Milhares de espelhos cuidadosamente dispostos em círculos concêntricos contemplam um enorme pilar de concreto que se eleva a 195 metros (640 pés) acima da areia do deserto.
Não muito longe da aparência de Las Vegas, a usina de energia solar Crescent Dunes parece algo saído de um filme de ficção científica. Mas na verdade é um megaprojeto real de um bilhão de dólares, concluído em 2015 com o objetivo de produzir eletricidade para 75 mil residências.
Além disso, deveria marcar um avanço para um tipo especial de tecnologia solar conhecida como energia solar concentrada, ou CSP, para abreviar.
O projeto seguiu os passos da primeira usina CSP de grande escala construída na Califórnia em 1981 – na época em que a tecnologia era mais promissora do que a energia fotovoltaica (PV), que era cara e só realmente usado em viagens espaciais.
Mas não correspondeu às expectativas. Crescent Dunes não conseguiu produzir tanta energia como prometido e, após repetidas falhas técnicas e interrupções prolongadas, a central foi encerrada em 2019. E longe de abrir caminho a uma onda de outros projectos CSP, prejudicou a imagem da tecnologia.
Hoje em dia, existem apenas cerca de 7 gigawatts de centrais CSP em todo o mundo, principalmente em Espanha ou em locais mais antigos dos EUA, e algumas noutros locais com muita luz solar direta, como Chile, Marrocos e Emirados Árabes Unidos. Enquanto isso, a capacidade fotovoltaica instalada global agora ultrapassa 2.000 gigawatts.
Como funciona o CSP e ainda existe?
Cinco anos depois, a usina original de Crescent Dunes voltou a gerar uma pequena quantidade de eletricidade. E embora os EUA não tenham construído uma única grande fábrica desde o empreendimento no Nevada, a China construiu. Não apenas um, na verdade, mas 30.
Alguns dizem que isso significa que o CSP está pronto para um retorno e que tudo se resume a um recurso especial que o diferencia dos painéis solares normais.
O tipo normal de painéis solares instalados em telhados em todo o mundo utilizam o efeito fotovoltaico para produzir eletricidade, ou seja, quando os raios solares atingem a sua superfície, os fotões contidos no seu interior libertam eletrões que começam a mover-se, criando uma corrente.
As plantas CSP, por outro lado, utilizam o calor do sol. Os chamados helióstatos – que são essencialmente espelhos – refletem e focalizam os raios solares em um determinado ponto. O calor agregado é então usado para criar vapor, que gira uma turbina que produz eletricidade.
“É o mesmo tipo (de turbina) que você teria em uma usina de energia fóssil normal – mas sem queimar nenhum combustível fóssil”, disse à DW Xavier Lara, engenheiro mecânico que trabalhou em muitos projetos de CSP em todo o mundo.
Existem diferentes designs para fazer isso, o mais icônico dos quais são, sem dúvida, torres de energia solar, como a de Crescent Dunes.
Os espelhos refletem a luz solar em um receptor no topo da torre. Dentro deste receptor, um líquido é aquecido – geralmente sal derretido porque é particularmente bom para reter calor. O sal quente é então bombeado para a turbina e, uma vez feito o seu trabalho e resfriado, é bombeado de volta para a torre e o ciclo começa novamente.
Por que o CSP perdeu a corrida tecnológica?
“A tecnologia de semicondutores ficou muito barata e a energia fotovoltaica ficou super barata”, disse Jenny Chase, analista solar da empresa de pesquisa energética BloombergNEF, à DW.
2011 marcou o primeiro ano em que a energia fotovoltaica foi mais barata que a CSP, e a tendência continuou. Desde 2010, o preço da energia solar fotovoltaica caiu em cerca de 90% no total e agora custa menos de metade do preço da tecnologia rival.
Uma razão para isso é que os painéis solares são flexíveis e simples de configurar, enquanto as usinas CSP geralmente são projetos de engenharia personalizados.
Também, painéis solares fotovoltaicos são muito mais fáceis de manter.
“Ele está parado ali e talvez você precise limpá-lo de vez em quando. Mas não é tão complexo operacionalmente quanto o CSP, onde você tem espelhos que precisa ajustar sob condições ambientais reais”, Richard Thonig, pesquisador com foco em CSP na o Centro Alemão de Pesquisa em Geociências, disse à DW.
Todo o campo do espelho deve ser cuidadosamente ajustado para rastrear o movimento do sol, de modo que a luz seja refletida com precisão. Isso permite controlar a temperatura do líquido que circula no sistema.
Nuvens que cobrem o sol podem dificultar o processo, mas é importante acertar.
“É difícil trabalhar com sal derretido, porque se algo der errado e cair abaixo do ponto de fusão, então você não terá mais sal derretido, terá sal sólido. E então seus canos ficarão cheios de sal sólido, e isso é uma grande dor de resolver”, disse Chase.
Um novo nicho para CSP
Mas apesar de tudo isto, o CSP tem uma grande vantagem sobre a energia fotovoltaica: pode gerar energia à noite.
As fábricas mais novas normalmente têm grandes tanques isolados onde o sal fundido quente pode ser armazenado. Por dentro, ele esfria apenas cerca de 1 grau Celsius (1,8 graus Fahrenheit) por dia, então pode ser usado para fazer vapor posteriormente.
Por exemplo, quando o sol se põe ou quando há um aumento na necessidade de energia devido ao facto de muitas pessoas utilizarem eletricidade ao mesmo tempo.
Esta capacidade de armazenar energia e transformá-la em eletricidade 24 horas por dia pode dar à CSP uma nova vantagem.
“O futuro do CSP mudou para um nicho diferente, certo? Costumava ser uma tecnologia de energia como a eólica e a fotovoltaica, e agora é realmente uma tecnologia de armazenamento”, disse Thonig.
Esta é também a razão por trás de sua repentina popularidade na China. Em muitas províncias, existem agora regras que determinam que cada novo parque de energias renováveis com capacidade superior a 1 gigawatt inclua pelo menos 10% de armazenar.
O governo chinês também emitiu um aviso dizendo que apoiará o “desenvolvimento industrializado e em larga escala da energia solar térmica”.
A ideia é simples: tirar o melhor dos dois mundos. Durante o dia, os painéis solares fotovoltaicos fornecem eletricidade barata, enquanto a central CSP aquece o sal fundido. À noite, quando os painéis solares não conseguem produzir eletricidade, o calor armazenado nas usinas CSP pode ser aproveitado para fornecer energia.
Colmatar esta lacuna noturna tem sido um grande desafio para as energias renováveis, e o CSP, juntamente com outras tecnologias como as baterias, pode ser parte da solução.
O impulso da China poderá trazer de volta a CSP até certo ponto, à medida que o país constrói cadeias de abastecimento dedicadas que podem reduzir o preço para a construção de novas fábricas.
Mas para fazer a tecnologia realmente descolar, outros países teriam de aderir e implementar políticas para a apoiar.
“Eu não diria que temos um grande renascimento do CSP”, disse Thonig. “Mas eu diria que a tecnologia ainda existe e é promissora. Há argumentos para CSP em muitos lugares e – com as condições estruturais adequadas – poderia ser muito atraente e muito barato.”
Editado por: Tamsin Walker