Painéis solares flutuantes em 1% dos reservatórios ‘podem dobrar’ a capacidade hidrelétrica da África

Se esses painéis cobriam apenas 1% dos reservatórios, isso sozinho poderia dobrar a capacidade hidrelétrica africana e aumentar a geração de eletricidade a partir de barragens em 50%.

As barragens hidrelétricas são a maior fonte de energia renovável em um continente onde milhões de pessoas ainda não têm acesso à eletricidade. No entanto, seu potencial futuro pode ser prejudicado pelas mudanças climáticas.

Em um novo artigo publicado na Renewable Energy, pesquisadores expõem a possibilidade de usar painéis solares flutuantes instalados em lagos para aumentar a capacidade de geração de barragens existentes.

Com o continente preso entre “uma crise climática e a pobreza energética generalizada”, um especialista regional diz ao Carbon Brief que a energia solar flutuante pode ser uma ferramenta valiosa para ajudar as nações africanas a expandir sua infraestrutura de energia de forma sustentável.

Impulsionando a hidro

A energia hidrelétrica é responsável por 17% da eletricidade gerada em toda a África e mais de 90% em algumas nações, incluindo Etiópia, Moçambique e Zâmbia.

O Dr. Samuel Gyamfi, da Universidade de Energia e Recursos Naturais de Gana, que não participou do novo estudo, diz ao Carbon Brief que as nações africanas ainda construíram muito menos do que outras partes do mundo:

“Isso é basicamente devido a restrições financeiras… A África tem cerca de 90% de seus recursos hidráulicos ainda a serem desenvolvidos para geração de energia.”

Do jeito que está, menos da metade da população da África Subsaariana tem acesso à eletricidade. Com mais de 50 novas barragens em construção, essa tecnologia é frequentemente apontada como uma solução renovável para as necessidades energéticas da África.

Mas, com o aumento das temperaturas globais levando a chuvas e secas interrompidas, espera-se que as instalações africanas existentes gerem menos energia no futuro. Além disso, as barragens construídas têm sido frequentemente ligadas a problemas sociais, ambientais e políticos.

O novo artigo propõe painéis solares flutuantes como uma solução que aumenta a capacidade hidrelétrica usando os “vastos recursos solares” da África. Os painéis podem ser montados em estruturas flutuantes e conectados à infraestrutura elétrica existente.

Os autores* – uma equipe do Centro Conjunto de Pesquisa da Comissão Europeia, informam Carbon Brief:

“A energia fotovoltaica flutuante pode ser uma alternativa potencial para a expansão da energia hidrelétrica em determinadas áreas, especialmente em regiões escassas de água onde as secas estão causando severas repercussões na geração hidrelétrica.”

Ao mesmo tempo, eles observam que durante a estação chuvosa a energia hidrelétrica poderia compensar a intermitência da energia solar nesses sistemas híbridos.

Os pesquisadores usaram uma combinação de imagens de satélite e dados de reservatórios hidrelétricos e radiação solar para estimar o potencial da energia solar flutuante nas 146 maiores usinas hidrelétricas da África a partir de 2016.

Em um cenário máximo onde 100% de cada reservatório foi coberto por painéis solares, haveria um aumento de 100 vezes na capacidade, com 2.922 giga watts (GW) de energia solar adicionados aos 28GW existentes de energia hidrelétrica.

Isso significaria um aumento de 50 vezes na produção de eletricidade em relação à produção hidráulica atual, de 106 tera watts hora (TWh) para 5.293TWh. Isso supera a demanda total de eletricidade em toda a África, que é apenas cerca de 700TWh.

Embora cobrir cada reservatório com painéis seja claramente “inviável”, os autores observam que, mesmo em casos com muito menos cobertura, os ganhos foram substanciais.

Com apenas 1% de cobertura, a capacidade instalada das usinas hidrelétricas existentes poderia ser mais do que dobrada, subindo de 28GW para 58GW.

Isso significaria aumentar a produção global de eletricidade do sistema hidrelétrico e híbrido solar para 159TWh, um aumento de 50% apenas da energia hidrelétrica.

O documento também inclui um cenário em que a energia solar instalada corresponde exatamente à capacidade hidrelétrica, permitindo o uso total da conexão da barragem com a rede.

Isso resultou em cobertura de 0,9%, mas apenas para 108 reservatórios, pois os 38 restantes necessitavam de cobertura superior a 100% para igual capacidade hidrelétrica. Estes reservatórios são mostrados no mapa abaixo, com o tamanho dos círculos indicando o tamanho da saída de energia solar.

