Por Palmira F. Silva | Domingo, 23 Agosto , 2009, 11:05

O Tiago apresenta no seu último post algumas razões que explicam porque é necessário investir em energias alternativas, um tema recorrente no SIMplex. Em particular, explica a relevância das centrais fotovoltaicas de Serpa e da Amareleja (as maiores do mundo), que  «extravasa em muito a relevância da energia efectivamente aí produzida: são projectos de marketing nacional que colocam Portugal no mapa das energias renováveis e na linha da frente de um sector que movimenta biliões de euros e cresce a um ritmo exponencial». 

 

Na realidade, a importância destas centrais é muito maior. Por um lado, os custos de uma forma de energia, como o Tiago exemplificou com a nuclear, é muitas vezes uma questão política. No caso da energia solar. o fraco investimento estatal no sector até há bom pouco tempo - o que, para além de subsídios à produção, inclui também financiamento de investigação - determinava preços mais elevados, como veremos ao longo do artigo.  Mas não é despiciendo o facto de que um dos factores determinantes no abaixamento dos preços deste tipo de energia, um dos factores limitantes na sua utilização, é o aumento da procura que ajuda as indústrias a ultrapassarem a massa crítica no mercado de energia. De facto,  a duplicação da capacidade fotovoltaica instalada tem sido acompanhada de uma redução nos custos de produção de cerca de 35%, quase o dobro do que se tem verificado para as tecnologias eólicas. E projectos como os referidos, pela visibilidade que apresentam, são muito importantes.

 

Outro factor limitante da competitividade da energia solar são os custos de produção, pelo que são críticos  não só a investigação de novos materiais como o desenvolvimento de novas técnicas de produção. A ciência é um esforço colectivo e Portugal, graças ao grande investimento em I&D que realizou, nos últimos 15 anos especialmente, tem contribuído para o desenvolvimento desta área a todos os níveis e existem muitos grupos nacionais que trabalham em energia solar, no Técnico, por exemplo, em praticamente todos os departamentos.

 

Para se perceber a importância do investimento político na área, é instrutivo analisar a sua evolução, quer em termos de eficiência quer de utilização das células solares. O efeito fotovoltaico foi observado em 1839 pelo físico francês Alexandre Edmond Becquerel. Becquerel conduzia experiências electroquímicas quando, por acaso, verificou que a exposição à luz de eléctrodos de platina ou de prata dava origem a uma corrente eléctrica. 

 

Foi necessário esperar mais de 100 anos pelo primeiro dispositivo solar (que tinha uma eficiência de conversão da energia solar, PCE, muito baixa, na ordem de 1%). A primeira célula solar foi formalmente anunciada numa conferência de imprensa, durante uma reunião anual da National Academy of Sciences, em Washington,  no dia 25 de Abril de 1954. No ano seguinte, esta célula de silício viu a sua primeira aplicação como fonte de alimentação de uma rede telefónica em Americus, na Geórgia.

 

As primeiras utilizações de energia fotovoltaica resumiam-se a situações em que não estava disponível energia da rede, nomeadamente em locais remotos e, especialmente, fora da Terra, quer em satélites quer em sondas espaciais. De facto, embora inicialmente a NASA não estivesse muito convencida das vantagens da utilização de painéis solares aceitou, com alguma relutância, dotar o Vanguard I de um pequeno painel, seis células solares com uma área de apenas 1 dm2, para alimentar um transmissor back-up de outro alimentado por uma pilha de mercúrio. O transmissor do satélite, lançado em Março de 1958 e ainda em órbita, funcionou durante cerca de oito anos ... mas aquele alimentado pelas células solares, a pilha «convencional» falhou ao fim de vinte dias.

Depois do fiasco salvo pelas baterias solares, que tiveram aqui a sua prova de fogo, o programa espacial norte-americano passou a usar células solares nos seus satélites, solução igualmente adoptada pelo programa espacial soviético: o Sputnik-3, lançado cerca de dois meses depois do Vanguard I, estava igualmente dotado de um pequeno painel solar.

Na década de sessenta, a investigação em células solares surge quasi como um efeito colateral da guerra fria entre as duas grandes superpotências da época. Ou seja, foi a guerra ao espaço que promoveu um grande desenvolvimento das células solares, desenvolvimento que foi essencialmente dirigido a um aumento de eficiência e tinha poucas ou nenhumas preocupações económicas.

