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As coisas começaram a esquentar na região da cidade de Nova York no início de abril, e isso me fez pensar novamente sobre algo de que as pessoas não estão falando o suficiente: a demanda de energia para aparelhos de ar-condicionado.
Eu entendo: centros de dados são a nova preocupação da vez. E não estou dizendo que não deveríamos pensar sobre a pressão que instalações de computação em escala de gigawatts exercem sobre a rede elétrica. Mas um pouco de perspectiva é importante aqui.
De acordo com um relatório da Agência Internacional de Energia (IEA) divulgado no ano passado, os centros de dados representarão menos de 10% do aumento da demanda de energia entre o momento atual e 2030, bem menos do que a demanda de energia para climatização de ambientes (principalmente ar-condicionado).
Acabei de concluir uma nova matéria sobre uma maneira inovadora de fabricar trocadores de calor, um componente crucial em aparelhos de ar-condicionado e em uma série de outras tecnologias que refrigeram nossos edifícios, alimentos e eletrônicos. Vamos entender por que estou escrevendo sobre os bastidores das tecnologias de resfriamento e por que este setor realmente precisa de inovação.
Um aspecto perverso sobre o resfriamento e as mudanças climáticas: é tudo um ciclo vicioso. À medida que as temperaturas sobem, a necessidade de tecnologias de resfriamento aumenta. Por sua vez, mais usinas termelétricas movidas a combustíveis fósseis entram em operação para atender a essa demanda, elevando ainda mais a temperatura do planeta.
Os chamados “graus-dia de resfriamento” (ou CDD, do inglês Cooling Degree Days) são uma medida da necessidade adicional de resfriamento. Basicamente, parte-se de uma temperatura de referência pré-estabelecida para calcular quanto a temperatura média excede esse valor. Suponha que o valor de referência (acima do qual normalmente seria necessário ligar um aparelho de resfriamento) seja 21 °C. Se a temperatura média de um dia for de 26 °C, isso equivale a cinco graus-dia de resfriamento em um único dia. Repetindo isso todos os dias durante um mês, chega-se a 150 graus-dia de resfriamento.
Explico essa métrica, que pode parecer estranha, porque ela é uma boa medida da demanda total de energia para resfriamento — já que reúne tanto a quantidade de dias quentes quanto o quão quente eles são.
E o número de graus-dia de resfriamento está aumentando de forma constante no mundo todo. Em 2024, o total global de graus-dia de resfriamento foi 6% maior do que em 2023 e 20% acima da média de longo prazo registrada nas duas primeiras décadas do século. Regiões com alta demanda por resfriamento, como China, Índia e Estados Unidos, foram particularmente afetadas, segundo o relatório da Agência Internacional de Energia. Você pode conferir a análise mês a mês desses dados feita pela IEA no site da agência.
O aumento nos graus-dia de resfriamento está impulsionando a maior demanda por aparelhos de ar-condicionado — e, consequentemente, por energia para alimentá-los.
O uso de ar-condicionado representou 7% da demanda mundial de eletricidade em 2022, e essa participação tende a crescer ainda mais a partir de agora.
Havia menos de 2 bilhões de aparelhos de ar-condicionado no mundo em 2016. Até 2050, esse número poderá chegar a quase 6 bilhões, segundo um relatório da IEA de 2018. Isso é um indicativo de progresso e, de certa forma, algo que deveria ser celebrado: o número de aparelhos de ar-condicionado tende a crescer junto com a renda domiciliar. Mas também representa um desafio para a rede elétrica.
Outro ponto importante: não se trata apenas da quantidade total de eletricidade necessária para operar os aparelhos de ar-condicionado, mas também de quando essa demanda ocorre. Como já abordamos anteriormente na MIT Technology Review, seus hábitos de uso de ar-condicionado não são únicos. Os aparelhos tendem a ser ligados aproximadamente no mesmo horário — quando faz calor. Em algumas regiões dos Estados Unidos, por exemplo, o ar-condicionado pode representar mais de 70% da demanda residencial de energia nos momentos de maior pressão sobre a rede elétrica.
A boa notícia é que estamos vendo inovações em tecnologia de refrigeração. Algumas empresas estão desenvolvendo sistemas de resfriamento que incluem um componente de armazenamento de energia, permitindo que sejam carregados quando a energia está abundante e a demanda é baixa. Assim, eles podem iniciar o resfriamento quando for mais necessário, sem sobrecarregar tanto a rede elétrica durante os horários de pico.
Também já abordamos alternativas aos aparelhos de ar-condicionado, como os sistemas de resfriamento por dessecante, que utilizam materiais especiais capazes de absorver a umidade para ajudar a resfriar ambientes e lidar com a umidade de forma mais eficiente do que as opções tradicionais.
E, na minha reportagem que citei anteriormente, analisei novos avanços na tecnologia de trocadores de calor. Os trocadores de calor são um componente crucial dos aparelhos de ar-condicionado, mas na verdade estão presentes em diversos lugares — em bombas de calor, refrigeradores e, claro, nos sistemas de resfriamento de grandes edifícios e instalações de grande porte, incluindo centros de dados.
Estamos construindo trocadores de calor basicamente da mesma forma há quase um século. Esses componentes servem para mover o calor, e existem alguns métodos conhecidos para fazer isso com dispositivos relativamente simples de fabricar. Agora, no entanto, uma equipe de pesquisadores conseguiu imprimir em 3D um trocador de calor que supera alguns modelos tradicionais e rivaliza com outros. Ainda estamos longe de resolver a crise iminente no uso de ar-condicionado, mas os detalhes são fascinantes — espero que você dê uma olhada.
Precisamos de mais inovação em tecnologias de resfriamento para atender à crescente demanda global de maneira eficiente, de modo a não permanecermos presos nesse ciclo. Também será necessário apoio político e público para garantir que essas tecnologias realmente façam a diferença e estejam acessíveis a todos.
Casey Crownhart
