Energia solar, armazenamento e energia eólica podem nos manter no caminho até 2030

O relatório New Energy Outlook deste ano da Bloomberg New Energy Finance prevê que as energias renováveis ​​podem nos manter na pista com menos de dois graus de aquecimento global para a próxima década. Mas depois disso, outras tecnologias terão que contribuir com sua parte.

Imagem: analogicus / Pixabay

Como a energia solar e solar são as fontes mais baratas de geração de energia nova em dois terços do mundo, analistas da Bloomberg New Energy Finance (BNEF) previram que a Europa liderará a corrida para descarbonizar sua rede.

Os autores do relatório New Energy Outlook deste ano, publicado na semana passada, esperam que a Europa gere 92% de sua eletricidade a partir de energia renovável até 2050 graças aos preços do carbono e outras políticas de apoio. Na semana passada, o Reino Unido expressou uma ambição líquida de zero carbono até 2050 e espera-se que a Irlanda e a UE façam o mesmo no devido tempo.

No entanto, as emissões do setor elétrico da China não atingirão o pico até 2026 - graças a uma grande frota moderna de usinas de energia movidas a carvão - embora devam diminuir em mais da metade nos próximos 20 anos. Isto é em parte porque em 2050 está previsto um aumento na demanda de eletricidade de mais de 50%, e a Ásia representará um mercado de demanda de energia de 5,8 trilhões de dólares - mais da metade da cifra mundial durante nesse período - e a Índia e a China adicionarão uma oportunidade de 4,3 trilhões de dólares.

Os Estados Unidos também ficarão para trás da Europa em termos de descarbonização, de acordo com o estudo anual, que é baseado na análise dos custos de tecnologias energéticas concorrentes. As energias renováveis ​​mais do que dobrarão sua contribuição para o mix de energia dos EUA, chegando a 43% em 2050, mas terão de ser completadas com gás natural abundante em um novo mercado de capacidade energética de 1,1 trilhão de dólares.

As energias renováveis ​​são o grande vencedor

Apesar da prevalência de gás natural nos Estados Unidos, o estudo New Energy Outlook 2019 prevê que, como fonte de energia, o gás ocupará aproximadamente a mesma participação de mercado em 2050, assim como a energia hidrelétrica e a hidroeletricidade. nuclear O petróleo terá desaparecido como fonte de energia até meados do século, acrescentou o relatório da BNEF, e o carvão - que fornece 37% da geração atual de energia - terá sido reduzido a 12% do bolo.

As energias renováveis, auxiliadas pelo armazenamento de baterias de íons de lítio, preencherão a lacuna, segundo a BNEF, com um aumento de 7% na geração atual de energia para 48% em 2050.

Isso se deve a uma estimativa de que as reduções de preço em energia solar, armazenamento de energia e tecnologias eólicas continuarão nas taxas de 28%, 18% e 14%, respectivamente, para cada duplicação da capacidade instalada. Se essas previsões forem confirmadas, as energias renováveis ​​fornecerão e armazenarão mais energia do que o carvão e o gás "em quase toda parte" até 2030, de acordo com o relatório.

A boa notícia é que ele iria assegurar que o mundo continua no bom caminho para o aquecimento global foi inferior a dois graus Celsius até 2050 para 2030, sem a necessidade de qualquer novo incentivo em dinheiro público para as energias renováveis ​​na próxima 15 anos Entretanto, além desse ponto, novas tecnologias serão necessárias, uma vez que as energias renováveis ​​poderiam contribuir com 80% da geração de energia em muitos países até o ano 2050.

Novas soluções são necessárias

Isso significaria que inovações e soluções alternativas como nuclear, biogás a energia, hidrogênio verde à energia e à captura e armazenamento de carbono teriam que ser lançadas após 2030, o que exigiria gastos significativos em P&D. antes daquele momento.

Outro requisito necessário para nos manter no caminho certo até 2030 seria que os mercados de energia fossem reformados a fim de reconhecer e recompensar corretamente o papel desempenhado pelas energias renováveis ​​e pelo armazenamento no suporte de rede.

Em um comunicado à imprensa publicado para divulgar o relatório da BNEF - que também considera o potencial de economia de carbono que pode ser alcançado em um mundo com transporte e aquecimento de edifícios totalmente eletrificados - o chefe da economia de energia da Elena Giannakopoulou declarou: "O NEO indi [novo enfoque da Nova Energia] é fundamentalmente agnóstico em termos de políticas, mas assume que os mercados operam de forma racional e justa para permitir que os fornecedores de baixo custo venham a vencer".

Renováveis ​​e geopolíticas: a água e o sol giram para a nova ordem mundial

Em nossa série de entrevistas sobre energia renovável e geopolítica, a Indra Øverland - chefe do Centro de Pesquisas Energéticas do Instituto Norueguês para Assuntos Internacionais - explica por que a energia hidrelétrica pode ser a combinação perfeita para energias renováveis ​​intermitentes como a solar e a eólica. Os ativos da hidroeletricidade são uma das maiores histórias geopolíticas da transição energética, mas quase não recebem atenção. Nações com forte potencial hídrico podem tornar-se elementos-chave das energias renováveis ​​regionais.

A energia hidrelétrica, particularmente o armazenamento bombeado, pode ser a chave para a transição da energia renovável. Imagem: MikeGoad / Pixabay

Apesar de não estar incluída entre as “novas” tecnologias de energia renovável, espera-se que a energia hidrelétrica desempenhe um papel fundamental no futuro sistema energético mundial, de acordo com Indra Overland, chefe do Centro de Pesquisa Energética do Instituto Norueguês para Assuntos Internacionais.

"Enquanto muitas pessoas que escrevem e falam sobre a geopolítica da transição energética estão obcecadas com materiais críticos, ameaças à segurança cibernética e apagões de eletricidade, a hidrelétrica é na verdade uma das maiores histórias geopolíticas na transição energética, mas quase não recebe atenção", disse Overland. revista pv.

Ele destacou que a infraestrutura hidrelétrica pode durar com manutenção mínima e, assim, tornar-se extremamente barata, mesmo que seu gasto inicial de capital seja considerável. Além disso, a hidroeletricidade é o acompanhamento perfeito para energias renováveis ​​intermitentes, como a solar e a eólica, porque é uma tecnologia barata, madura e comprovada para armazenamento de energia que pode ser ativada e desativada rapidamente.

Embora os laboratórios em todo o mundo pesquisem freneticamente as tecnologias de armazenamento de energia na esperança de abordar os problemas de intermitência e transmissão associados à energia solar e eólica, existe uma solução na forma de energia hidrelétrica. "Ao contrário de outras tecnologias de energia renovável, a energia hidrelétrica não é dependente de materiais críticos ou futuros avanços tecnológicos", disse o professor Overland. “Devido à sua adequação para armazenamento, o uso de energia hidrelétrica para a carga de carga da rede elétrica, como muitos países fazem, beira a insanidade tanto no sistema energético quanto nos termos geopolíticos.”