 

A situação alterou-se no início da década de setenta, quando Joseph Lindmeyer, que trabalhava para a Communications Satellite Corporation, inventou uma célula de silício cerca de 50% mais eficiente que qualquer outra. Embora a Comsat fosse a dona da patente, o sucesso desta célula convenceu Lindmeyer de que a energia solar estava pronta para o público em geral. Lindmeyer saiu da Comsat e com Peter Varadi fundou a Solarex em 1973.

Aquela que foi uma das primeiras empresas a tentar vender aplicações «civis» da energia solar começou por produzir painéis fotovoltaicos para sistemas de telecomunicações remotos e bóias de navegação, as únicas aplicações terrestres que se pensava serem economicamente interessantes. Mas cerca de dois meses depois de fundada a Solarex, a conjuntura alterou-se drasticamente com o primeiro choque petrolífero e, subitamente, o mercado da energia solar conheceu uma expansão inesperada. Em 1980, a Solarex detinha metade de um pequeno mas crescente mercado de células solares.

A crise petrolífera de 1973 levou a outra corrida a programas de investigação em células solares, agora mais dirigidos para a redução dos custos de produção. No entanto, a década de 80 trouxe consigo um mercado de petróleo estabilizado e um consequente arrefecimento do entusiasmo que rodeara estas tecnologias, que tinham tido avanços muito modestos após 10 anos de investigação intensiva. O interesse pelas energias renováveis, solar inclusive, apenas ressurgiu na década de 90, após a conferência do Rio e a institucionalização do paradigma do desenvolvimento sustentável. E de 1978 para o início do século XXI assitiu-se por um lado a um grande aumento das eficiências destes dispositivos, de valores típicos por volta dos 2% para cerca de 14%, é à diminuição drástica, para cerca de 1/5 dos valores de 1978, dos custos de produção de energia eléctrica.

 

Até este esforço de investigação renovado, os painéis solares eram baseados exclusivamente em células de silício monocristalino. Mas a fabricação das células solares tradicionais feitas deste material - as células de 1ª geração que, com excepção das células de arsenieto de gálio, são ainda as mais eficientes disponíveis no mercado - , o mesmo material utilizado para a fabricação dos chips de computador, exige salas limpas e tecnologia muito sofisticada, o que as torna demasiado caras. A investigação intensiva nesta área conduziu à descoberta de novos materiais, em particular o silício multicristalino ou mesmo silício amorfo, muito menos exigentes em termos de processo de fabrico, ou de métodos de produção de silício directamente em fita o que permite eliminar os desperdícios (e esfarelamento) no corte de um grande cristal em bolachas. A deposição dos contactos eléctricos por serigrafia, em vez das técnicas tradicionais de fotolitografia e deposição por evaporação de metais em vácuo, permitiu baixar ainda mais os preços de fabricação.

 

Mais recentemente, um investigador do MIT conseguiu aumentar a eficiência destas células para 19.5%, aproximando-a da eficiência das células convencionais. Os custos de fabricação são no entanto muito mais baixos: as células de silício monocristalino custam cerca de US$2.10 por watt gerado; as primeiras gerações destas novas células policristalinas deverão custar US$1.65 por watt gerado, quando fabricadas numa escala industrial. De acordo com Sachs, a curto prazo este preço deve baixar para US$1.30/watt. Como comparação, refere-se que o custo do watt gerado em centrais a carvão, nos Estados Unidos, é de US$1.00. Sachs afirma que novos revestimentos antirreflexivos que está desenvolver deverão permitir que as células solares policristalinas batam o preço do carvão por volta de 2012.

 

Outras células promissoras são as células de filme fino que, embora com uma eficiência em laboratório inferior às células de primeira geração, frequentemente permitem melhores resultados em comparação com as células clássicas nas aplicações reais do dia-a-dia, devido a perdas inferiores às temperaturas elevadas de funcionamento e a uma melhor eficiência em condições de baixa intensidade de luz. No entanto, o crescimento da fatia de mercado destas células tem sido limitado pela sua baixa disponibilidade no mercado. De  facto, as células convencionais dominam por enquanto o mercado das fotovoltaicas e a falta de silício monocristalino  tem limitado o crescimento do sector e aumentado muito o preço deste material e, consequentemente, dos painéis solares.

