De consumidor a gerador de energia em 1 dia

Em outubro passado me tornei gerador de energia solar. Em apenas 1 dia o sistema foi instalado e de consumidor passei a gerador a energia.

O filminho abaixo mostra o processo. Rápido, limpo, seguro e super gratificante.

Impossible não imaginar que instalações como esta sejam algo trivial e padrão nos próximos anos.

Um Grid Global

Em qualquer momento do dia, bate Sol na metade do planeta. Um terço de terra firme é formada por desertos, quase sempre em áreas de alta insolação. Com uma pequena fração desse território – não mais de 0,5% - dá para gerar, de forma contínua, eletricidade suficiente para atender toda a demanda atual e a projetada para o planeta em2050, considerando inclusive a eletrificação de quase todo sistema de transporte e a produção industrial. 

O problema fundamental para tornar viável esse potencial, é suprir a intermitência diária da energia solar na ausência do Sol. Para tanto, é preciso uma combinação deduas revoluções: no armazenamento e na transmissão de energia a longas distâncias. 

Quando ainda é noite na América já é dia na África e Ásia e vice-versa. Uma região do planeta poderia gerar a energia necessária em outras regiões e a transmitir entre os continentes da mesma forma como fazemos hoje com voz e dados por meio dos cabos submarinos. O problema é que sistemas de transmissão de energia tendem a perder muito em eficiência à medida que transportam mais energia entre maiores distâncias, devido ao aquecimento e consequente aumento da resistência. As perdas alcançam cerca de 3,5% a cada mil quilômetros. 

A mais longa e uma das mais eficientes linhas de alta tensão no mundo é a que liga as usinas do Rio Madeira ao Sudeste do Brasil, com 2,4 mil quilômetros por onde transitam 3,1 GW de energia por hora. Uma perda de 5% no trajeto representa 200 MW - oque dá para abastecer uma cidade de 1,5 milhão de habitantes.

O desafio da transmissão intercontinental envolve cem vezes mais energia e o triplo da distância. A solução para isso está nos sistemas de transmissão com base em cabos de supercondutividade que, por operarem em baixas temperaturas, conseguem transmitir muito mais energia por polegada e com perdas menores de 1% a cada cinco mil quilômetros.

O primeiro cabo operacional desse gênero foi instalado em 2014 na cidade de Essen, na Alemanha, ligando uma geradora ao centro de distribuição da cidade. Os cabos supercondutores possuem um engenhoso mecanismo de esfriamento com nitrogênio líquido que circula por dentro deles, como em um sistema de artérias e veias. O interior do cabo por onde transita a energia fica a menos de 200 o C, fato que reduz as perdas em mais de 90%, mesmo considerando a energia gasta para manter o nitrogênio líquido. Os cabos supercondutores representarão para a energia o que a fibra ótica representou para a transmissão de dados.

Os primeiros cabos submarinos de fibra ótica foram instalados em 1988, ligando os Estados Unidos à Inglaterra. Em menos de três décadas, todos os continentes já estão interligados por mais de 280 cabos submarinos com quase um milhão de quilômetros de extensão. Assim, antes de 2050, o planeta terá um grid global interconectando todos os continentes e a eletricidade fluirá pela rede da mesma forma como hoje acontece com dados e voz.

O sistema de armazenamento (tema para ser analisado mais detidamente em futuras colunas) ajudará a dar fluidez à energia em rede. Assim como acontece com dados, poderemos armazená-la em formas fixas ou móveis (exemplo: kits de baterias, em casa ou no carro), de maior ou menor capacidade, e em periféricos ou em nuvem.  

O Grid Global trará consigo oportunidades de geração de energia onde ela for mais limpa e barata, ao mesmo tempo que possibilitará a rápida expansão das fontes renováveis e uma espécie de phase out (uma eliminação progressiva) da produção e do consumo de combustíveis fósseis.

Figura:Diagrama de autoria de S. Chatzivasileiadis / ETH Zurich

Artigo Publicado na coluna Bússola da revista Época Negócios, Nov 2015

MME começa a olhar para o sol

Na sexta feira 28.08 foi realizado o segundo leilão exclusivo para sistemas solares de geração de energia elétrica.  Foram contratados 31 projetos de geração solar com potencial de 834 MW e uma geração média esperada de 231 MW o que é energia suficiente para abastecer uma cidade do tamanho do Rio de Janeiro.

