a confiabilidade na capacidade de fornecimento desses recursos (Valero et al. 2021; Church e Crawford, 2020). Para acompanhar o comportamento da demanda, será necessário que os investimentos orientados a aumentar a capacidade de exploração, extração e processamento desses recursos experimentem uma tendência de crescimento similar. 

Apesar do caráter cíclico que caracteriza o comportamento dos mercados de matérias primas, estima-se que as projeções de crescimento da demanda por minerais críticos para as próximas décadas estejam bem acima de qualquer de qualquer experiência vivida anteriormente nas indústrias de mineração (Overland, 2019; IEA, 2021). Tensões no equilíbrio entre as estruturas de oferta e demanda por diferentes minerais, no passado, estimulou investimentos adicionais ou medidas de substituição da demanda. Porém essas decisões aconteceram com atraso e geraram volatilidade na cotação de preços desses recursos em mercados internacionais (IEA, 2021). Isto, considerando que leva entre 10 e 15 anos desde a descoberta de depósitos de minerais até a entrada em operação das atividades de extração (Church e Crawford, 2020). 

Para acompanhar o comportamento da demanda, será necessário que os investimentos orientados a aumentar a capacidade de exploração, extração e processamento desses recursos experimentem uma tendência de crescimento similar. Porém, estima-se que sem sinais mais contundentes de garantia de demanda de longo prazo, além de projeções otimistas sobre o incremento nos esforços de redução de emissões nos próximos anos, as empresas de mineração continuem a manter decisões de investimentos baseadas em cenários conservadores (IEA, 2021). 

Dessa forma, um aumento acelerado dos preços dos minerais críticos pode afetar a estrutura de custos das tecnologias de baixo carbono, encarecendo seus preços no mercado. Como consequência, a escassez desses recursos no mercado pode impactar a velocidade e a escala com que essas tecnologias podem ser difundidas globalmente (Hund et al. 2020). 

Adicionalmente, existem outras questões que afetam a estrutura de oferta de alguns dos minerais que serão demandados em maior quantidade pelas indústrias de energia nos próximos anos. Em primeiro lugar, mais do que a escassez de reservas, um fator de preocupação é que as atividades de extração e processamento de parte importante dos minerais críticos estão concentradas num número reduzido de Estados (ver gráfico 2). 

Gráfico 2. Participação dos três principais países produtores na produção total de minerais e combustíveis fósseis selecionados, 2019

Fonte: IEA, 2021.

Como se pode apreciar na tabela 2, na atualidade, mais de 50% da produção de cinco tipos minerais críticos – cobalto, grafito, terras raras, lítio e minerais de platina -, concentra-se num país só. Essa característica traz à tona as preocupações dos Estados com a segurança no abastecimento desses recursos naturais para serem usados como insumos em atividades industriais, incluindo o setor de energia (Månberger e Johansson, 2019)

Em vários casos, os reservatórios e a extração desses recursos encontram-se em países com baixos níveis de desenvolvimento institucional, e, portanto, susceptíveis à ocorrência de fenômenos associados com a maldição dos recursos naturais – Moçambique, República Democrática do Congo e Zimbadwe (ver tabela 2). Essa situação levanta elementos adicionais de incerteza sobre a segurança no abastecimento, em decorrência da possível ocorrência de crises políticas internas, ou, até conflitos armados. Associado às atividades de extração de recursos naturais, também aparecem preocupações com casos de violações aos direitos humanos (Church e Crawford, 2020).

Outros elementos de incerteza estão associados com o declínio na produção de minerais em algumas províncias, e a necessidade expandir a fronteira extrativa para áreas com recursos mais diluídos (Valero et al. 2021). No caso do cobre no Chile, a qualidade do recurso extraído diminuiu consideravelmente nos últimos anos. Em decorrência disso, a extração desse mineral com menor teor, passou a requerer de mais energia, exercendo pressão ascendente sobre os custos de produção, o aumento das emissões de gases de efeito estufa e a geração de maiores volumes de resíduos (IEA, 2021).

Junto com a demanda por mais minerais também cresceu a pressão pelo impacto ambiental dessas atividades. Quase a totalidade da indústria de mineração é locomovida por combustíveis fósseis, representando 6% das emissões geradas por essas fontes (Hund et al. 2020). As atividades de extração em casos como as terras raras, envolvem alto impacto ambiental e sobre a saúde humana, derivada dos materiais radioativos e ácidos utilizados. Essa situação tem levado distintos países a priorizar a proteção ambiental sobre as preocupações pela dependência das importações desde Estados com regulações mais laxas (Nakano 2021). Casos específicos como o lítio e o cobre, também são exemplares neste quesito, devido ao estresse hídrico provocado pela necessidade de utilizar água doce durante as atividades de extração (IEA, 2021).