 

Este panorama alterou-se o ano passado devido a financiamento consistente e continuado do governo alemão. De facto, o governo alemão tem-se distinguido no apoio a esta forma de energia e por isso não é surpreender que duas empresas alemãs, a Evonik e a SolarWorld, sejam as líderes neste mercado através do consórcio Joint Solar Silicon. O seu novo processo de produção de filmes ultra-finos de silício, desenvolvido em colaboração com universidades estatais de topo (financiadas, e muito bem financiadas, com dinheiro público), permite uma economia de até 90% da energia utilizado nos processos de produção convencionais.

 

Acima de tudo, o governo alemão, que ainda esta semana inaugurou dois mega-projectos solares, tem sido incansável na promoção das energias renováveis. Logo no rescaldo da conferência do Rio, em 1991, introduziu um plano ambicioso de subsídios às renováveis, o Electricity Feed Act (expandido em 1998), que foi responsável pelo aumento drástico do mercado das renováveis neste país. O exemplo alemão (ou o suiço, japonês ou americano, só para mencionar alguns países) dever-nos-ia fazer reflectir sobre a necessidade de investimento (e subsídios)  nesta área das energias renováveis - para a qual partimos muito tarde mas em força. Mas,como humoristicamente o Tiago comenta noutro post, há quem pense que «Subsídios jamais! Redução da dependência energética vade retro! Viva a mão invisível e a onírica perfeição dos mercados!» O problema é o que acontecerá ao País se adormecer e se deixar embalar por estes sonhos irrealistas...


Tiago Julião Neves a 23 de Agosto de 2009 às 12:14
Excelente post Palmira. Há vários projectos em Portugal destinados a reduzir a quantidade de silício utilizado nos painéis solares, nomeadamente uma colaboração da BP Solar com a Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, que se tiver sucesso permitirá uma tremenda redução no custo de produção dos painéis solares.

Mais um exemplo da importância de "pequenas unidades de inovação e demonstração que possam entrar na geração tecnológica posterior à que será usada no arranque do Desertec " no Público de hoje: http://ecosfera.publico.clix.pt/noticia.aspx?id=1397326&idCanal=68

henrique pereira dos santos a 23 de Agosto de 2009 às 18:48
Cara Palmira Silva,
O seu artigo é excelente. Entre outras razões por ser das melhores demonstrações dos erros deste Governo nesta área.
É que uma coisa é o Estado pegar no seu dinheiro para investigação e direccioná-lo para as energias renováveis, nomeadamente a fotovoltaica.
Outra coisa completamente diferente é estabelecer uma tarifa altíssima para tornar rentável a aplicação das tecnologias existentes, sem qualquer mais valia para os eu desenvolvimento, que foi exactamente o que o Governo português fez.
O contraste com a séria política alemã neste domínio não podia ser maior (por alguma razão a Alemanha, com muito menos horas de sol, tem incomparavelmente mais metros quadrados de painéis de água quente solar por habitante que Portugal).
Repare aliás que ao contrário do Governo português que estabeleceu uma tarifa enorme para viailizar os projectos das centrais existentesem Portugal, o Governo alemão adopta uma postura tarifária bem mais cautelosa:
"Section 3
Level of the Price
(1) For electricity from hydro power, landfill gas, sewage gas and biomass, the price shall amount to at least 80 % of the average revenue per kWh from the delivery of electricity by electricity utilities to all final consumers. For a hydro-power station, a landfill gas or sewage gas facility with an output of more than 500 kW, this shall apply only to that part of the electricity fed in in the relevant accounting year which corresponds to the ratio of 500 kW to the capacity of the facility in kilowatts; the capacity shall be ascertained by the annual average of the maximum actual power measured in the individual months. The price for the remaining electricity shall amount to at least 65 % of the average revenue pursuant to sentence 1.
(2) For electricity from solar energy and wind energy, the payment shall be at least 90 % of the average revenue mentioned in paragraph 1 sentence 1.
(3) The average revenue applying to paragraphs 1 and 2 shall be the figure published in the official statistics of the Federation for the respective calendar year before last, excluding turnover tax, in Pfennigs per kilowatt-hour. When calculating the price pursuant to paragraphs 1 and 2, the amount shall be rounded to two places behind the decimal point."
O resultado é que a energia fotovoltaica em Portugal é paga a um preço altíssimo e o seu impacto na investigação e evolução tecnnológica é completamente marginal, conseguindo Portugal desenhar uma política para o sector em que assumismos os seus custos sem ficar com os principais benefícios.
Não vi, nos links que tem o seu artigo, o Governo alemão a inaugurar centrais, vi empresas alemãs e não percebi quais os apoios do Governo (sendo que pela regra tarifária que citei que parece muito pouco provável que existe um incentivo semelhante ao português, que aliás nem sequer é reflectido no preço final, também por decisão deste governo.
Uma das centraisque refere não tem nada de mega central, representa cerca de meio aerogerador eólico e é um projecto experimental com umatecnologia diferente.
Penso que é um erro relevanteno post mas que não tira o seu mérito fundamental:
uma das melhores sínteses que li de contestação à política seguida pelo Governo, apresentando de uma forma sintéctica uma boa altrnativa ao que efectivamente tem vindo a ser feito.
henrique pereira dos santos