O preço médio foi R$ 302 /MWh o que apresentou um deságio de 13,5% em relação a preço inicial R$ 349/MWh.

Embora mais alto que os preços da energia eólica e hidroelétrica, o valor alcançado já se aproxima de valores competitivos com energia de usinas termoelétricas a carvão. E a tendência é de queda. pelo menos pelos próximos 10 anos.

Em recente seminário realizado no MME em Brasília, o presidente da EPE, Mauricio Tomasquim, ampliou de 3.000 para 7.000 MW o potencial de geração solar instalado no Brasil até 2024. Embora ainda acanhada a mudança da projeção indica que a EPE finalmente começa a levar a sério o potencial solar do Brasil.

Fonte: CCEE, organizado por AcendeBrasil

Micro quer ser grande

Desde abril de 2012, quando a Aneel publicou a norma para microgeração distribuída de energia elétrica, apenas 670 microcentrais geradoras foram instaladas no Brasil, sendo 631 de painéis solares fotovoltaicos (quase todas painéis solares em telhados). A lenta adesão levou a agência a abrir consulta pública para revisar as regras, com objetivo de atingir 500 mil a 700 mil unidades de microcentrais geradoras instaladas em dez anos.

Parece muito, mas não é. Só na Alemanha, nos últimos dez anos, foram instalados mais de 1,4 milhão de unidades de microgeração solar, com potencial instalado de 38 mil MW (mais de duas vezes o potencial da Hidrelétrica de Itaipu). Isso num país que no melhor local para geração de energia solar tem potencial abaixo de Santa Catarina, nossa região de menor potencial.

Entre as principais propostas para superar os entraves para rápida adoção da microgeração identificados nas audiências públicas promovidas pela ANEEL estão a isenção do ICMS na autogeração, a autorização de transferência e/ou comercialização dos excedentes de geração, a possibilidade de condomínio ou associação de produtores e a redução drástica do tempo para conectar a microgeração na rede (a instalação demora poucos dias, mas a conexão na rede em algumas distribuidoras supera um ano).

A adoção da microgeração em escala é uma tremenda oportunidade para o Brasil num momento de forte crise econômica, energética e política. A instalação dos painéis solares é muito rápida e não exige licenciamento e obras civis (e tão pouco empreiteiras). Entre a contratação e entrega são semanas, e não anos.

É uma enorme oportunidade de geração de trabalho e renda. Nos Estados Unidos, que instalaram 200 mil unidades em 2014, foram gerados 174 mil empregos diretos e quase 700 mil indiretos. Além disso, a formação de mão de obra é simples e rápida. Com um curso de dois dias, um eletricista é capaz de montar uma equipe de três pessoas para realizar instalações residenciais. Dependendo do sistemas de financiamento e incentivos, o retorno sobre investimento pode cair dos atuais sete para três anos.

O estimulo à implantação da microgeração deve se dar especialmente para a população mais pobre e que mais sofre com a recente alta na conta de luz. A simples inclusão das unidades microgeradoras como equipamento básico nos projetos do Minha Casa Minha Vida já traria um beneficio imediato como mostra o bem-sucedido piloto realizado em um condomínio do programa em Juazeiro (BA), onde a geração fotovoltaica, instalada com mão de obra dos moradores, cobre todas as despesas de condomínio.

Que venha logo na nova regulamentação da Aneel. É hora da microgeração se agigantar.

Publicado em O Globo em 29.07.2015

Efeito Elon Musk

A ideia é muito simples:  uma bateria plug & play com capacidade de prover energia para uma casa ou escritório por um dia e, assim, permitir que energia solar e eólica possam estar presentes 24h por dia.

Um sistema de bateria que cumpra esta função não é novidade, mas um que seja integrado à rede elétrica, plug & play, discreto, de longa duração (garantia de 10 anos), compacto e com preço competitivo é o que faz do anúncio da Powerwall ser um marco para impulsionar os sistemas de armazenamento de energia.