Hydro sem obstáculo para a energia solar

Imagem: Norsk Utenrikspolitisk Institutt (NUPI)

A energia hidrelétrica está se expandindo em muitas partes do mundo, com a maioria dos países em desenvolvimento que têm recursos hídricos significativos construindo barragens. Alguns países desenvolvidos, por outro lado, estão removendo a infraestrutura hidrelétrica, mas na maior parte são barragens pequenas negligenciadas. "Em termos de capacidade de geração de megawatts e saída de megawatt-hora, a energia hidrelétrica está se expandindo globalmente e continuará a fazê-lo, especialmente porque está cada vez mais conectada à expansão da geração solar e eólica", disse Overland.

A abundância de qualquer recurso energético - carvão, gás natural ou hidro - pode facilmente tornar-se um obstáculo ao desenvolvimento de fontes de energia alternativas, menos maduras e, portanto, mais caras. O aprisionamento institucional e de infra-estrutura também representa ameaças, como Overland explicou. "Se os engenheiros e especialistas em energia de um país são treinados para lidar com um tipo de energia, é preciso tempo para estabelecer outro", disse ele. “E uma vez que a infraestrutura de grande escala foi construída para um tipo de energia, normalmente será mais barato renovar ou ampliar essa infraestrutura do que criar uma nova infraestrutura a partir do zero. No entanto, no caso da energia hídrica, solar e eólica, grande parte da infra-estrutura deve se sobrepor, já que eles são todos sobre geração de eletricidade, então a energia hidrelétrica não deve ser um obstáculo a longo prazo ”.Indra Overland

Chave hidráulica bombeada para integração de renováveis

A hidro-bomba deve se tornar uma tecnologia-chave para a integração de energia hidrelétrica com novas tecnologias de energia renovável. "É simples, altamente viável e pode ser implementado na maioria das barragens de hidrelétricas", disse Overland. “Ao bombear a água reversa para a represa quando a demanda por eletricidade é baixa, ou há um excedente de eletricidade na rede, essa eletricidade pode ser armazenada na forma de água na represa e liberada novamente quando houver necessidade. Assim, a hidroelétrica bombeada aumenta a capacidade de armazenamento e a flexibilidade de uma usina hidrelétrica, o que a torna, por sua vez, um parceiro ainda melhor para a energia solar e eólica. ”

O especialista em energia considera a energia hidrelétrica como a fonte de energia renovável mais geopolítica. “Países com grandes recursos hidrelétricos têm a oportunidade de se tornar o eixo dos complexos regionais de energia renovável”, disse ele. Esses países teriam a chance de apoiar a expansão da energia solar e eólica doméstica e nos países vizinhos e gerar receita de exportação ao mesmo tempo. A lista dessas nações inclui Angola, República Democrática do Congo, Etiópia, Guatemala, Quirguistão, Tadjiquistão, Nepal, Butão, Laos, Noruega, Paraguai, Suíça e Geórgia.

Logicamente, a transição energética deve permitir que essas nações desempenhem papéis regionais mais importantes. "Mas é claro que isso depende da integração de redes elétricas, mercados e preços, que por sua vez dependem da remoção de subsídios, e todos eles dependem da integração e cooperação regional", disse Overland. Isso significa que os países ricos em recursos hídricos também devem se tornar propulsores da desregulamentação e integração do mercado de energia no país e no exterior, ajudando a transformar os sistemas de energia e a política regional.

Um importante avanço tecnológico está sendo fornecido pelo PV flutuante. "Acho que tanto a energia solar flutuante quanto a hidroelétrica são tecnologias-chave para o futuro e podem se reforçar mutuamente", acrescentou Overland. "Desde que haja energia suficiente para preencher a lacuna quando não há luz do sol, não há quase nenhum limite para a quantidade de energia solar flutuante que pode ser construída - além do acesso a superfícies de água adequadas."

A energia hidrelétrica é intermitente

As represas hidrelétricas são ótimas baterias, então a tecnologia tem muito menos problemas de intermitência do que a solar e a eólica. No entanto, a intermitência ainda é um problema, mesmo se medido em épocas e anos, em vez de horas e dias.

Por terra avisou que, se os eventos climáticos extremos se tornarem mais frequentes devido à mudança climática, a energia hidrelétrica será afetada como a energia solar e o vento. Em países onde o escoamento glacial é uma parte importante do sistema hidrológico, a mudança climática pode ter consequências particularmente graves.

As geleiras acumulam nevascas variadas durante o inverno, que se espalham uniformemente durante os meses de verão. Assim, as geleiras funcionam como um amortecedor estabilizador entre o fluxo do rio e as variações anuais na precipitação.

"Quando as geleiras se forem, seu efeito estabilizador no fluxo do rio será perdido e os efeitos das secas serão exacerbados", acrescentou Overland. “À luz do impacto da mudança climática na energia hidrelétrica, é importante assegurar o uso bem planejado e cauteloso dos recursos hidrelétricos para lidar com as variações na precipitação.”

Go hydro, não nuclear

O professor de energia destacou dois países com um enorme potencial para combinar a energia solar e hídrica com as economias vizinhas: o Egito e o Uzbequistão.

Overland explicou que o Egito evidentemente tem um potencial solar incrível, mas também tem uma população em rápida expansão que pode consumir muito mais eletricidade. "Assim, a velocidade máxima e a extensão do desenvolvimento da energia solar é imperativa para o Egito, mas não pode resolver inteiramente a dependência do país no Nilo", disse Overland. Para resolver o problema, o governo egípcio precisa controlar o crescimento populacional.

“Também é importante para o Egito evitar repetir seus erros passados ​​e desperdiçar os novos recursos de gás que encontrou, o que pode se tornar uma distração”, acrescentou Overland. "O Egito deve ter como objetivo tornar-se tão bom em governança energética quanto no belo jogo de squash, onde é a única superpotência do mundo".

O Uzbequistão, outro país a jusante, dependente dos seus rios e vizinhos a montante e com um imenso potencial para a energia solar, iniciou recentemente uma dramática transformação política que poderá transformar a Ásia Central. "Mas, como os egípcios, os uzbeques precisam evitar distrações, como o plano de construir uma usina nuclear em cooperação com a Rússia, potencialmente sobrecarregando o Uzbequistão com corrupção, dívidas e questões ambientais por muito tempo", disse Overland.

Preocupações ambientais

Quando questionado sobre o impacto social e ambiental da energia hidrelétrica, Overland apontou que questões semelhantes poderiam estar associadas a qualquer projeto de infraestrutura.