Carlos Laia a 25 de Agosto de 2009 às 11:24
Viva
Gostei do post, sobretudo pelo mérito de trazer para a discussão pública (ou bloguística...) a questão do aproveitamento da energia solar para produção de electricidade.
Contudo, distancio-me da análise de que as "maiores centrais solares do mundo" serem assim tão importantes (notar que Moura é a 3ª maior e que a de Serpa não está entre as 30 maiores do Mundo: http://www.pvresources.com/en/top50pv.php). Concordo que a sua existência oferece alguma "visibilidade", mas outros factores poderiam ser mais potenciados, se em vez de 2 ou 3 centrais se apoiassem 30 ou 40 de menores dimensões (1 a 5 MW): por favorecer uma maior incorporação nacional, em termos de serviços prestados e até de produtos, por permitir efeitos locais com sinergias interessantes e até por motivos energéticos, devido a menores perdas nas linhas de transporte da central até ao ponto de entrega e consumo da energia.
Discordo também do post do Henrique Pereira dos Santos. A Alemanha é o país por excelência do "feed-in tariff", para as renováveis em geral (eólico, etc.) e para o fotovoltaico em particular. Depois vieram todos os outros, com a Espanha a seguir as pisadas, depois Portugal, Itália, França e Grécia e agora os países mais ao leste (Bulgária, Hungria, Turquia).
Em que consiste este mecanismo? Em termos simplistas, os produtores de energia electrica por fonte renovável são pagos pela energia produzida e injectada na rede por uma tarifa fixada para cada tecnologia (e dimensão do projecto), cujos custos são suportados (não pelo governo/estado/OE) mas pelos consumidores de energia ("custos gerais do sistema).
Acontece precisamente que as tarifas "elevadas" de que fala HPS são ainda mais elevadas na Alemanha, pela razão simples de que lá há menos horas de Sol por ano do que por cá, portanto menos kWh/ano produzidos, sendo assim necessário aumentar o valor unitário da tarifa.
A título de exemplo, o ano passado a tarifa em vigor na Alemanha para grandes centrais era de 44centEUR/kWh, enquanto em Portugal é de 32 centEUR/kWh...
Em sintese, o mecanismo de apoio ao fotovoltaico em vigor em quase toda a Europa é semelhante, verificando-se nuances a nível ou do maior favorecimento da integração em edifícios ou da micro-geração.
As tarifas em vigor em Espanha eram até Set/08 sensivelemente iguais ás de Alemanha e em Itália as tarifas são elevadas também. Em França, são significativamente elevadas para os projectos integrados em edifícios. Não há assim nenhuma originalidade portuguesa, a não ser ter "gasto todos os cartuchos em 2 ou 3 alvos"...
Carlos Laia

Carlos Laia a 25 de Agosto de 2009 às 11:44
Acabo de ver os números dos MWs instalados em centrais fotovoltaicas ("PV") em 2008 e confirma-se que em 2008, o sector cresceu muito mais em Espanha do que na Alemanha:

http://www.epia.org/index.php?eID=tx_nawsecuredl&u=0&file=fileadmin/EPIA_docs/publications/epia/Global_Market_Outlook_Until_2013.pdf&t=1251280431&hash=d2c7b3e14dc22434ca441c565026addd

