Os recursos naturais não-renováveis são recursos naturais que não são naturalmente repostos depois de utilizados. Os recursos naturais não-renováveis podem ser utilizados completamente ou consumidos a tal ponto que se tornam economicamente inacessíveis. Combustíveis fósseis, minerais e metais são exemplos de recursos naturais não-renováveis.

Combustíveis fósseis

Após a Segunda Guerra Mundial, a economia mundial se recuperou com o consumo de mais energia. Até hoje, os combustíveis fósseis são as principais fontes de energia. Eles contribuem com 86% da quantidade total de energia consumida em 2004. A disponibilidade de combustíveis fósseis é difícil de avaliar com precisão. No entanto, estima-se que as reservas de carvão são as maiores. Elas são suficientes até 2170 às taxas de produção de 2004. Em relação ao petróleo e ao gás natural, sua disponibilidade é muito mais limitada. Estima-se que elas durarão apenas até 2041 e 2071, respectivamente.

A América do Norte e Central tem carvão suficiente para cobrir 290 anos de produção. A Ásia Pacífico tem apenas 101 anos de reservas de carvão, embora tenha a maior parcela da reserva total de carvão. Sendo uma das economias que mais cresce e a maior população, a produção de carvão no Pacífico Asiático triplicou durante o período 1981-2004. Em 2004, ela produziu mais da metade do carvão produzido no mundo.

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O consumo de carvão mostra um quadro misto. Desde 1965, o consumo na América do Norte é quase constante. Enquanto isso, o consumo no Pacífico Asiático aumentou notavelmente. A região tornou-se o maior consumidor mundial, respondendo por mais de 50% do consumo mundial de carvão. Em 1965, essa participação ainda era inferior a 20%. A taxa de consumo na Europa e Eurásia diminuiu significativamente, de 851 Mtep em 1965 para 537 Mtep em 2004. Entretanto, nos países industrializados, tanto a produção quanto o consumo de energia são maiores do que nos países em desenvolvimento. Seu consumo local de energia é geralmente maior do que a produção local, enquanto a produção de energia nos países em desenvolvimento é maior do que seu consumo. Isto aponta para os fluxos de energia dos países em desenvolvimento para os países da OCDE.

A incineração de combustíveis fósseis causa hoje a maior parte dos problemas climáticos, notadamente as emissões de CO2 para a atmosfera. Atualmente, a média mundial de emissões per capita de CO2 é de 3,85 t yr-1. Enquanto isso, o espaço ambiental médio mundial para CO2 é de 1,7 t – o nível de 1990 que o IPCC sugeriu para evitar o aquecimento global e mudanças climáticas dramáticas. Isso significa que, para alcançar um desenvolvimento sustentável, serão necessários muitos esforços para reduzir o consumo de combustíveis fósseis, especialmente nos países desenvolvidos.

O petróleo vem dos restos liquidificados e fossilizados de plantas e animais que viveram centenas de milhões de anos atrás; uma vez esgotadas as fontes de petróleo, elas não podem ser substituídas. O petróleo é uma fonte de energia da qual os Estados Unidos são muito dependentes. Ele é usado para criar combustíveis, como gasolina, diesel e combustível de aviação. Também é utilizado na fabricação de plásticos e produtos químicos industriais. Muito do nosso petróleo é importado, criando uma dependência de fontes que são imprevisíveis e caras. Os impactos ambientais da mineração de petróleo incluem ameaças aos cursos d’água, às plantas e à vida selvagem devido a derramamentos de petróleo e ao aumento da infra-estrutura em áreas naturais. Os impactos da combustão do petróleo incluem poluição do ar, smog e aumento das emissões de gases de efeito estufa.

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Minerais

A crosta terrestre contém uma variedade de minerais, tanto combustíveis como não combustíveis. Os minerais combustíveis incluem o carvão e o petróleo, que foram discutidos acima. Minerais não combustíveis incluem metais (ferro, alumínio, cobre, etc.), minerais industriais (cal, rocha fosfática, gesso, etc.) e minerais de construção (areia, cascalho, rocha, etc.). As quantidades de minerais na Terra são atualmente insuficientemente inventariadas. Entre os minerais não-metálicos, o sal é o mais produzido.

Setenta e cinco por cento dos recursos minerais são consumidos pelos países industrializados. Os consumidores mais importantes são os Estados Unidos, Japão, Canadá, Europa e Rússia. Entretanto, nos países industrializados, a demanda por recursos minerais diminui, pois esses países basicamente terminaram sua infra-estrutura. Pelo contrário, o consumo de recursos minerais nos países em desenvolvimento ainda aumenta à medida que eles industrializam suas economias.

Recursos não renováveis são utilizados com frequência em todo o mundo nos processos de produção e fabricação. Isto se deve a vários motivos, tais como, falta de conhecimento e aceitação de fontes renováveis por produtores e consumidores, as complexidades tecnológicas e imaturidades, bem como o custo da tecnologia para a produção de base renovável, e um fornecimento inconsistente de recursos renováveis devido a fatores naturais. Entretanto, a produção baseada em biomassa tem sido proposta como parte da solução para o crescente esgotamento dos recursos mundiais, mudanças climáticas e poluição ambiental causada pelo uso de sistemas não-renováveis. O(s) decisor(es) deve(m) ter um conhecimento abrangente sobre os sistemas de produção, processos e tecnologias disponíveis baseados em biomassa que são ou podem ser utilizados em toda a cadeia, para efetivamente projetar a configuração das cadeias de produção baseadas em biomassa e gerenciar as atividades operacionais. Considerando este fato, este capítulo visa fornecer um entendimento abrangente das várias tecnologias de conversão de biomassa que são comumente utilizadas nas cadeias de suprimento de biomassa, com foco nas informações a serem utilizadas nos processos de tomada de decisão para o projeto e gerenciamento das cadeias de produção baseadas em biomassa.