Um módulo simples para uso residencial terá de 7 a 10 KWh de capacidade, o que permite manter uma casa média com todos os utensílios domésticos e equipamentos (TV, computador etc) em funcionamento normal, por quase um dia inteiro. O custo deverá ser de U$ 3 mil a US$ 3500 e, como tem garantia de 10 anos, significa menos de US$ 1 por dia. E este preço só tende a cair conforme a produção ganhe escala.

Com base na mesma tecnologia, a Tesla produzirá também módulos de 100 Kwh que se assemelham ao tamanho de um refrigerador pequeno. Eles também podem ser combinados em série multiplicando-se de forma quase ilimitada. Com dois mil módulos, que ocupariam uma área de dois mil m2 (ou uma fração de um quarteirão), seria possível armazenar energia solar para manter uma cidade de 150 mil habitantes.

Os módulos de armazenamento serão produzidos numa gigantesca fábrica no estado de Nevada que será a maior fábrica de baterias do mundo e será toda abastecida com energia solar e eólica.

O Powerwall está para a energia solar como o Iphone esteve, em 2006, para o setor de telefonia e internet móvel. Abrirá uma avenida de possibilidades.

Já é possível identificar algo que poderíamos chamar de efeito Elon Musk. Este empreendedor sul-africano de 43 anos tem se aventurado com extremo sucesso em áreas tradicionalmente muito conservadoras como transporte espacial (SpaceX), energia (SolarCity) e automóveis (Tesla), a partir de uma visão extremamente arrojada e ambiciosa de como um mundo melhor pode e deve ser construído.

O início da apresentação do PowerWall, na semana passada, foi bastante marcante: a imagem de uma termoelétrica com muita poluição mostrou a situação atual. Eis a justificativa para criar um sistema de baterias é tornar viável a utilização de energia solar e eólica 24hs por dia e viabilizar o fim da era dos combustíveis fósseis.

Elon mostrou que a ambição de escala é viável – “com dois bilhões de módulos de 100 Kw somos capazes de manter a energia solar constante para todo o consumo do planeta. Parece muito? Temos dois bilhões de veículos automotores rodando no planeta e renovamos a frota a cada 20 anos, porque não podemos produzir 2 bilhões de baterias com este propósito?”.

A gigafábrica da Tesla, em construção em Nevada, pode produzir algumas centenas de milhares de módulos de 100 Kw/ano, ou seja, seria necessário algumas dezenas de fábricas como esta para um desafio deste tamanho. E, por isso, Elon indicou que a gigafábrica também se transformará em um produto de forma que possa ser reproduzida em outros cantos do planeta. Para completar, reafirmou o compromisso de manter todas as patentes da Tesla abertas para que possam ser utilizadas, inclusive por concorrentes.

Nos próximos anos, veremos pipocar dezenas de inciativas que vão acelerar as inovações no setor de armazenamento de energia e no preço destes equipamentos, da mesma forma que haverá uma corrida na indústria de equipamentos para produzir equipamentos muito mais eficientes.

Há dez anos, quando foi lançado, o Iphone parecia um produto destinado à elite. Hoje, os smartphones são onipresentes e massificaram o acesso à internet móvel. Em dez anos, é bem possível que ter um sistema de armazenamento de energia nas casas, empresas e cidades, será tão comum quanto é hoje um smartphone.

Fotos: Divulgação

Primeira volta ao mundo em um avião solar e o novo salto a caminho da economia de carbono neutro

Dar a volta ao mundo voando em cinco meses não parece, à primeira vista, uma façanha das mais incríveis se considerarmos que um jato comercial moderno é capaz de fazer a mesma proeza em menos de dois dias, com duas ou três escalas.

Mas a volta ao mundo do Solar Impulse 2, que teve início esta semana (no dia 9/3), em Abu Dabhi, e deve terminar em junho próximo, no mesmo aeroporto, depois de percorrer 35 mil km é uma façanha proporcional ao primeiro voo de Santos Dumont com o 14 Bis, em 1906, ou à primeira travessia do Atlântico, sem escalas, feita por Charles Lindbergh, em 1927.

O Solar Impulse 2 é uma aeronave movida exclusivamente por energia solar. São 4 motores elétricos alimentados por 17 mil células solares espalhadas pelas asas com mais de 70 metros de envergadura. Na etapa mais longa da viagem poderá ficar 5 dias e noites no ar, sem escala.