"Imagine a quantidade de terra coberta por estradas, instalações industriais, lixões, aeroportos, agricultura e assim por diante", ele respondeu. “Se você tentar estimar, os números são espantosos. Então, não vejo por que as represas hidrelétricas devem ser um problema tão grande comparado a tudo o mais ”. Na sua opinião, existem sistemas bem desenvolvidos para lidar com as conseqüências sociais dos projetos de infraestrutura, em termos de avaliações de impacto ambiental e consultoria. com as comunidades e garantir que os direitos sejam respeitados.

"O problema é que esses sistemas muitas vezes não são usados ​​adequadamente, como no caso da represa Myitsone em Mianmar, envolvendo acordos obscuros entre uma empresa do governo chinês, o governo birmanês e um conglomerado birmanês", disse Overland.

Tal como acontece com a energia eólica, que é frequentemente sujeita a resistência local, se os residentes têm propriedade e uma parte da receita gerada, é muito mais provável que sejam receptivos.

“É claro que algumas barragens não devem ser construídas, independentemente dos benefícios para os habitantes locais, porque o impacto ambiental é simplesmente muito grande”, concluiu Overland.

Em suas entrevistas anteriores para esta série, a Indra Overland discutiu questões geopolíticas relacionadas à China, Rússia, Arábia Saudita, armazenamento, super-redes e a geopolítica da transição energética.

Renovável até ao ano 2050

As metas estão lançadas e os prazos estão determinados em vários países europeus. Desta forma, muitos deles já estão a trabalhar no que toca à produção de energia elétrica vinda de fontes “limpas”. Segundo as projeções mais recentes da BloombergNEF, a Europa produzirá 92% da sua energia elétrica através de energia renovável. E essa meta tem um prazo: até ao ano 2050.

Vemos atualmente vários países a apostar nos carros elétricos e outras soluções sem combustíveis fósseis. Os estados estão assim a aumentar os esforços na produção de energia eólica, solar e hídrica.

Queda dos preços da produção de energia incentiva os países

O aumento no crescimento de energia elétrica renovável é algo já visto atualmente em muitos países. No entanto, sabemos como é ainda lenta a transição do combustível fóssil para eletricidade. Claro que vemos mais carros elétricos a circular, mais transportes públicos com combustível limpo e um aumento na eficiência. Na verdade, na eficiência é onde se pode poupar de forma incrível.

Desta forma, estes comportamentos vão ao encontro do estudo New Energy Outlook 2019 (NEO). Demonstra assim vontade para que, até ao ano de 2050, os países mudem muito no aspeto de produção de energia. Nesse sentido, terá de haver muito investimento para construir novas infraestruturas e renovar as existentes.

Consumo de energia triplicará até 2050

Pode parecer que é simples esta mudança, mas não basta ter um carro elétrico para estarmos a deixar de poluir. De onde vem a energia que o vai carregar?

Assim, é esperado que a procura de energia cresça 62%, resultando numa capacidade de energia global que triplicará entre 2018 e 2050. Mas é fácil percebermos: mais carros elétricos e mais equipamentos a não depender dos combustíveis fósseis, precisam de mais energia elétrica.

O estudo começa a analisar as correntes tecnológicas e os preços dos combustíveis para realizar uma análise dos custos mais baixos do setor elétrico. Os resultados mostram como o uso do carvão cairá dos atuais 37% para 12% até 2050. Por outro lado, o petróleo, como fonte de energia, será virtualmente eliminado.

A energia solar e eólica crescerá dos atuais 7% para 48% até 2050. Contudo, as contribuições das energias remanescentes, como hidroelétricas, gás natural e nuclear, permanecerão praticamente no mesmo nível de uso atual.

O apelo do planeta também irá obrigar a sermos mais “limpos”

Não será só por vontade de evoluir, de sermos modernos. Na verdade, o crescimento projetado das energias renováveis, ​​a partir de 2030, indica que muitos países podem seguir uma estrada limpa para a próxima década e meia. Será compatível com a manutenção de temperaturas globais de 2 graus ou menos, de acordo com o NEO deste ano.

Portanto, esta evolução poderá acontecer sem que os governos tenham de ajudar com subsídios para a instalação de energias renováveis.

O carvão ainda é rei, mas perderá o trono

A Europa deixará de lado o uso do carvão e gás como fonte de energia rápida. Assim, ao largar esta fonte de energia consegue-se obter os 92% da energia através de fontes renováveis até 2050. A maioria das economias da Europa Ocidental já está bem encaminhada no uso de energia renovável. Dessa forma, é um objetivo realista de longo prazo.

Os Estados Unidos, por outro lado, têm gás natural de baixo custo e a China, com centrais de carvão recém-construídas, de modo que seguirão a Europa em “descarbonização”, mas a um ritmo muito mais lento.

Na China, preveem um pico na procura de energia até 2026, com uma queda de mais da metade nos próximos 20 anos. Contudo, a procura de eletricidade na Ásia mais que dobrará até 2050, tornando-se um território perfeito para as empresas de energia investirem na construção de novas infraestruturas.

Com esta nova informação, pode-se ver como a procura global de energia crescerá no futuro, aumentando a presença e o uso de energias renováveis. A capacidade total de geração terá que triplicar a existente até 2050. A eletrificação dos setores de aquecimento e transporte (carros elétricos, autocarros elétricos, aeronaves leves elétricas) reduzirá as emissões globalmente, economizando aproximadamente 126 gigatoneladas de CO2 entre os anos de 2018 e 2050.

O fim de semana dizia: um lado ou dois

Módulos bifaciais estão aqui para ficar. Mas, mesmo que os fabricantes comprometam novas capacidades para a produção de módulos de duas faces, abrangendo toda uma gama de tecnologias, ainda há desafios a superar, para realizar previsões de que bifacial representará quase 40% de todos os módulos produzidos na próxima década. O teste de flash conduzido no final da produção de células e módulos apresenta um desses, e há muito debate entre fornecedores de equipamentos sobre como esse estágio de fabricação deve tratar células e módulos bifaciais.

Os futuros padrões a serem publicados pela IEC especificam que o lado frontal piscando sozinho pode fornecer uma caracterização precisa das células, desde que um módulo de referência aplicável seja usado e a variação do processo seja mantida em menos de 5%. Imagem: Meyer Burger

O aumento de desempenho proporcionado pelo bifacial depende de uma série de fatores que podem variar enormemente entre instalações - a cor do solo, bem como a altura e o passo dos módulos. Normalmente, o aumento é descrito como "entre um aumento de 5% e 30% na produção". Mas os investidores e os proprietários de projetos querem muito mais certeza do que isso, tornando os projetos que utilizam módulos bifaciais mais difíceis de financiar e também levando potencialmente a esses projetos perdendo produtos adicionais por meio de otimizações simples.