Figura 2: Espanha 2511 MW (mais de 55 vezes a potência da central de Moura/Amareleja)

Carlos Laia


henrique pereira dos santos a 25 de Agosto de 2009 às 14:42
Não tenho nada contra os sistemas "feed-in tariff".
Para o que tenho chamado a atenção é para a necessidade de discutir esse custo que pesa sobre toda a economia para evitar que em vez de um incentivo de desenvolvimento se transforme, como se transformou em Portugal, numa renda injustificada.
Pode indicar-me as fontes do preços que cita?
Obrigado
henrique pereira dos santos

henrique pereira dos santos a 25 de Agosto de 2009 às 14:54
É bom ter a noção de que mesmo tempo que os conumidores domésticos financiam a política de produção de renováveis a indústria e outros grandes consumidores estão isentos (dito de outra forma, este é um governo para quem é normal as pessoas serem mais mal tratadas que as empresas). É este o sistema alemão?
De um trabalho académico da Universidade de Coimbra (Produção de Energia Eléctrica em
Regime especial
Impacto nas tarifas):
"Para termos uma ideia mais concreta do impacto na tarifa, vejamos o exemplo deste ano
de 2007:
As energias renováveis vão custar, este ano, a cada consumidor de baixa tensão em
Portugal, cerca de 100 euros, segundo as contas do Água&Ambiente. Isto significa que
os consumidores vão pagar perto de o triplo do montante pago em 2006, que ascendia a
38 euros. Esta subida exponencial do sobrecusto das energias renováveis deve-se à
alteração da legislação que entrou em vigor a partir de 1 Julho de 2006, que penaliza os
consumidores de baixa tensão em detrimento dos de alta tensão, que ficaram
praticamente isentos desta contribuição.
Na globalidade, o sobrecusto com as renováveis – co-geração, eólica, biogás, outros,
fotovoltaica, hídrica, biomassa, resíduos sólidos urbanos, e ondas - ascendeu a cerca de
510 milhões de euros em 2007, de acordo com informação da Entidade Reguladora dos
Serviços Energéticos (ERSE). Deste montante, cerca de 269 milhões de euros será pago
pelos consumidores de baixa tensão (5, 4 milhões) que têm a seu cargo 99,05 por cento
dos custos que os subsídios das energias renováveis representam. Os restantes 241
milhões de euros, correspondentes aos subsídios pagos à co-geração, e que não é
abrangida pela nova legislação, são repercutidos por todos os consumidores nacionais
(5,9 milhões).
Contas feitas, só a co-geração custa este ano cerca de 40,4 euros a cada consumidor,
contra os 22,8 euros registados em 2006. No ano passado, a produção em regime
especial a partir de fontes de renováveis somou cerca de 276 milhões de euros (metade
do valor relativo ao ano passado), que por seu lado representou o dobro do volume
verificado em 2005, com 171 milhões de euros."
henrique pereira dos santos

Ecotretas a 6 de Setembro de 2009 às 12:17
As maiores do mundo??? Também foram enganados??? Vejam lá se se informam primeiro...
Ecotretas
http://ecotretas.blogspot.com/2009/07/socrates-continua-enganar-agora.html

Protocolos
comentários recentes
Ainda bem que procurei por ti na internet em geral...
A discussão sobre pagar a saúde de acordo com os r...
Espero que o José Sócrates faça um bom trabalho..
Boa tarde, gostava da vossa opinião.hoje dirigi-me...
EsclarecimentoA notícia é apenas sobre uma propost...
Venho por este meio relatar-vos uma situação que c...
Sou nova nestas andanças, da net (não em anos-57) ...
Obrigada pelos textos que nos deram a ler, a refle...
Estou de acordo com a ideia lançado por vocês impo...
Simplex , simplesmente. convido-os a visitarem o m...
já agora gostaria que observem uma iniciativa empr...
Estava a gostar deste blog...
Uma escrita muito pobre, na generalidade dos casos...
Estou numa dúvida: a oposição não foi eleita para ...
Posts mais comentados
88 comentários
50 comentários
44 comentários
43 comentários
38 comentários
36 comentários
27 comentários
25 comentários
arquivos
pesquisar neste blog
 

As imagens criadas pelo autor João Coisas apenas poderão ser utilizadas em blogues sem objectivo comercial, e desde que citada a respectiva origem.