Para conseguir tal façanha foram necessários mais de dez anos de desenvolvimento e várias versões do avião que acabou incorporando dezenas de inovações. Se estas se provarem eficientes, podem promover grandes avanços na redução do consumo de combustíveis na aviação comercial, começando pela própria aplicação das células solares até o desenho de rotas para aproveitar correntes de ar em alta altitude.

O Solar Impulse – assim como a Formula E (prova automobilística com carros elétricos) – são parte de uma revolução em curso que levará a uma rápida eletrificação da matriz energética global, o meio mais rápido para ampliar o uso das fontes renováveis modernas (solar, eólica etc). Atualmente, cerca de 20% da matriz energética global é baseada eletricidade, mas esta proporção pode dobrar até 2030.

Quase 2/3 do consumo de combustíveis fósseis está no setor de transportes e vem daí ser um enorme contribuinte de emissões de gases de efeito estufa (14% das emissões globais). A redução deste consumo depende da expansão dosbiocombustíveis e da eletrificação dos meios de transporte associada a alimentação com fontes de energia elétrica limpas e renováveis.

A economia de carbono neutro já está nascendo em vários cantos do planeta.

Publicado em Blog do Clima em 12.03.2015 

Não tem chuva, vamos de sol! – 2ª tentativa

Nas últimas semanas, o fantasma do apagão voltou a assombrar os brasileiros quando, em um pico de demanda numa tarde quente de verão, a geração teve que ser cortada para não sobrecarregar o sistema. Em outras palavras, a geração de energia no Brasil não está dando conta da demanda. Com um detalhe: o crescimento da demanda está acanhado devido a estagnação econômica.

É como uma tempestade perfeita, mas sem chuva, em pleno sol: a longa estiagem e a falta de água nas bacias do sudeste e nordeste se somam aos atrasos nas obras de geração e de transmissão de energia (segundo o TCU, devido especialmente a problemas de planejamento), também à fragilidade financeira atual dos agentes do sistema elétrico e à relutância dos órgãos reguladores em promover o racionamento e a economia de consumo.

Nos dias que se seguiram ao corte preventivo de energia, o Brasil teve de importar entre 500 e 1 mil MWh de energia da Argentina para atender os picos de demanda.

Há um ano, propus em artigo publicado em 12 de fevereiro neste blog, que o Brasil entrasse de cabeça na energia solar instalando 1 mil MWh de capacidade de geração solar distribuída para atender os períodos de pico de demanda que se deslocaram para as tardes quentes de verão.

No verão, quando mais calor se propaga, maior a demanda de refrigeração e, portanto, de energia e é ai que a energia solar entra, pois é justamente nestas condições que os painéis solares atingem o pico de sua capacidade. Ao gerarem de forma distribuída (exemplo: telhados), os painéis reduzem a necessidade de transmissão de grandes quantidades de energia para atender os picos. É como se formassem um colchão de amortecimento.

Na Alemanha e na Espanha, a energia solar chega a representar metade da geração nos momentos de pico do verão. Embora represente menos de 5% do consumo geral durante todo o ano, cumpre papel fundamental de segurança para o sistema elétrico.

A energia solar avança de forma fulminante no planeta. Entre os anos 2000 e 2014, a capacidade instalada subiu de 1 GW para pelo menos 180 GW (mais do que todo o potencial de geração elétrica do Brasil com todas as fontes juntas). Em termos de energia produzida, em 2014 e pela primeira vez, a energia solar superou 1% do total de energia elétrica gerada no mundo. Na Itália, superou 8% de toda energia produzida. No final de 2014, mais de 20 países já tinham instalado mais de 1 GW de potencial de geração solar.

No Brasil, continuamos desperdiçando esta imensa oportunidade e realizando leilões de novas termoelétricas, inclusive de carvão que, além de chegarem à maturidade depois de muitos anos e não resolverem os problemas emergentes, são fontes geradoras de grandes emissões de CO2.

O modelo regulatório para geração solar distribuída é desestimulante e trava a sua expansão (exemplo: não permite ao gerador vender sua energia para rede). Com uma revisão objetiva e cirúrgica da regulação, o Brasil poderia implantar, em 2015, pelo menos 1 GW de energia solar distribuída que nos permitira enfrentar os picos de energia que tendem a se repetir cada vez mais no verão devido ao aumento da temperatura.