Obter uma melhor compreensão do desempenho bifacial envolverá muitos testes realizados no campo. A primeira etapa, porém, é o teste de flash conduzido nas linhas de produção, que determina a eficiência e a potência da célula / módulo. E há muito debate nesta área, cercando primeiro como o impulso bifacial deve ser expresso - como watts extras na potência, como rendimento extra de energia, ou usando a medida 'coeficiente bifacial' - e segundo como o teste de flash deve fisicamente ser conduzido.

Painéis bifaciais

Diversos fabricantes de equipamentos de teste de flash lançaram máquinas que permitem o piscar simultâneo em ambos os lados, afirmando que essa é a única maneira de garantir caracterizações precisas. Outros argumentam que a medição de lado único, incorporando um módulo de referência para o lado traseiro, é suficiente para uma medição precisa, e que o flash de dupla face reduz o rendimento e adiciona complexidade desnecessária aos processos de produção, além de exigir investimento de capex grande para novas ferramentas .

A alemã halm elektronik GmbH é uma fabricante que introduziu uma ferramenta com duas fontes de luz para flashing de duas faces, o cetisPV-IUCT-BF-3600, e a empresa parece convencida de que esta será a maneira como a indústria se move como ganhos bifaciais. mais terreno comercial. "Adicionando uma incerteza maior à potência de saída bifacial se realizada em uma estação de testes ou aumentando os custos se duas estações e uma estação de inversão forem usadas, testes unilaterais não parecem ser uma boa opção para testes de células bifaciais no futuro", explica Klaus Ramspeck, diretor de P & D da Halm “Isso é o que o mercado reflete também para nós: cada vez mais clientes que produzem células bifaciais recorrem a equipamentos de medição bifacial para obter resultados precisos”.

Outros fabricantes com células de dois lados no mercado incluem a alemã Wavelabs, a fabricante de ferramentas italiana Ecoprogetti e a chinesa Gsolar. E levar em conta os dois lados durante o teste de flash parece se encaixar na tendência atual dos fabricantes que buscam dados cada vez mais granulares para otimizar seus processos e garantir a qualidade (veja a revista pv 04/2019, p. 56). “Achamos que deveria ser obrigatório piscar com intensidade de sol de ambos os lados”, diz Jason Nutter, chefe de vendas da Wavelabs. "Se você piscar apenas em um único lado, não será capaz de entender a potência ou a bifacialidade do módulo."

Ele continua explicando que a questão está realmente na variação das condições de fabricação, e que até dois módulos de células produzidas, um após o outro, podem ter diferentes graus de bifacialidade. “Se todas as células e módulos fossem feitos em condições ideais com uma faixa estreita de variação na bifacialidade, você poderia se safar com um único testador lateral”, diz Nutter. “Mas, vendo que os módulos e células atualmente têm grande variação na bifacialidade, para nós, você precisa de dois lados para um entendimento preciso”.

Lado único

Outros fornecedores de equipamentos de testes de flash estão aderindo ao teste de flash de face única e alegam que os custos adicionais e a complexidade associados à integração de lampejos de duas faces em linhas de produção não valerão o trabalho de muitos fabricantes. “Não vejo necessidade de transferir [testes em flash frente e verso] para produção”, diz Gregory Bordogna, chefe de produtos e serviços da Pasay, subsidiária da Meyer Burger. "Vai ser muito caro e complicado de implementar."

Bordogna prossegue observando que a decisão sobre qual tipo de teste implementar também pode depender do modelo de negócios do fornecedor, com fornecedores de células dedicadas mais propensos a ver um benefício em piscar ambos os lados durante a produção, pois isso poderia aumentar as classificações de energia e agregar valor aos seus produtos. "Alguns fabricantes de células estão fazendo testes em ambos os lados", explica ele. “E muitos também estão procurando manter suas opções em aberto, pelo menos solicitando a capacidade de atualização para testes em frente e verso. Esse é um compromisso que cada vez mais estamos fazendo com nossos clientes ”.

Como na maioria dos aspectos do bifacial, o desenvolvimento de soluções de teste flash está em seus primórdios, com poucos exemplos anteriores para aprender. Os padrões atuais da International Electrotechnical Commission (IEC) descrevem testes de um e dois lados, conforme apropriado para o teste de flash de célula bifacial. Deve-se notar, no entanto, que esta norma (IEC TS 60906-1-2) é descrita para 'dispositivos fotovoltaicos' e baseada principalmente em descobertas no nível do módulo. Um segundo grupo de trabalho dentro do IEC também está trabalhando em um padrão específico para testes em células, embora isso também descreva os dois tipos de testes, conforme aplicável.

Para produtos bifaciais que brotam apenas na parte frontal, uma célula de referência testada e calibrada em um laboratório é usada para assumir o desempenho do lado traseiro. E os padrões IEC especificam que a variação do processo fornecida é mantida dentro de cinco por cento, isso fornecerá uma caracterização altamente precisa. “As conclusões do IEC são baseadas em experimentos comparando os resultados de diferentes abordagens com resultados do desempenho de campo”, diz Bordogna. "Cinco por cento não é um número arbitrário."

Desempenho de modelagem

O instituto de pesquisa imec, da Bélgica, desenvolveu uma estrutura de simulação para bifacial, que, segundo ela, pode calcular o rendimento energético esperado de qualquer sistema fotovoltaico bifacial. A estrutura utiliza dados de teste de flash nesses cálculos - seja a partir de uma folha de dados de produto ou de um teste conduzido pela imec - e seus criadores dizem que dados precisos de desempenho na parte traseira são vitais para entender o desempenho no campo. “Capturar o comportamento dependente da intensidade da luz tanto do lado frontal quanto do lado traseiro dos módulos fotovoltaicos é uma entrada essencial”, diz Eszter Voroshazi, gerente de P & D do módulo fotovoltaico e atividades de sistemas da imec. “Eu vejo isso como um importante elemento de entrada em escala industrial para incluir em folhas de dados de módulos bifaciais. Semelhante às curvas do lado frontal IV, algumas curvas IV da parte traseira em diferentes intensidades devem ser incluídas. ”

Dado o potencial de obter uma simulação mais próxima das condições de campo, há um interesse definido nas soluções de flash de dois lados. Mas a conclusão da IEC de que resultados precisos também podem ser obtidos usando um método de compensação provavelmente levará alguns fabricantes a decidir evitar o investimento adicional.

Ramspeck, da Halm, diz que várias inovações no celular da empresa mantêm esses custos sob controle. Ele alega que o custo da ferramenta é cerca de 35% maior do que para um típico flasher de face única, e estima que os custos operacionais aumentam em torno de US $ 0,002 / W graças ao uso de uma segunda lâmpada na parte traseira, que ele diz ter um vida útil de cerca de cinco milhões de flashes. Ele também observa que os relatórios iniciais sugerem que o desempenho da parte traseira poderia estar conectado à degradação no campo. “Os primeiros relatórios de clientes mostram também que a baixa eficiência do lado traseiro pode ser correlacionada com o comportamento de degradação da célula”, explica Ramspeck, “enquanto não são observadas diferenças na eficiência frontal”.

