Energia solar concentrada é solução mais barata que baterias

Energia solar concentrada, uma solução mais barata do que baterias para armazenamento de energia.

Ao oferecer armazenamento de energia barato, a concentração de energia solar tem um enorme potencial. No entanto, exige que os padrões internacionais resultem em uma proposta de mercado competitiva.

A energia solar térmica, também chamada de energia solar concentrada (CSP), é uma energia renovável que usa o calor do sol coletado por vários tipos de espelhos de foco. A energia da luz solar concentrada aquece um fluido de alta temperatura em um receptor, vai para um trocador de calor e, finalmente, aciona uma turbina a vapor ou a gás para produzir eletricidade.

Uma energia renovável muito promissora nos anos noventa, o mercado de CSP não conseguiu realmente decolar nos últimos anos e, embora várias usinas estejam sendo construídas em todo o mundo, principalmente na China, os preços não caíram o suficiente para torná-la economicamente viável. Construir e manter campos coletores solares concentrados em condições adversas, muitas vezes desérticas, é muitas vezes mais caro do que outras formas de energia renovável, como energia solar fotovoltaica (PV) e eólica.

Armazenamento de energia de forma barata

“A concorrência da energia solar fotovoltaica tirou participação de mercado da tecnologia solar térmica mais complexa, porque os preços dos painéis solares caíram muito nos últimos 15 anos e são muito fáceis de instalar, literalmente plug and play. A energia solar térmica, no entanto, tem uma vantagem importante sobre a energia solar fotovoltaica: armazenamento de energia barato”, explica Eckhard Lüpfert, presidente do IEC TC 117, o comitê da IEC que prepara padrões para usinas solares térmicas.

Os sistemas típicos de armazenamento térmico consistem em recipientes de armazenamento isolados cheios de sal fundido quente, com bombas e trocadores de calor. De acordo com Lüpfert, o preço do armazenamento térmico é muito mais barato do que as baterias de íons de lítio, que atualmente são uma das formas mais utilizadas de armazenamento de energia. “O desempenho das baterias está melhorando, mas o armazenamento de energia térmica tem uma vantagem importante e ainda é cerca de cem vezes mais barato”, afirma.

Um artigo publicado na Science Direct destaca que “em áreas com alto recurso solar, o CSP pode desempenhar um papel crucial, portanto, avanços significativos estão sendo feitos para aumentar sua competitividade por meio da melhoria dos sistemas de armazenamento de energia integrados ao CSP”. O documento destaca o potencial do armazenamento de energia térmica CSP para estabilizar a rede “sendo capaz de gerar energia durante as horas de alta demanda (períodos de alto preço, manhã e noite) e armazenar energia de forma eficiente, quando a demanda de eletricidade é baixa, mas a energia renovável está disponível em excesso (períodos de baixo preço, meio-dia) ”. A ideia é que o CSP se combine com outras energias renováveis, como a energia solar fotovoltaica, e forneça armazenamento de energia em escala de rede.

CSP para calor de processo industrial

Outro ponto de venda do CSP é seu uso em indústrias que dependem de uma grande quantidade de energia para processos de aquecimento, geralmente descritos como calor de processo industrial. Isso inclui refino de petróleo, produção química, ferro e aço, cimento e indústrias de alimentos e bebidas.

Para fazer cimento, por exemplo, matérias-primas como calcário e argila são moídas até formar um pó fino, que é então aquecido a uma temperatura de 1.450°C em um forno de cimento. O processo de aquecimento depende da energia de combustíveis fósseis, que são grandes emissores de carbono. A pressão está aumentando de todos os cantos para que ele se descarbonize. Embora algumas pesquisas estejam se concentrando em materiais que exigirão menos aquecimento, a luz solar concentrada usada para transferir fluidos de calor no CSP pode ser empregada para fornecer as altas temperaturas necessárias.

O CSP também pode ser usado para combustíveis solares, que estão atraindo um interesse crescente.

A necessidade absoluta de padrões

A IEC TC 117 publicou suas primeiras normas em 2017 e desenvolveu benchmarks importantes para a indústria nos últimos anos, todos cruciais para estabilizar a qualidade dos componentes e instalações e ajudar a reduzir os custos das várias tecnologias CSP, tornando-as mais competitivas. Os padrões também garantem a segurança e a confiabilidade dos sistemas CSP usados em todo o mundo. “Uma usina CSP não é apenas uma instalação elétrica, é quase uma usina de processamento químico. Ele lida com materiais perigosos, como fluidos orgânicos, que são aquecidos em temperaturas muito altas. Garantir a segurança dos trabalhadores e do ambiente circundante da fábrica é, portanto, de suma importância e um dos principais focos de nossos padrões”, descreve Lüpfert.

Olhando para o futuro, outra área para a qual os padrões serão exigidos está precisamente ligada ao uso de CSP para aplicações de nicho, como calor de processo industrial. De acordo com Lüpfert, “Podemos aplicar os aprendizados e conquistas das plantas STE e aplicá-los a aplicações industriais de calor de processo. Precisamos ampliar as aplicações dos padrões TC 117. Muitas vezes, é uma questão de reduzir o que já alcançamos em termos de desempenho e confiabilidade”.

Principais desafios nos próximos anos será atrair o tipo certo de especialistas para participar do trabalho de padronização. “Temos muitos cientistas e pesquisadores, mas precisamos de mais pessoas envolvidas no terreno e especialistas da indústria”, indica Lüpfert.

Mas também há esperança. “Desde o COVID, mudamos nossas formas de trabalhar e as reuniões online têm sido uma bênção. Graças às ferramentas online, começamos a atrair pessoas mais qualificadas para o trabalho de que precisamos, principalmente do setor industrial. Também usamos fóruns como SolarPACES, uma plataforma de colaboração tecnológica que nos permite discutir questões urgentes relacionadas ao CSP, antes de ter as restrições formais da padronização”, diz ele.

À medida que a corrida para atingir as metas de emissão zero de carbono se acelera, a concentração de tecnologias de energia solar pode desempenhar um papel importante para garantir que cheguemos lá, com a ajuda das Normas Internacionais IEC.

Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) é uma organização global sem fins lucrativos que reúne 174 países e coordena o trabalho de 30.000 especialistas em todo o mundo. Normas Internacionais IEC e a avaliação da conformidade sustentam o comércio internacional de produtos elétricos e eletrônicos. Eles facilitam o acesso à eletricidade e verificam a segurança, o desempenho e a interoperabilidade de dispositivos e sistemas elétricos e eletrônicos, incluindo, por exemplo, dispositivos de consumo, como telefones celulares ou geladeiras, equipamentos médicos e de escritório, tecnologia da informação, geração de eletricidade e muito mais. (pv-magazine-brasil)