A China instala, por mês, quase 2 GW e a Índia 1 GW. Não tem porque não podermos produzir 1 GW por ano!

Com a mudança de comando no Ministério de Minas e Energia e um novo governo em formação, renova-se a esperança de o Brasil acordar para a energia solar. Os primeiros sinais, contudo, não são muito alvissareiros. Em vez de estimular a geração solar o ministro anunciou que pretende estimular as empresas a ligarem seus geradores termoelétricos próprios para injetar energia na rede. Caros, sujos e concentrados. Somos mais criativos que isso.

Um exemplo das grandes oportunidades para refletir: o Greenpeace lançou campanha para colocar painéis solares em duas escolas públicas. Trata-se de um projeto piloto, mas que pode ser escalado facilmente. Com pouco menos de 200 m2 de painéis, é possível gerar cerca de 1200 KW mensais, o que pode representar até 50% do consumo de energia da escola. Existem cerca de 190 mil escolas de ensino básico no Brasil, 150 mil delas públicas (80% municipais). Se 50% das escolas públicas fossem dotadas de projeto semelhante, daria para gerar mais de 1 milhão de MW por ano. Considerando que as térmicas começaram o ano custando R$ 1 mil por MW, teríamos uma economia de, pelo menos, R$ 1 bilhão de reais, além de milhões de toneladas de CO2 que deixariam de ser emitidas.

Esse mesmo modelo pode ser incentivado em granjas (áreas enormes em geral já voltadas para a face norte), armazéns, fábricas e toda sorte de infraestrutura com grandes áreas de cobertura.

O governo que criou programas de larga escala e altamente distribuídos como Minha Casa, Minha Vida, Bolsa Família, Pronatec, entre outros, precisa abraçar esta oportunidade.

Esta e minha segunda tentativa! Torço para que não precisemos de uma terceira no próximo ano.

Publicado no Blog do Clima em Planeta Sustentável - 03.02.2015

Matriz Energética Global

Há mais de seis décadas, um dos gigantes da indústria energética, British Petroleum (BP), preparara relatório anual sobre o estado da produção, consumo e mercado de energia no planeta. No recém-lançado relatório de 2014, o destaque é a lenta desaceleração global da demanda energética, mais acentuada nos países em desenvolvimento.

Em 2013, a demanda de energia global aumentou cerca de 2%, pouco menos que a média dos últimos 10 anos. Na Europa, depois de dois anos em queda de 1% ao ano (2011 e 2012), em 2013 a demanda aumentou 1%. Por outro lado, nos países em desenvolvimento o crescimento da demanda vem desacelerando desde 2010, quando cresceu pouco mais de 7%, e em 2013 cresceu menos de 3%.

Entre 2000 e 2013, a demanda de energia cresceu 38% e foi acompanhada do crescimento do consumo das fontes fósseis na mesma proporção (3%), sendo o crescimento mais acentuado para o carvão (70%), em especial por causa da China, e menos acentuado para o petróleo (17%). As energias renováveis tiveram crescimento de 81% no mesmo período, com destaque para solar (+14.000%), eólica (+2.000%) ebiocombustíveis (622%).

A participação das energias renováveis subiu de 7% para 9,3%, mas a participação das fontes fósseis permaneceu estável em 86%, isso porque a oferta de energia nuclear caiu 4% e a proporção na matriz energética global caiu de 6,3 para 4,4%. Ou seja, na última década, as energias renováveis têm ocupado espaço da energia nuclear e ainda não têm sido capazes de reduzir o consumo das energias fósseis.

Fonte: compilado com dados do BP Energy Statistical Review 2014

Como consequência desta evolução, as emissões de gases de efeito estufa no setor de energia cresceram 38% entre 2000 e 2013, chegando a 35 GtCO2 ou mais de 65% das emissões globais. A partir de 2011, as emissões começaram a desacelerar, mas ainda crescem cerca de 2% ao ano.

A previsão da BP para 2035 e de aumento de 40% da demanda de energia e maior crescimento das fontes renováveis, embora aposte que as fontes fósseis ainda dominarão o mercado (afinal é uma companhia de petróleo.).