Desafios restantes

Além do custo adicional, adicionar testes de retaguarda às linhas de produção vem com mais complicações. Há um debate contínuo sobre a intensidade ideal para o lado traseiro e possíveis problemas com a interferência entre as duas fontes de luz que afetam a precisão. Embora ambos possam ser resolvidos dentro do design da ferramenta, outro problema observado por Ramspeck - que poderia ter implicações mais amplas - é o aumento das categorias necessárias quando as células são exibidas e classificadas com base na saída bifacial. “É necessário adaptar o mercado de que as células bifaciais são comparadas à produção bifacial e não à monofacial”, explica ele. “A disposição tanto na frente quanto na parte traseira leva a um número muito maior de classes de bin, o que excede o espaço disponível nas classificadores”.

Relatório diz que quase 75% da energia utilizada na mineração de Bitcoin vem de fontes renováveis

Um novo estudo sobre mineração de Bitcoin, conduzido pelo Fidelity Center for Applied Technology e distribuído pelo site CoinShares na segunda-feira, 17 de junho, mostra que quase 75% da energia elétrica utilizada para este fim vem de fontes limpas.

"Calculamos uma estimativa conservadora da penetração de fontes renováveis de energia na mineração de Bitcoin em 74,1%, fazendo com que essa atividade seja mais limpa do que praticamente todas as outras grandes atividades industriais do planeta."

Segundo o relatório, a análise geográfica das principais empresas deixa claro que "grande parte da mineração de Bitcoin é realizada em regiões onde existe ampla oferta de energia renovável disponível."

O relatório também mostra que os custos com a mineração, especialmente com energia, assim como outros índices importantes como taxa de depreciação de equipamentos, caíram consideravelmente em 2019, fazendo com que a atividade seja atualmente bastante lucrativa.

"Com os custos atuais, o minerador médio é bastante lucrativo. Tanto aqueles com equipamentos antigos quanto os mineradores com alto custo hoje são capazes de ter um retorno de investimento (ROI) positivo."

A indústria bilionária de mineração, parte essencial do funcionamento do Bitcoin, deve arrecadar US$ 6,2 bilhões em 2019, sendo 94% deste valor em novas moedas e 6% (ou cerca de US$ 372 milhões) em taxas de transação.

Solar, armazenamento e vento podem nos manter no caminho até 2030

O relatório do New Energy Outlook deste ano, da Bloomberg New Energy Finance, prevê que as energias renováveis ​​podem nos manter no caminho certo para menos de dois graus de aquecimento global para a próxima década. Mas depois disso, outras tecnologias terão que fazer a sua parte.

Renováveis ​​e armazenamento podem nos manter no caminho certo por uma década, desde que sua contribuição para as operações da rede seja devidamente recompensada. Imagem: analogicus

Com energia solar e eólica já a fonte mais barata de geração de energia em dois terços do globo, analistas da Bloomberg New Energy Finance (BNEF) previram que a Europa liderará a corrida para descarbonizar sua rede.

Os autores do relatório do New Energy Outlook deste ano , publicado hoje, esperam que a Europa gere 92% de sua eletricidade a partir de fontes renováveis ​​até 2050 graças ao preço do carbono e outras políticas de apoio. Na semana passada, o Reino Unido expressou uma ambição de 2050 com zero líquido de carbono e espera-se que a Irlanda e a UE sigam o exemplo no devido tempo.

As emissões do setor de energia na China, no entanto, não devem atingir o pico até 2026 - graças a uma extensa e moderna frota de carvão - embora devam diminuir em mais da metade nos 20 anos subsequentes. Isso é em parte devido a um aumento previsto na demanda de eletricidade de mais de 50% até 2050, com a Ásia apresentando um mercado de demanda de energia de US$ 5,8 trilhões - mais da metade da cifra global durante esse período - e apenas a Índia e a China. trilhão de oportunidades.

Os EUA também ficarão atrás da Europa no que diz respeito à descarbonização, de acordo com o estudo anual, que é baseado na análise dos custos de tecnologias energéticas concorrentes. As energias renováveis ​​vão mais que dobrar sua contribuição para o mix de energia dos EUA , para 43% em 2050, mas terão que completar com gás natural abundante em um mercado de capacidade energética de US$ 1,1 trilhão.

Renováveis ​​são o grande vencedor

Apesar da prevalência de gás natural nos EUA, o estudo New Energy Outlook 2019 prevê que, como fonte de energia, o gás ocupará aproximadamente a mesma fatia do mercado em 2050 do que hoje, assim como a energia hidrelétrica e a energia nuclear. O petróleo terá desaparecido como fonte de energia em meados do século, acrescentou o relatório da BNEF, e o carvão - que hoje fornece 37% da geração de energia - terá sido reduzido a uma fatia de 12% do bolo.

As energias renováveis, ajudadas pelo armazenamento de baterias de iões de lítio, preencherão o vazio, de acordo com a BNEF, com um aumento de 7% da geração de energia hoje para 48% até 2050.

Isso se resume a uma redução nos preços de estimativa em energia solar, armazenamento de energia e tecnologias eólicas que continuarão nas taxas de 28%, 18% e 14%, respectivamente, para cada duplicação da capacidade instalada. Se essas previsões forem confirmadas, as energias renováveis ​​fornecerão e armazenarão mais energia do que o carvão e o gás “em quase toda parte” até 2030, afirmou o relatório.

A boa notícia é que isso garantirá que o mundo continue no caminho do aquecimento global de menos de dois graus Celsius até 2050 até o ano de 2030, sem a necessidade de novos incentivos em dinheiro público para renováveis ​​nos próximos 15 anos. Além desse ponto, no entanto, novas tecnologias seriam necessárias, já que as energias renováveis ​​poderiam contribuir com 80% da geração de energia em muitos países até 2050.

Novas soluções necessárias

Isso significaria inovações e soluções alternativas como nuclear, biogás para energia, hidrogênio verde para energia e armazenamento e captura de carbono precisariam ser implementadas após 2030, o que exigiria gastos significativos em P&D antes desse ponto.

Um outro requisito necessário para nos manter no caminho até 2030 seria que os mercados de energia fossem reformados para reconhecer corretamente e recompensar o papel desempenhado pelas energias renováveis ​​e pelo armazenamento na ajuda à rede.

Em um comunicado de imprensa emitido para divulgar relatório BNEF de hoje - que também considera o potencial de poupança de carbono a ser feita em um mundo com aquecimento transporte e construção totalmente eletrificada - chefe de economia de energia Elena Giannakopoulou da organização declarou: “[O] NEO [ New Energy O Outlook ] é fundamentalmente agnóstico em termos de políticas, mas assume que os mercados operam de maneira racional e justa para permitir que os provedores de menor custo ganhem ”.

