Energia solar concentrada é a ‘melhor tecnologia para substituir usinas a carvão’

A tecnologia de armazenamento em baterias é considerada fundamental para apoiar a transição energética do Chile e ajudar a aliviar o estresse sobre os geradores afetados pelos cortes na produção e pela dissociação de preços – embora este último problema esteja diminuindo após uma melhoria nas condições hidrológicas.

Os sistemas de baterias estão sendo construídos e avançando no processo de licenciamento, mas a maioria segue incorporada em parques de energias renováveis.

Nos próximos anos, acredita-se que a estabilidade e a otimização da rede, juntamente com a descarbonização, exigirão uma combinação de tecnologias. A previsão é que os sistemas solares térmicos tenham um papel relevante, já que são capazes de injetar energia durante mais tempo e têm potencial para implantação no lado da demanda.

Para saber mais sobre o assunto, a BNamericas conversou com Frank Dinter, pesquisador principal do centro de pesquisa em energia solar SERC Chile e diretor do centro de tecnologia para energia solar da unidade chilena do instituto alemão de pesquisa aplicada Fraunhofer.

A BNamericas conduziu uma entrevista por e-mail com Dinter após um seminário organizado pelo SERC e patrocinado pela câmara local de energia solar Acesol e pela associação nacional de armazenamento de energia e energias renováveis Acera.

BNamericas: No que diz respeito ao armazenamento de energia em grande escala no Chile, o debate geralmente se concentra em soluções do tipo BESS. Que outras opções existem, em termos de tecnologia, e quais seriam as barreiras à sua adoção?

Dinter: Atualmente, a nível público, as baterias são consideradas a principal forma de suprir a capacidade da rede elétrica e produzir eletricidade durante a noite, mas não existe uma solução única que responda a todas as necessidades no contexto da transição energética.

As baterias são uma boa alternativa no curto prazo, de 3 a 5 horas, mas a desvantagem é que prolongar seu uso à noite sai muito caro. Por isso, precisamos buscar soluções diferentes para a rede elétrica, como a energia solar concentrada, ou CSP, com armazenamento térmico integrado e armazenamento de longo prazo.

No entanto, existem obstáculos significativos que limitam a adoção dessas tecnologias alternativas e o investimento associado a elas. Um deles é a incerteza regulatória, já que os investidores não correrão o risco de investir em plantas de CSP se as regulamentações não incorporarem tecnologias em grande escala.

Temos uma lei de armazenamento que fortalece a instalação de baterias, mas se olharmos para o contexto geral, essa tecnologia não serve para produzir eletricidade 24 horas por dia, 7 dias por semana.

BNamericas: No Chile, o armazenamento é uma panaceia para os desafios ligados à alta penetração de ERNC e à desativação de usinas a carvão ou precisaremos de outras soluções e estruturas complementares, por exemplo, usinas a gás flexíveis, para atingir nossa meta de zerar as emissões líquidas até 2050?

Dinter: As baterias não são a única solução. Para utilizar os recursos solares no norte do país, é necessário investir em infraestrutura de rede eléctrica e, assim, ter mais capacidade para transportar energia para os centros de consumo [principalmente a região central do país]. Mas sempre será melhor instalar a produção de eletricidade perto dos clientes e também na zona central.

Por outro lado, as centrais solares concentradas são a melhor tecnologia para substituir as usinas a carvão. Elas são muito semelhantes a essas plantas e também às usinas a gás, proporcionam os mesmos benefícios à rede elétrica, como estabilidade e produção 24 horas por dia, 7 dias por semana, e, além disso, têm a vantagem de serem mais flexíveis porque permitem a produção sob demanda. E é disso que precisamos: soluções otimizadas em uma combinação de armazenamento e produção flexíveis para garantir a confiabilidade e a qualidade da eletricidade.

No que diz respeito à descarbonização dos processos industriais que exigem calor, temos de considerar o uso da energia solar térmica com armazenamento direto.