Um fenômeno importante acontece nos Estados Unidos que, apesar de terem reduzido o consumo de carvão (que vai sendo substituído por gás de xisto), vêm batendo recordes de aumento de produção de petróleo que passou a ser produto de exportação. Os EUA poderão se tornar exportadores líquidos de petróleo na próxima década.

Apesar de este ser um cenário cruel, com contínuo aumento do consumo absoluto de combustíveis fósseis, existe um universo em transformação. As energias renováveis já superaram as fontes fósseis na capacidade instalada anual em 2013 e a proporção de energia elétrica na matriz continua a crescer anualmente, aproximando-se de 20% (nos inicio dos anos 80 era 10%).

Como não podemos nos comprometer com mais emissões, pois teremos que fazer redução drástica antes da metade do século, precisamos trabalhar para aumentar rapidamente a participação da energia elétrica na matriz global e continuar aumentando a participação das fontes renováveis. Esta inclusive é a aposta dos principais cenários de baixo carbono descritos no V Relatório do IPCC.

Publicado em Blog do Clima / Planeta Sustentável em 24.06.2014

De Vento em Popa

A evolução da expansão da energia eólica nos últimos 15 anos é um bom indicador da revolução energética que se descortina. Entre 2000 e 2013 toda a capacidade instalada de geração elétrica eólica subiu de 17 GW para 318 GW, ou seja a capacidade foi aumentada em 18 vezes em 13 anos.  Apenas em 2013 foram instalados 37 mil MW, cerca de 5 vezes o que foi instalado de novas hidroelétricas.

Segundo o Global Wind Report  em 2014 serão instalados um recorde de 47 GW de energia eólica e as projeções são de alcançar 600 GW em 2018. Na China a meta é alcançar 220 GW instalados até 2020 (em 2014 já chegará em 100 GW), o que deve representar até 10% da capacidade instalada de  geração de energia elétrica no país.

Embora grande parte dos 6.000 GW da capacidade instalada de geração elétrica ainda seja predominantemente baseada em combustíveis fósseis  (em especial carvão e gás), as fontes renováveis já representaram  mais da metade da capacidade energética instalada no mundo em 2013, com destaque para solar e eólica, que juntas responderam por mais de 70 GW instalados (metade de toda capacidade acumulada de geração elétrica no Brasil, incluindo todas as hidroelétricas).

A energia eólica, que até o ano 2.000 representava 0,5% da capacidade global, em 2013 representou 6% da capacidade instalada e caminha para chegar a 10% em 2020 e 20% em 2035.

Diferentes estudos apontam que o potencial global de geração eólica, considerando um fator de capacidade de 20%, pode chegar a 40 vezes a demanda atual de energia de todo o planeta. Como sempre está ventando em algum lugar do globo, não é difícil imaginar que a interligação continental de sistemas elétricos (assim como acontece com gás) permitirá multiplicar rapidamente a participação da energia eólica na matriz elétrica global. 

E engana-se quem imagina que este fonte de energia é movida a subsídios. Muito pelo contrário. Na Europa, por exemplo, em 2013 os subsídios para geração eólica foram da ordem de US$ 2 bilhões contra US$ 421 bilhões para o petróleo.

O Brasil é o país que tem o maior crescimento de geração eólica na América Latina, mesmo que ainda tímido em relação ao potencial. Depois de resistir por anos a investir nesta fonte, no final de 2009 o governo realizou o primeiro leilão exclusivo para eólicas e o sucesso foi tamanho, que em 2013 os leilões de eólica voltaram a ser exclusivos, desta vez para dar chance as outras fontes (inclusive fósseis) nos leilões abertos.  Paradoxos de um país que insiste em andar na contramão.

Publicado em O Globo em 30.04.2014

Uma Itaipu por ano

A Itaipu Binacional, com suporte e financiamento do BNDES, anunciou que planeja construir uma fábrica de painéis solares que poderia produzir anualmente, a partir de 2017, cerca de 640 MW em painéis solares, o que permitiria, nas palavras de um diretor da empresa, “gerar uma Itaipu em 20 anos e, aí sim, poderemos dizer que o Brasil faz parte da geopolítica solar fotovoltaica mundial".