‘Apenas solar em um barco’

Embora ainda nos estágios iniciais de desenvolvimento, a energia solar flutuante vem “crescendo exponencialmente”, de acordo com um relatório de 2018 do Banco Mundial.

Alguns As nações africanas deram os primeiros passos em direção a essa nova tecnologia, mas estão muito atrás dos grandes players, como a China. Um relatório de 2019 constatou que havia 64kW de energia solar flutuante implantada na África, em comparação com 813.788kW na Ásia.

Mohamed Adow, diretor do thinktank Power Shift Africa, com sede em Nairóbi, diz ao Carbon Brief que diversificar o portfólio de energia do continente com tecnologias como energia solar flutuante poderia reduzir “paralisações e dependência excessiva” de energia hidrelétrica.

Jenny Chase, analista solar da BloombergNEF (BNEF) que não participou do novo estudo, diz ao Carbon Brief que “furar a energia solar nas usinas hidrelétricas deve ser uma vitória óbvia”. Ela acrescenta:

“É apenas solar em um barco. Você tem a conexão grade, então você está pronto para ir.

Em geral, a energia solar é definida para um crescimento considerável na região, aproveitando os amplos recursos solares da África e os preços em queda. “O continente realmente só precisava dele para ficar barato”, diz Chase.

Ela acrescenta que, enquanto o novo estudo cita a capacidade solar total da África como 5GW, segundo dados da BNEF, foi de 12,7GW em 2020 e deve ser de 16,7GW até o final de 2021.

Um benefício adicional proporcionado por painéis solares flutuantes em reservatórios hidrelétricos vem de seu potencial para reduzir a perda de água durante períodos de seca, formando um escudo que bloqueia qualquer umidade evaporando.

Isso, por sua vez, poderia aumentar ainda mais a saída de energia das barragens. O documento constatou que o uso de painéis flutuantes que cobrem totalmente 1% da superfície da água aumentaria a produção hidrelétrica em 0,17% devido à economia de água.

“Para um continente que precisará valorizar até a última gota à medida que o aquecimento global continua a subir, isso é significativo”, diz Adow.

Custos e desafios

Especialistas dizem ao Carbon Brief que, embora o novo papel pinte um quadro interessante, há problemas com a energia solar flutuante na África.

“A tecnologia é excelente, mas bastante cara”, diz o Dr. Mmantsae Moche Diale, pesquisador de energia solar da Universidade de Pretória.

O estudo observa evidências da UE de que a energia solar flutuante pode custar cerca de 20 á 25% mais do que a variedade convencional.

No entanto, os autores dizem à Carbon Brief que, com a infraestrutura da rede elétrica já em vigor em usinas hidrelétricas, a economia nos custos de conexão de rede pode tornar a energia solar flutuante “mais viável economicamente”.

Chase minimiza os custos adicionais, dizendo ao Carbon Brief que “é um pouco mais caro do que a montagem do solo, mas não muito”, acrescentando:

“Solar tem tão barato que hoje em dia é mais um ‘por que não?’ do que ‘por que fazer isso'”

No entanto, Adow diz que para tornar os cenários estabelecidos neste artigo uma realidade, será necessário ter um apoio financeiro direcionado para governos africanos de países mais ricos:

“É por isso que as nações em desenvolvimento falam sobre a importância da transferência de tecnologia nas cúpulas climáticas da ONU… Deve estar no topo da agenda quando os países se reunirem este ano na COP26 em Glasgow.”

“A África está presa tanto entre uma crise climática quanto a pobreza energética generalizada. Seus líderes precisam pensar criativamente e ser apoiados”, acrescenta.

Os autores do novo estudo observam que, com a energia solar flutuante ainda uma tecnologia relativamente nova, permanecem muitas incógnitas, como os impactos na qualidade da água e desafios técnicos, incluindo o impacto da incursão de aves e corrosão.

Gyamfi diz que essas questões variam consideravelmente entre os países e observa que mais pesquisas serão necessárias para determinar a melhor forma de escalar a energia solar flutuante na região.

Os autores dizem que as nações que mais se beneficiam da energia solar flutuante são os países do norte da África, bem como a África do Sul, devido à sua capacidade de energia hidrelétrica relativamente baixa.

Praticamente toda a eletricidade da África do Sul é atualmente fornecida pelo carvão, enquanto nações como a Argélia e a Líbia dependem fortemente do gás natural.

*As opiniões expressas são puramente dos autores e não podem, em nenhuma circunstância, ser consideradas como uma posição oficial da Comissão Europeia. Os autores são Rocio Gonzalez Sanchez, Ioannis Kougias, Magda Moner-Girona, Fernando Fahl e ArnulfJäger-Waldau.

Fonte Carbon Brief