Em última análise, a transição para a neutralidade de carbono deve ser orientada por uma estratégia abrangente, que inclua uma combinação de tecnologias de armazenamento, incentivos para os clientes mudarem de combustíveis para a energia solar, medidas para alterar os hábitos de consumo e um planejamento cuidadoso para garantir que os objetivos de sustentabilidade sejam alcançados de modo eficaz e econômico.

BNamericas: Em relação às centrais reversíveis, por sua geografia, o Chile parece muito adequado para esse tipo de solução. Por que não temos esse tipo de planta no Chile?

Dinter: A tecnologia das centrais hidrelétricas reversíveis é considerada uma das opções mais promissoras para o futuro no Chile, devido à sua adequação geográfica. Estudos mostram que o custo nivelado de energia, ou LCOE, dos sistemas de bombeamento hidráulico é competitivo, sobretudo para grandes sistemas, e é a única tecnologia que pode competir em termos de custo com a CSP.

O estudo de armazenamento realizado pelo coordenador da rede nacional [CEN] em agosto de 2023 também destaca o interesse na tecnologia de bombeamento.

Contudo, a água doce é necessária para as centrais reversíveis, em um contexto de escassez hídrica. E no caso específico do bombeamento de água do mar, existem grandes desafios, como a elevada corrosão e o crescimento marinho nos componentes hidráulicos. Além disso, essa tecnologia é geograficamente restrita, pois requer diferenças significativas de altitude para o potencial armazenamento de energia no Chile. Por fim, a grande pegada territorial que implica tem um impacto considerável sobre o meio ambiente e as comunidades, o que complica sua implementação.

Mas, apesar destes desafios e obstáculos, a tecnologia de armazenamento reversível mantém um grande potencial de desenvolvimento. Para isso, precisamos estudar os reservatórios e avaliar onde é possível trocar um reservatório simples por uma central reversível.

BNamericas: Sobre o “mix” de investimentos (armazenamento, transmissão, etc.) para atingir a meta de ter um parque gerador 100% livre de emissões, há consenso sobre a configuração ideal para o Chile?

Dinter: É muito cedo para definir uma configuração ideal com boa relação custo-benefício para o Chile em termos do mix de investimentos para atingir a meta de ter um parque gerador 100% livre de emissões, conforme destacado na conclusão do seminário [do SERC]. Atualmente, existem inúmeras iniciativas em avaliação que influenciarão a tomada de decisões relacionadas com a configuração ideal das soluções de geração e transmissão (dado que o plano de transmissão para 2030 ainda está em desenvolvimento e as perspectivas para os anos seguintes necessitam de análise), bem como no campo da distribuição.

Acho que não deveríamos nos concentrar em soluções baratas de curto prazo. Precisamos avaliar o quadro geral com todas as opções de descarbonização, tendo em vista uma solução de longo prazo para o país.

BNamericas: Para finalizar, os sistemas de armazenamento, combinados com novas obras de transmissão, ajudarão a reduzir os níveis de cortes de produção? A erradicação de 100% dos cortes é viável ou desejável? Em caso afirmativo, existe um consenso sobre os níveis adequados/ideais para o Chile?

Dinter: Para reduzir os cortes de produção, uma estratégia urgente é expandir a capacidade de transmissão e a infraestrutura de armazenamento. No curto prazo, investir em baterias vizinhas às centrais pode ajudar a dissociar a produção de eletricidade – que ocorre durante o dia – da injeção à noite. A infraestrutura precisa garantir que as usinas de energia renovável possam injetar sua energia.

Quanto aos cortes, a comunidade científica ainda não chegou a uma conclusão definitiva. De acordo com um estudo recente do Laboratório Nacional de Energias Renováveis dos EUA, foi sugerido que a manutenção de um certo nível controlado de corte na produção pode agregar valor à rede elétrica. No entanto, no nosso país, temos registrado níveis elevados, o que, sem dúvida, tem consequências negativas. Essa situação se torna um problema tanto econômico quanto estrutural, gerando um sinal desfavorável aos investidores, que percebem maiores riscos no mercado.

Em resumo, temos de reduzir os cortes de produção para aproveitar ao máximo as energias renováveis, desenvolver a CSP do lado da demanda e aproveitar a energia solar para processos industriais se quisermos atingir os objetivos de descarbonização.