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Os sistemas de conversão termoquímica requerem ampla interação entre o fluxo térmico e o fluxo de massa, o que torna importante a análise precisa das condições e necessidades do sistema e o projeto de sistemas eficientes. Considerando as quantidades significativas de fumaça, alcatrão e partículas de cinza emitidas, o projeto e otimização de sistemas de conversão termoquímica ambientalmente aceitáveis é crítico em termos de minimização dessas emissões e acomodação de seus potenciais efeitos nocivos. A escolha da tecnologia mais adequada deve ser feita considerando as vantagens e desvantagens específicas das diferentes tecnologias de conversão termoquímica, para minimizar o efeito e a gravidade dos possíveis problemas operacionais que podem ser encontrados na conversão da biomassa.

Os sistemas de conversão bioquímica são soluções promissoras para o tratamento da matéria orgânica, prevenindo a poluição e levando à produção eficiente de energia. São processos atraentes, especialmente para os agricultores, devido à possibilidade de tratar adequadamente os resíduos agrícolas, misturando-os com outras matérias orgânicas em uma usina próxima. Neste caso, eles poderão se beneficiar da produção de calor e/ou eletricidade, assim como da utilização do digestor como fertilizante orgânico em suas atividades agrícolas. Além disso, eles aproveitarão as vantagens da demanda de locais de abastecimento curtos, distâncias de transporte no local, bem como a baixa capacidade de armazenamento requerida na economia geral do processo.

As reservas de recursos comprovadamente não renováveis têm que ser preservadas ao longo do tempo. O consumo de recursos não renováveis, como os portadores de energia fóssil ou certos materiais, como metais escassos, exige uma ligação particularmente estreita com a tecnologia e o progresso tecnológico. O consumo de recursos não renováveis só pode ser chamado de sustentável se a oferta temporal do recurso não diminuir no futuro. Isto só é possível se o progresso tecnológico permitir um aumento tão significativo da eficiência do consumo no futuro que a redução das reservas iminentes no consumo não tenha efeitos negativos sobre a oferta temporal dos recursos remanescentes. Portanto, supõe-se uma velocidade mínima do progresso tecnológico. O princípio das reservas está diretamente ligado às estratégias de eficiência de sustentabilidade; pode ser realmente visto como um compromisso de aumentar a eficiência pelo progresso tecnológico e respectivos conceitos sociais de uso para o consumo de recursos não renováveis. Em relação aos recursos materiais, o ideal de gestão da reciclagem inclui a ideia de reciclar os materiais usados na maior extensão e na melhor qualidade possível; assim, os recursos disponíveis dificilmente diminuiriam em quantidade e qualidade. Entretanto, este ideal atinge seus limites, já que a reciclagem normalmente inclui alto consumo de energia e degeneração de materiais.

O carvão é o recurso não renovável mais abundante do mundo e é utilizado para criar mais da metade da eletricidade utilizada nos EUA. O carvão é feito quando o material vegetal é comprimido em pântanos há milhões de anos. A extração de carvão de minas de superfície e sub-superfície cria inúmeros problemas para os seres humanos e o meio ambiente. As minas subterrâneas são perigosas para os mineiros, pois os túneis podem colapsar e o gás acumulado pode explodir. Elas também criam subsidência, o que significa que o nível do solo diminui quando o carvão é removido. A mineração de superfície causa erosão e poluição da água e diminui a biodiversidade, reduzindo o habitat vegetal e animal. Além disso, a combustão do carvão contribui para a poluição do ar e as mudanças climáticas globais e cria uma cinza tóxica como subproduto.

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Gás natural

O gás natural é o resultado da decomposição de plantas e animais que foram aprisionados sob as rochas há milhões de anos. Este gás é perfurado a partir do solo ou extraído com dinamite e depois processado e canalizado através de milhares de quilômetros de tubulações para cozinhar, aquecer casas e abastecer veículos. Embora o gás natural seja considerado um combustível fóssil relativamente “limpo”, os impactos ambientais da extração e instalação de gasodutos incluem uma severa perturbação do habitat da vida selvagem e da contaminação das águas subterrâneas.

Energia nuclear

Embora a energia nuclear seja muitas vezes apresentada como uma alternativa viável ao carvão e ao petróleo, não é uma fonte de energia renovável. A energia nuclear requer urânio, um elemento metálico radioativo que deve ser extraído da terra e não é rapidamente reabastecido. A energia nuclear não cria poluição do ar através da combustão, como os combustíveis fósseis. Produz, porém, resíduos radioativos, que devem ser descartados e que podem causar problemas para os seres humanos e para os ecossistemas por milhares de anos. Além disso, acidentes e vazamentos de usinas nucleares podem ter efeitos catastróficos em todo o planeta.

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