Renováveis ​​são comuns, mas o acoplamento setorial está progredindo muito devagar

Mais de um quarto da eletricidade global é gerada a partir de fontes renováveis, sendo a solar a terceira maior fonte, de acordo com uma síntese anual elaborada pela rede de políticas globais REN21. Apesar da queda ano-a-ano, a energia solar foi responsável pela maioria das adições de capacidade de geração no ano passado. Mas a falta de políticas de descarbonização nos setores de aquecimento, refrigeração e transporte coloca uma transição energética irregular em perspectiva.

Renewables - e particularmente solar - estão fazendo o seu bit, mas o acoplamento do setor precisa se mover muito mais rápido. Imagem: Jeremy Buckingham

A energia renovável continua a marcar presença na produção global de eletricidade, mas sua integração nos setores de aquecimento, resfriamento e transporte ainda fica aquém do progresso necessário para evitar o caos climático. O desequilíbrio setorial é em grande parte devido ao apoio insuficiente ou instável da política, de acordo com um relatório publicado hoje pela rede global de políticas de energia renovável REN21.

O Relatório de Status Global da Renewables 2019 informou que as energias renováveis ​​responderam por 26,2% da geração de eletricidade no ano passado, a maior parte ainda hidrelétrica, com 15,8%, seguida pela eólica (5,5%) e solar (2,4%). No ano passado, foram adicionados 181 GW de capacidade de geração de energia renovável, para um total de 2.378 GW no final do ano. Com 100 GW da nova capacidade de energias renováveis, a energia solar representou a parte do leão. 

Com os custos em uma trajetória declinante, as fontes renováveis ​​de energia foram estabelecidas como uma fonte principal de eletricidade há anos , disse a REN21. Excluindo a energia hídrica, 90 países tinham mais de 1 GW de capacidade instalada de energia limpa e mais de 30 países haviam excedido 10 GW. Nove países produziram mais de 20% de sua eletricidade a partir de energias renováveis ​​variáveis: Dinamarca, Uruguai, Irlanda, Alemanha, Portugal, Espanha, Grécia, Honduras e Reino Unido.

Solar

O declínio do mercado de PV chinês de 53 para 45 GW em 2018 , compensado pela maior demanda nos mercados emergentes e na Europa, resultou em um leve aumento no mercado solar global anual, que ultrapassou 100 GW pela primeira vez. As mudanças na política chinesa - visando controlar os subsídios solares públicos - inundaram o mercado de módulos para ajudar a abrir novos mercados e a competição e pressão de preços levaram a investimentos em capacidade de produção mais eficiente e avanços tecnológicos contínuos, afirmou o relatório.

De acordo com a REN21, a capacidade fotovoltaica acumulada aumentou 25% para, pelo menos, 505 GW, uma vez que 11 países adicionaram mais de 1 GW em 2018. Cerca de 32 nações têm agora pelo menos 1 GW de capacidade fotovoltaica instalada.

Fluxos de Investimento

No entanto, após anos de crescimento acelerado, as adições de capacidade de energia renovável estabilizaram e o investimento diminuiu em relação a 2017. A Solar atraiu grande parte do investimento em capacidade de energia renovável - quase US $ 140 bilhões -, mas esse número caiu 22% em relação ao ano anterior. O investimento em energia eólica subiu 2%, para US $ 134 bilhões, enquanto a usina hidrelétrica de grande porte atraiu US $ 16 bilhões, abaixo dos US $ 40 bilhões em 2017.

No ano passado, houve um número recorde de PPAs de energia renovável - o dobro do valor registrado em 2017 - com as empresas dos EUA na frente, com 13,2 GW de contratos de compra de energia solar em escala de serviços públicos. No ano passado, também os governos recorreram a leilões competitivos em vez de políticas de preços fixos. De acordo com a REN21, foram realizados 48 leilões em 2018, contra 29 no ano anterior. A Solar tinha um número recorde de PPAs e licitações, com ofertas vencedoras garantindo um preço de eletricidade tão baixo quanto $ 0,02 / kWh .

Iniciativas locais e inação política global

Com o mainstream das energias renováveis, a absorção global de energia limpa já não depende de um pequeno número de países. O número de estados com o objetivo de 100% de eletricidade renovável está aumentando e as cidades estão tomando a iniciativa adotando metas ambiciosas de energia renovável - notadamente nos EUA, em oposição a uma Casa Branca cética em relação à mudança climática. A REN21 descobriu que mais de 100 cidades usam pelo menos 70% de eletricidade renovável e pelo menos 50 adotaram metas de energia renovável que cobrem energia; aquecimento e arrefecimento; e transporte. 

Embora o setor energético tenha recebido mais atenção política, continua a haver uma enorme oportunidade para os países impulsionarem a ação, expandindo a transição de baixo carbono para os setores de aquecimento, resfriamento e transporte, afirmou o relatório. As energias renováveis ​​fornecem mais de um quarto da eletricidade global, mas fornecem apenas 10% da energia usada para aquecimento e resfriamento e pouco mais de 3% para o transporte, observou REN21, observando que o número de países com uma política de aquecimento renovável diminuiu no ano passado .

"Um avanço importante pode ocorrer se os países cortarem seus subsídios aos combustíveis fósseis, que estão sustentando a energia suja", disse Rana Adib, secretário executivo da REN21. Cerca de 40 países realizaram algum nível de reforma nos subsídios aos combustíveis fósseis desde 2015, mas esses incentivos permaneceram em 112 países em 2017, com pelo menos 73 estados subsidiando combustíveis fósseis na ordem de mais de US $ 100 milhões cada, segundo o relatório. A REN21 estimou um total de subsídios globais para combustíveis fósseis de US $ 300 bilhões em 2017, um aumento de 11% em relação a 2016.

O preço do carbono continua sendo usado como ferramenta política, afirmou o relatório. Até o final do ano passado, apenas 44 governos nacionais, 21 estados ou províncias e sete cidades haviam implementado a precificação de carbono - respondendo por apenas 13% das emissões globais de CO2.

“Com os países precisando voltar com metas climáticas mais ambiciosas em 2020, este relatório mostra que há uma série de oportunidades para ampliar a ação e melhorar a vida das pessoas, ampliando os benefícios da transição energética em toda a economia”, disse Arthouros, presidente da REN21. Zervos.

O Papa em reunião com grandes petroleiros e banqueiros estão falando sobre impostos de carbono

Instalação de Energia de Revisão para Damariscotta Baptist Church em Damariscotta Maine. Imagem: Energia de Revisão

O Papa Francisco realizou uma reunião a portas fechadas na Academia de Ciências com os CEOs de empresas de petróleo e empresas de investimento para tratar da mudança climática, com um grupo se comprometendo a apoiar um preço de carbono “economicamente significativo”.