Por outro lado, o atual contexto também oferece oportunidades para ajudar a reduzir a pressão sobre a demanda de minerais específicos. Uma vantagem do atual processo é que ainda existem oportunidades para construir trajetórias tecnológicas condizentes a geração de inovações pioneiras baseadas na utilização de outros insumos minerais. Esforços de desenvolvimento tecnológico já contribuíram na identificação de soluções utilizando minerais substitutos e a redução da intensidade no uso de determinados recursos para a fabricação de equipamentos de geração de energia – por exemplo, a fabricação de aerogeradores sem incorporar imãs potentes baseados em terras raras (Overland, 2019; Vakulchuk et al. 2020). 

Adicional ao anterior, ainda existem grandes oportunidades no relacionado ao desenvolvimento de capacidade de reciclagem de minerais críticos. Apesar dos custos de reciclagem serem elevados, soluções tecnológicas para o aproveitamento dos minerais em equipamentos descartados, num contexto de aumento da demanda e pressão sobre a estrutura de preços das tecnologias, podem ser viáveis. Nesse quesito, as políticas públicas podem incentivar a alteração dos prazos de obsolescência programada dos equipamentos, visando aumentar seu tempo de utilidade, e esforços de aprimoramentos no design dos produtos para facilitar os trabalhos de reciclagem (Overland, 2019).

Implicações da demanda por minerais críticos na geopolítica dos recursos naturais

A expansão e o surgimento de novas cadeias de fornecimento de minerais críticos, associados principalmente à demanda por novas fontes renováveis, é uma das variáveis que está contribuindo no redesenho da geopolítica dos recursos naturais neste contexto de transição. Como parte desse processo, conforme essas novas tecnologias forem se difundindo, países e regiões com conhecimento tecnológico, capacidade produtiva e alta dotação de minerais críticos deverão ganhar relevância.

Apesar de que a transição para tecnologias de baixo carbono ligadas à eletrificação tem o potencial de reduzir tensões e conflitos associados à energia entre os Estados, a demanda por minerais para as indústrias de energia e outros setores econômicos estratégicos deve continuar a manter alguns elementos que precisam ser considerados como de risco geopolítico potencial.

A competição por recursos, sua utilização como arma geopolítica por países produtores e a ocorrência de tensões entre Estados, associadas a minerais, são fenômenos que já foram vistos na história indústria do petróleo, e, que, poderiam se repetir neste processo de transição para fontes de energia mineral intensivas. Como consequência desses riscos, alguns Estados podem optar por retrasar ou paralisar a condução de políticas de transição, afetando os esforços globais de contenção da emergência climática.

Analisando o panorama desde um ponto de vista mais abrangente, a ocorrência desses fenômenos é plausível considerando o contexto internacional atual marcado pela rivalidade entre a China e os Estados Unidos na disputa pela liderança global. Isso, em decorrência das preocupações que levanta o controle que a China exerce sobre as atividades de extração e processamento de vários minerais críticos necessários para fabricar equipamentos ligados às novas renováveis num momento de crescente pressão pelo aumento dos esforços de redução de emissões (ver figura 1).

Figura 1. Composição das cadeias produtivas para o desenvolvimento de tecnologias de baixo carbono específicas

Fonte: Nakano, 2021.

Como pode se observar na figura 1, a qual, apresenta a participação de países e regiões na cadeia de produção de baterias, usinas eólicas e painéis fotovoltaicos, é possível visualizar a dominância que a China exerce sobre as distintas etapas, incluindo as atividades de extração e processamento de minerais críticos. Essa posição tem sido o resultado de décadas de aproveitamento de seus recursos minerais internos, tirando vantagem de contar com regulações ambientais laxas. Nos casos em que apresentou escassez de reservas de minerais estratégicos, as empresas chinesas investiram no exterior. E, esse esforço foi integrado dentro de planos ambiciosos de desenvolvimento industrial de longo prazo voltados a atingir a liderança em termos de capacidade produtiva e tecnológica em distintos setores, incluindo as novas energias renováveis (Nakano, 2021).

Nessas condições, a China possui uma vantagem geopolítica sobre os Estados Unidos, a União Europeia e outros aliados que estão se somando em esforços coordenados para conter o ascenso econômico e militar chines, principalmente, na região Ásia- Pacífico.