Anúncio digno de aplauso. Porém, o nível de ambição em relação à energia solar expresso nos planos da estatal acabam servindo para sublinhar o descompasso do Brasil em relação à revolução energética em curso no planeta.

Somente em 2013 a China aumentou a sua capacidade instalada de energia solar fotovoltaica em 12 mil MW, ou o equivalente a quase a capacidade da usina hidrelétrica de Itaipu, a maior do mundo. Mais da metade desta capacidade foi instalada em geração distribuída (telhado das casas e construções).

Para se ter uma ideia, isso é quase o dobro de toda a potência instalada no Brasil em 2013, incluindo todas as fontes (termoelétricas, hidrelétrica e eólicas). Ou seja, o que o Brasil pretende fazer entre 2017 e 2037 a China faz atualmente em um ano.

Em 2013 a China aumentou em 100 mil MW a capacidade de geração de energia elétrica no país. Ainda que as termoelétricas a carvão (39%) sejam a principal fonte do aumento de capacidade, quase 60% vieram de fontes renováveis, com destaque para hidroelétricas, eólicas e solar. Estas duas últimas sequer faziam parte do sistema elétrico chinês no início da década passada. 

A China tanto é causa como efeito do processo em curso no mundo. Até o ano 2000, a capacidade global instalada de energia elétrica de fonte solar e eólica combinadas chegava a 18.400 MW (1.400 solar e 17.000 eólico). Em 2005 saltou para 64.400 MW e em 2013 os números preliminares apontam quase 450 mil MW instalados em todo o mundo. Em 13 anos o potencial instalado de geração eólica multiplicou por 25, e solar fotovoltaica multiplicou por 100. Em 2013, em média, a cada dez dias se adicionou a capacidade solar fotovoltaica acumulada globalmente até o ano 2000.

No Brasil o primeiro leilão para energia eólica aconteceu só no fim de 2009 e em 2012 já era uma das mais competitivas fontes de energia. A energia solar fotovoltaica não é sequer considerada no Plano Decenal de Energia. É um contrassenso para um país que sofre picos de demanda energética justamente por excesso de sol.

Em metáfora carnavalesca, já tem gente na Apoteose enquanto o Brasil ainda decide a fantasia na concentração.

Publicado em O Globo em 26-02-2014

Não tem chuva, vamos de sol!

O Brasil voltou a conviver com o risco de apagões. Entre os diversos fatores que poderiam explicar o aumento de risco três são claros:

- (i) a baixa precipitação no período em que se espera mais chuva tem levado a rápida redução do volume de água nos reservatórios, especialmente na região centro-oeste, sudeste e nordeste;
- (ii) para compensar a baixa nos reservatórios, o sistema de termoelétricas de reserva está acionado em capacidade total e grande volume de energia e precisa ser transmitido a longas distâncias, especialmente da região Norte para as regiões sudeste e centro-oeste, provocando estresse dos limites de segurança de operação do sistema de transmissão;
- (iii) os recordes de calor têm provocado sucessivos picos recordes de demanda de energia para acionamento de sistema de refrigeração.

No curto prazo, não há solução fácil. São fundamentais medidas como a contenção da demanda (ex. regramento de uso, contenção de desperdícios, racionamento) e o aumento da capacidade de suporte do sistema de transmissão.

No lado da oferta, todas as termoelétricas do sistema de reserva foram colocadas em operação 24h por dia, gerando, em janeiro, cerca de 11 mil MWh médio, o que resultou em enorme aumento de custos da energia (ultrapassa R$ 1 mil por MWh). Projeções oficiais conservadoras apontam para a necessidade de repasse de, pelo menos, R$ 10 bilhões na conta do desenvolvimento energético, apenas em 2014.

Outra consequência é o aumento das emissões de gases de efeito estufa (GEE) do setor elétrico. As emissões da energia gerada e distribuída por meio do SIN – Sistema Integrado Nacional saltaram de 10,7 milhões de tCO2 em 2009 para 51 milhões tCO2 em 2013, ou seja, cresceram mais de quase 500%.