O papa Francisco realizou uma reunião a portas fechadas com executivos de petróleo, gestores de investimentos e outros para discutir preços de carbono, decisões baseadas na ciência e a necessidade de abraçar a “transição radical de energia” que se aproximava. Esta é a segunda vez que o papa Francisco convocou uma reunião com as principais empresas de petróleo do mundo para conversas dessa natureza.

Em comentários divulgados pelo Vaticano sobre o tema da Transição e Cuidado da Energia de nosso Lar Comum, o Papa Francisco afirmou: “Sua reunião concentrou-se em três pontos inter-relacionados: primeiro, uma transição justa; segundo, precificação de carbono; e terceiro, a transparência no relato do risco climático. Estas são três questões imensamente complexas e recomendo que você as tome e ao seu nível, um nível sério e científico ”.

No final da reunião, um comunicado foi divulgado por 31 dos grupos sobre preços de carbono. A declaração, no site da organização da Universidade Notre Dame, observa especificamente que o acordo foi alcançado sobre o seguinte:

Regimes confiáveis ​​e economicamente significativos de precificação de carbono, sejam baseados em impostos, mecanismos de negociação ou outras medidas baseadas no mercado, devem ser estabelecidos pelos governos em um nível que incentive práticas de negócios, comportamento do consumidor, pesquisa e investimento para avançar significativamente na transição energética. os custos para as comunidades vulneráveis ​​e apoiar o crescimento econômico.

O documento é assinado por 31 grupos, incluindo Blackrock, representantes do Estado da Califórnia, Exxon, grupos ativistas e muitos outros.

Foi notado por muitos no campo da ciência do clima que as grandes empresas petrolíferas muitas vezes proclamaram o apoio ao imposto sobre o carbono publicamente, enquanto nos canais atrasados ​​financiaram claramente a negação do clima.

Atualmente, o procurador-geral de Massachusetts está liderando um processo contra o participante e signatário da Exxon, sugerindo que o petrolífero sabia da mudança climática na década de 1970, projetou os volumes e os efeitos do acúmulo de CO2 com precisão. que empurrou a negação ou a dúvida do clima, enquanto retendo dos acionistas as possíveis conseqüências econômicas da mudança climática.

Nas recentes eleições intercalares, o pessoal do Estado de Washington rejeitou a Medida de Iniciativa # 1631, um imposto de US$ 15,00 / t sobre a poluição de carbono , por um voto de 56-43% com quase 2 milhões de votos. Vários políticos federais sugeriram um “dividendo de carbono”, mas isso também não deu em nada.

E enquanto um imposto sobre carbono poderia ser útil como parte de um conjunto de políticas, a revista dos EUA argumentou que um imposto sobre carbono sozinho não atenderia às nossas necessidades, uma vez que a ação passiva do mercado passou devido às manipulações políticas e sociais mencionadas anteriormente.

Por que parques solares devem substituir terras agrícolas

O Dia da Overshoot da Terra deste ano cai na sexta-feira, 2 de agosto. O atual relatório da ONU sobre a proteção da biodiversidade não relata nada de bom. Pelo menos duas razões para nossos filhos demonstrarem às sextas-feiras, para que não apenas conversemos, mas ajamos, diz Ralf Schnitzler, desenvolvedor de projetos, parques solares, Bejulo GmbH. Ele acredita que agora é a hora de levar a revolução energética a sério. Abaixo, ele expõe seus argumentos e idéias sobre como a transição energética e outras transformações poderiam ser possíveis com os parques solares.

Os parques solares têm um enorme potencial para a diversidade, o que pode ser muito valioso para a proteção de espécies. Imagem: Christina Grätz, nagolare

À primeira vista, parques solares são instalações técnicas que desvalorizam a paisagem e a natureza ao redor. À segunda vista, os parques solares oferecem um enorme potencial para a conservação da natureza e da biodiversidade.

Particularmente quando parques solares são construídos onde a agricultura intensiva tem sido praticada, áreas de terra arável com poucas espécies são transformadas em comunidades de plantas de alta qualidade e espécies ricas para fins de conservação da natureza. Os parques solares oferecem um habitat especial para plantas, insetos e pequenos mamíferos, que raramente são encontrados na paisagem cultural intensamente usada. Os parques solares, portanto, contribuem significativamente para a conservação de muitas espécies nativas.

Nas pastagens, a principal razão para o declínio da biodiversidade é o uso excessivo ou insuficiente. Apenas algumas gramíneas e ervas podem lidar com cortes freqüentes e fertilização pesada. As populações são monótonas e pobres nas espécies. Se eles não são cortados, gramíneas competitivas e plantas lenhosas substituem as ervas. Os insetos também perdem uma importante fonte de alimento.

Proteção de Espécies

Parques solares não estão sujeitos à pressão de utilização agrícola. Para que os módulos não tomem sombra, ou até mesmo árvores e arbustos tenham chance, o corte é feito pelo menos uma vez por ano. Não há fertilização alguma. Os parques solares têm assim um enorme potencial para a diversidade, o que pode ser muito valioso para a proteção das espécies.

Os parques solares ainda são frequentemente greened com misturas de sementes que consistem em espécies não-nativas ou gramíneas reprodutoras de fácil manutenção. Os desertos de grama monótonos resultantes oferecem insetos nem pólen nem néctar. No entanto, parques solares com misturas de sementes favoráveis ​​a insetos de espécies nativas estão sujeitos a algumas condições legais.

De acordo com a Seção 40 (4) da Lei Federal de Conservação da Natureza (BNatSchG), “a aplicação de plantas de espécies exóticas na natureza requer a aprovação das autoridades responsáveis.” Este regulamento serve, em particular, para proteger a diversidade intra-espécies ( §7, nº 1 nº 1 BNatschG; Art.2 CBD). A partir de 1 de março de 2020, plantas ou sementes na natureza só podem ser aplicadas dentro de suas áreas de ocorrência.

Já antes de 2020, as sementes locais de plantas silvestres (regio seed) devem ser usadas preferencialmente de acordo com o BNatschG. O uso de sementes de plantas silvestres regionais da região para o plantio fora da área de assentamento, portanto, está em conformidade com as disposições legais aplicáveis ​​da Lei de Conservação da Natureza.

A semente Regio é legalmente compatível e faz uma contribuição importante para a biodiversidade. As plantas indígenas são a fonte de alimento para uma rica fauna de insetos. Eles promovem o desenvolvimento de habitats ricos em espécies, valiosos e conservadores da natureza. Este tipo de greening com um elevado valor de conservação da natureza não leva apenas a uma apreciação da paisagem, pode mesmo ser a ação compensatória prescrita para a intervenção no ecossistema.

Por que parques solares?