Adicional ao anterior, a China de hoje sabe que pode instrumentalizar essa vantagem contra de seus rivais ou detratores internacionais. Apesar do histórico em matéria de política exterior, mais concentrada na ordem interna, com uma abordagem baseada no princípio da não intervenção e a ênfase na expansão das relações comerciais, a China tem apresentado sinais de mudança conforme aumentaram as tensões com ocidente e alguns países vizinhos.

O impacto do sucesso econômico e tecnológico sobre a confiança dos burocratas da potência asiática na última década, em vários casos já incentivou a adoção de posturas mais contundentes, acompanhadas da utilização de distintos recursos de poder estrutural para defesa de seus interesses nacionais, principalmente, o controle do acesso a seu mercado interno. Um caso exemplar nesse respeito, no setor da mineração, foi o embargo aplicado em 2010 às exportações de terras raras ao Japão, em decorrência das tensões provocadas pela disputa territorial que ambos os países mantêm sobre as ilhas Senkaku.

Reconhecendo a vulnerabilidade que representa o controle das cadeias de fornecimento de minerais críticos por parte de um grupo seleto de países e organizações, os EUA, a União Europeia, o Reino Unido, Japão e Austrália vêm adotando estratégias para reduzir os riscos associados. Como parte delas, os planos governamentais contemplam medidas para incentivar a diversificação de fontes e abastecimentos desses recursos, priorizando o aproveitamento das reservas locais, quando possível. Neste quesito, Gulley et al (2018) estimam que os EUA e a China devem desenvolver uma dinâmica de competição sobre 11 minerais, incluindo recursos que são insumos fundamentais para a fabricação de equipamentos de geração de energia renováveis (platina, paládio, ródio e tântalo). Também, os planos contemplam incentivos para o desenvolvimento de inovações que permitam reduzir o substituir a dependência de minerais determinados para o desenvolvimento de tecnologias de baixo carbono (Nakano, 2021). Contudo, balançar a dominância chinesa sobre as cadeias de fornecimento de minerais estratégicos é uma questão que, com esforço, será possível só em longo prazo. Isso considerando, o tempo que toma o desenvolvimento dos projetos de mineração. 

Dessa forma, as atuais condições do mercado de minerais necessários para expandir a difusão de novas fontes renováveis são elementos que deverão ser acompanhados com atenção e integrados como variáveis chave nas discussões de política pública associadas a energia, clima e relações exteriores nas próximas décadas.

Referências bibliográficas 

Church, Clare; Crawford, Alec (2020). Minerals and the Metals for the Energy Transition: Exploring the Conflict Implication for mineral-Rich, Fragile States. Em: Hafner, M.; Tagliapietra, S. (editors). The Geopolitics of the Global Energy Transition. Lecture Notes in Energy 73. Springer Open.

Grandell, L.; Lehtila, A.; Kivinen, M.; Koljonen, T. Kihlman, S.; Laura, S. (2016). Role of Critical metals in the future markets of clean energy technologies. Renew Energy; 95:53–62.

Hund, H.; La Porta, D.; Fabregas, T.; Laing, T.; Drexhage, J. (2020). Minerals for Climate Action: The Mineral Intensity of the Clean Energy Transition. Banco Mundial, Washington. 

International Energy Agency (2021). The Role of Critical World Energy Outlook Special Report Minerals in Clean Energy Transitions. World Energy Outlook Special Report. Paris.

Kalantzakos, Sophia (2019). The Geopolitics of Critical Minerals. IAI PAPERS 19, DECEMBER 2019. 

Månberger, André; Johansson, Bengt (2019). The geopolitics of metals and metalloids used for the renewable energy transition. Energy Strategy Reviews 26 (2019) 100394.

Nakano, Jane (2021). The Geopolitics of Critical Supply Chains. The Center for Strategic and International Studies (CSIS). Washington. 

Overland, Indra (2019). The geopolitics of renewable energy: Debunking four emerging myths. Energy Research & Social Science 49 (2019) 36–40. 

Vakulchuk, R.; Overland, I.; Scholten, D. (2020). Renewable energy and geopolitics: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 122 (2020) 109547.

Valero, A.; Clavo, G.; e Valero, A. (2021). LA ENCRUCIJADA DE LOS RECURSOS MINERALES. Agenda Pública. Disponivel em: https://agendapublica.es/la-encrucijada-de-los-recursos-minerales/.

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