Uma das caraterísticas mais marcantes dos picos de demanda de energia neste verão é o seu deslocamento para o meio da tarde. Se antes os picos de energia se concentravam entre 17h e 22h (é o chamado horário de ponta na terminologia do Operador Nacional do Sistema Elétrico), agora os recordes de demanda ocorrem entre 14h e 16h, auge do calor. A única região que continua com recorde de pico no período noturno é a região norte, justamente a que mais exporta energia para as regiões sudeste, centro-oeste e nordeste.

Fonte: Operador Nacional do Sistema

Este deslocamento pode ser visto como uma oportunidade para implantação maciça de geração de energia solar fotovoltaica distribuída. O pico da demanda coincide com o pico de insolação nas regiões demandantes de energia, em especial no horário de verão. Segundo estudo publicado em 2012 pela própria EPE, um m2 de painel solar instalado no Brasil pode gerar de 1260Wh a 1420Wh de energia, quase 30% a mais do que o mesmo painel na Alemanha, maior produtor de energia solar europeu.

A instalação de painéis solares em grande escala é uma estratégia que pode atacar vários problemas ao mesmo tempo e preparar o Brasil para os próximos verões. A instalação de sistemas solares distribuídos é rápida (alguns meses) e não exige sistemas de transmissão, pelo contrário: reduzem a demanda de energia no sistema integrado a medida que a geração acontece localmente. Além disso, reduzem drasticamente a emissão de gases de efeito estufa – estes, aliás, agravadores dos problemas climáticos como prolongamento dos períodos de estiagem.

Como são geradores de energia individual, esses painéis podem ser montados com sistemas de financiamento direto ao consumidor residencial ou comercial, reduzindo verdadeiramente o custo de energia. O estudo da EPE mostra que, levando em conta os valores de 2011, mesmo com todos os custos indiretos (praticamente não existe incentivos tributários), o custo da energia solar (cerca de R$ 500 a 600/MWh) era competitivo em relação ao preço da energia para o consumidor final praticado por 28 de 63 concessionárias em todo Brasil. Atualmente o custo da energia solar é mais baixo: caiu para R$ 300 a 400/MWh.

O custo da energia solar distribuída é menos da metade do custo das termoelétricas de emergência, agora acionadas. Ou seja, cada mil MWh de energia termoelétrica substituída por solar pode significar economia de cerca de R$ 500 mil.

O preço de instalação para o consumidor final é de R$ 6 mil/KW de potencial de geração (sem incentivos, o custo do sistema está em torno de R$ 4,5 mil/KW aqui no Brasil). Para uma geração de 1 mil MW, nas horas de sol, seria necessário investimento de R$ 6 bilhões (metade do que está indo pelo ralo em um ano para cobrir a conta das termoelétricas). Assumindo uma operação média de 8 horas/dia e 40% de aproveitamento, seriam 3,2 mil MWh a menos demandados do sistema integrado e de termoelétricas, possibilitando economia de R$ 2 milhões/dia ou R$ 600 milhões/ano, com menos demanda sobre o sistema de transmissão, o que contribui para evitar sobrecarga, com menos emissões.

Fonte: Germany Eletricity Generation/Wikipédia 

Pode parecer muito ambicioso, mas é uma proposta até tímida quando se compara ao que vem sendo feito, por exemplo, na Alemanha onde a capacidade instalada alcançou, ao final de 2013, impressionantes 36 mil MW. Apenas em 2012 foram instalados mais de 7 mil MW de potencial de energia solar em sistemas fotovoltaicos distribuídos. Embora constituam apenas 3% da geração anual do país, a energia solar cumpre papel fundamental nos momentos de pico de demanda do verão europeu, chegando nestes momentos a gerar até 40% da demanda como mostra o gráfico abaixo.

Além dos telhados das casas, existem inúmeras possiblidades de espaço ocioso para instalação dos painéis solares como coberturas de postos de gasolinas, galpões de fábricas, armazéns, granjas (que estão viradas para a face norte!), estacionamentos (neste caso, os painéis ainda podem prover sombra para veículos), entre outros.

Com os incentivos corretos, o Brasil pode entrar de cabeça na revolução solar e transformar a ameaça em oportunidade, que nos permita economizar água, reduzir emissões das termoelétricas e trazer segurança e economia energética para o país, em especial para o usuário domestico e comercial.

Publicado em Blog do Clima / Planeta Sustentável - 12-02-2014