Cobre: metal é gargalo para rápida eletrificação e alcance do Net Zero

O cobre é vital para a transição energética global, sendo amplamente utilizado na geração de energia renovável e em tecnologias emergentes, como veículos elétricos e inteligência artificial, mas sua escassez pode ser um desafio significativo para o futuro.

A busca por fontes de energia limpa e sustentável tem impulsionado uma transição energética global, visando reduzir as emissões de carbono e atenuar as mudanças climáticas. Nesse contexto, o cobre emerge como um elemento-chave, desempenhando um papel vital na viabilização dessa transição.

Primeiramente, é fundamental compreender os usos versáteis do cobre. Este metal é amplamente utilizado na geração de energia renovável, incluindo a energia solar e eólica.

Em sistemas fotovoltaicos, o cobre é essencial para a condução elétrica eficiente dentro dos painéis solares, enquanto em turbinas eólicas, é empregado em cabos de transmissão e em componentes elétricos, garantindo a conversão de energia eólica em eletricidade.

Além disso, o cobre desempenha um papel crucial nas redes elétricas, permitindo a transmissão de energia de forma mais eficiente e confiável. Sua alta condutividade elétrica e resistência à corrosão o tornam indispensável na fabricação de cabos, transformadores e outros equipamentos elétricos.

Essa infraestrutura robusta é essencial para a integração de fontes de energia renovável à rede elétrica, facilitando a transição para um sistema energético mais sustentável.

IA e o cobre

O cobre desempenha também um papel fundamental na indústria de tecnologia da informação e comunicação. Componentes eletrônicos como circuitos integrados, placas de circuito impresso e conectores dependem do cobre devido à sua capacidade de suportar altas frequências e correntes elétricas.

Da mesma forma, a indústria automotiva utiliza o cobre em sistemas de eletrônica embarcada, garantindo o funcionamento eficiente de veículos modernos e aprimorando sua segurança e desempenho.

A importância do cobre na expansão da inteligência artificial (IA) é um aspecto muitas vezes subestimado, mas fundamental, no desenvolvimento e na operação de sistemas de IA cada vez mais complexos e poderosos.

À medida que a IA se torna uma parte integrante de diversas indústrias e aplicações, o consumo de cobre aumenta devido às suas propriedades essenciais para a eficiência e confiabilidade desses sistemas.

A infraestrutura de hardware necessária para suportar a IA requer componentes que dependem do cobre. Processadores, unidades de processamento gráfico (GPUs), placas de circuito impresso e cabos de alta velocidade são todos exemplos de componentes que contêm cobre em suas estruturas.

A alta condutividade elétrica do cobre é crucial para garantir a transmissão rápida e eficiente de dados entre os diferentes componentes de hardware, permitindo o processamento rápido de grandes volumes de informações que caracteriza a IA.

É importante ressaltar que, à medida que a IA se torna mais difundida e sofisticada, a demanda por hardware de alto desempenho e infraestrutura de rede continuará a crescer, o que inevitavelmente aumentará o consumo de cobre.

Portanto, o cobre desempenha um papel crucial no suporte ao desenvolvimento e à expansão da inteligência artificial, garantindo o funcionamento eficiente e confiável dos sistemas de IA em diversas aplicações e setores industriais.

Eletrificação e a escassez de cobre

Outro segmento demandante de cobre é o de transporte. Relatório do Fórum Internacional de Energia (IEF, sigla em inglês), indica que uma transição rápida para veículos elétricos exigirá “taxas sem precedentes de produção de minas”, isto é, necessidade de abertura de novas minas de cobre de forma acelerada. Segundo a publicação, as minas de cobre ativas do mundo não podem entregar a demanda prevista.

Atualmente, a aprovação de um novo projeto de mineração leva anos, se não décadas, para ser obtido, de modo que o aumento pela demanda de cobre será gargalo para expansão da eletrificação.

Os veículos elétricos (VEs) exigem de duas a três vezes mais do metal altamente condutor do que os veículos de combustão interna. Isso se deve principalmente à necessidade de sistemas elétricos mais complexos e extensos nos VEs, incluindo motores elétricos, inversores de potência, cabos de alta tensão e sistemas de gerenciamento de energia.

Não à toa, o cobre está na lista de minerais críticos necessários para apoiar a transição de veículos elétricos. Contudo, como descrito no início, os veículos elétricos não são os únicos concorrentes por mais cobre.

A demanda global por cobre já está aumentando para eletrificar o mundo em desenvolvimento. O prognóstico é que se vai exigir mais cobre nos próximos 30 anos do que foi extraído em toda a história humana, segundo o relatório do IEF. Alcançar o Net Zero completo pode exigir até seis novas minas de cobre por ano, algo extremamente complexo.

A escassez de cobre representa uma ameaça significativa para a transição energética. A crescente demanda por este metal, impulsionada pela expansão das energias renováveis, pelo desenvolvimento de tecnologias de baixo carbono e pela IA, está exacerbando as preocupações sobre sua disponibilidade futura.

A mineração e o processamento de cobre também enfrentam desafios ambientais e sociais, como a degradação do ecossistema e conflitos territoriais, o que pode limitar ainda o suprimento desse recurso vital.

Atenuando a escassez

Aumentar os níveis de reciclagem de cobre ajuda a atenuar a demanda por novas jazidas. O metal já é amplamente reciclado, sendo inclusive alvo frequente de furto, dado o alto valor de mercado.

Acredita-se que uma taxa de reciclagem de 70% seja o limite superior viável de reciclagem porque grande parte do uso de cobre ocorre em peças muito pequenas de eletrônicos complexos e não pode ser reciclado, mas existe espaço para ampliar a sua reciclagem.

Outra solução possível é a mineração a partir de subsolo mais profundo. As minas normalmente não vão mais fundo do que 500 metros abaixo da superfície. A mineração mais profunda é possível e pode produzir mais cobre, apesar dos desafios logísticos e dos maiores custos envolvidos.

Avanços na tecnologia também estão tornando cada vez mais possível extrair mais cobre de estoques já minerados que antes eram tratados como resíduos.

Mas mesmo que todas essas coisas aconteçam, novas minas provavelmente ainda precisarão abrir. Dados os desafios ambientais, políticos e sociais envolvidos na autorização de novos projetos de mineração de cobre, isso provavelmente não acontecerá rápido o suficiente para cumprir os cronogramas atuais de eletrificação da frota de EVs.

A equipe de pesquisa responsável pelo relatório do IEF fez uma recomendação para atenuar a demanda por cobre: “Os formuladores de políticas podem considerar mudar a meta de eletrificação de veículos de 100% EV para 100% de fabricação híbrida até 2035”, um recado para a Europa e uma vantagem a favor dos híbridos e da preservação dos recursos de cobre, tão importantes para a sociedade, para geração de energia e expansão da IA.

• epbr explica: Brasil adotará híbridos a etanol ou 100% elétricos? Entenda a disputa

Este artigo expressa exclusivamente a posição do autor e não necessariamente da instituição para a qual trabalha ou está vinculado.

Referências

CATHLES, L.M.; SIMON, A.C. Copper Mining and Vehicle Electrication: A report by the International Energy Forum. IEF, 2024