Os parques solares geram eletricidade a um custo de 4-6 Eurocent / kWh. Eles não precisam mais de apoio financeiro e gerarão eletricidade ainda mais barata no futuro. Os parques solares são, portanto, economicamente razoáveis para os clientes de eletricidade. Eles geram eletricidade muito barata e também servem para fins de proteção da natureza.

Em comparação com outras fontes de bioenergia, os parques solares também são consideravelmente mais eficientes. Aqui está uma comparação com as usinas de biogás operadas com milho silagem: Um parque solar produz aprox. 700.000 kWh eleitos. / ha, a usina de biogás, por outro lado, apenas aprox. 10.587 kWh eleitos. / ha. A eficiência é 66 vezes maior com a energia solar. Se o calor também é usado com a usina de biogás, a vantagem do parque solar ainda permanece com o fator 44.

Até hoje, apenas cerca de 45 GWp de sistemas de energia solar foram instalados em telhados e locais de campo livre na Alemanha.

Para o armazenamento necessário para equilibrar o fornecimento naturalmente flutuante de eletricidade de parques solares e eólicos, espero uma eficiência de 50%. Para suprir a atual demanda anual de eletricidade de 500 TWh na Alemanha, todas as “renováveis” devem gerar 1.000 TWh / ano. Naturalmente, consideravelmente mais eletricidade será necessária em todos os setores no futuro.

Energia solar, energia eólica, energia hidráulica, juntamente com tecnologias de armazenamento de energia de curto, médio e longo prazo (Power-to-x), podem garantir uma fonte de energia completa a partir de energias renováveis ​​até 2050. Este estudo da Federal Environment Agency já disse isso em 2013.

Problema de demanda por terra

No entanto, os parques solares exigem terra e estão, portanto, em concorrência com a agricultura, que cultiva alimentos, rações e matérias-primas renováveis.

Solução sugerida 1: áreas de bioenergia

Devido à eficiência consideravelmente melhor de parques solares, as áreas que são usadas hoje para o cultivo de milho de silagem para usinas de biogás devem ser usadas no futuro. Isto poderia acontecer passo a passo à medida que o financiamento da EEG para as usinas de biogás em questão chegasse ao fim.

Um total de 1,35 milhões de hectares de terra foram utilizados para o biogás em 2018. Deste total, aprox. 900.000 hectares foram utilizados para o cultivo de milho silagem.

De acordo com a atual tecnologia de ponta, 600 GWp de capacidade de energia solar podem ser construídos em 900.000 hectares de terra, gerando 630 TWh de eletricidade anualmente. As usinas de biogás operadas com milho silagem geram quase 1 TWh de eletricidade na mesma área.

As usinas de biogás podem até continuar a ser usadas em combinação com parques solares. Isso permite a próxima tecnologia de energia para o gás: armazenamento de gás, fornecimento de eletricidade e aquecimento orientados para a demanda, o uso de tecnologia instalada, incluindo rede de aquecimento local, transformadores e conexão à rede são possíveis. Apenas parques solares suficientes com tecnologia “power-to-gas” teriam que ser instalados na área circundante.

Naturalmente, também faria sentido, no interesse do bem-estar animal e de uma dieta mais saudável, evitar a pecuária em massa e assim produzir e consumir consideravelmente menos carne. A área agrícola para a produção de ração animal é muito maior do que a área acima mencionada de milho para silagem de biogás.

Solução sugerida 2: Agrovacovoltaica

Em todo o mundo, existem abordagens promissoras para combinar parques solares e uso agrícola em uma área. Se, no entanto, o foco é no uso agrícola, isso significa maior gasto em tecnologia. Segue-se também que, dependendo do tipo de uso agrícola, existem diferentes tipos de uso. Ambos os aspectos levam a maiores custos para a construção e operação do parque solar e, consequentemente, maiores preços de eletricidade, que ninguém quer pagar.

Defendo a subordinação do uso agrícola à geração de eletricidade em parques solares. Isso mantém os custos de construção, operação e eletricidade absolutamente competitivos.

As pessoas em um parque solar são sempre um risco de danos à tecnologia. O uso de máquinas agrícolas de operação independente dentro de um parque solar é uma alternativa. Adaptado às condições microclimáticas sob e ao lado das tabelas de módulos, os agro-robôs podem cultivar culturas mistas que também prometem mais segurança de produção do que as monoculturas. A engenharia agrícola certamente será capaz de desenvolver esses agro-robôs em 5 a 10 anos, se houver mercado para eles.

Conclusão

Na Alemanha, os parques solares são um alicerce essencial para a geração de energia renovável. Eles são consideravelmente mais eficientes e ecologicamente mais razoáveis ​​do que o cultivo de matérias-primas agrícolas renováveis ​​para usinas de biogás. Consequentemente, faz sentido usar gradualmente terras agrícolas de bioenergia para a construção de parques solares.

Os requisitos de proteção de espécies e produção de alimentos são levados em conta pelos conceitos de biodiversidade e uso futuro com robótica agrícola. Se quisermos instalar uma capacidade fotovoltaica de 600 GWp nos próximos 20 anos, a produção de módulos domésticos pode até ser lucrativa. Cabe agora à legislação criar as condições necessárias.

Condições desejáveis

Até mesmo a distribuição espacial das instalações em toda a Alemanha para criar uma rede de biodiversidade que pode ser usada por insetos, pequenos mamíferos e aves ( Corredores da Stepping Stone ).

• Criação de oportunidades de participação financeira para os cidadãos nas proximidades de usinas de energia solar.
• Simplificação do procedimento de autorização em caso de utilização múltipla. Uso múltiplo significa: Conceito de biodiversidade para proteção de espécies ou uso para produção de plantas e animais.
• Ajustes correspondentes ao EEG, Planejamento Regional (Plano Regional, Plano de Desenvolvimento Regional) e procedimentos de aprovação.
• Adaptação dos requisitos legais para o uso de terras agrícolas em conexão com usinas de energia solar.
• Adaptar o sistema de subsídios agrícolas da UE a este novo tipo de uso múltiplo da terra.

Outlook

O futuro é incerto e sou a favor de uma abordagem gradual que permita erros, bem como de forma aberta e honesta, informa e envolva todos os cidadãos. Com novos conhecimentos, dentro de alguns anos novos caminhos podem emergir que ainda são inimagináveis?

Eu tomo a liberdade de contemplar profundamente a bola de vidro hoje:

Agricultura 5.0 in 2050 in Germany

Em 2018, havia cerca de 16,6 milhões de hectares de terras agrícolas. No ano de 2050, aprox. 2-4 milhões de hectares serão usados ​​para parques solares. Estes geram aprox. 2.000 a 4.000 TWh de energia elétrica por ano. Juntamente com a energia eólica, a energia hídrica, o armazenamento de eletricidade e as redes inteligentes, toda a demanda de energia intersetorial é coberta de maneira econômica e mais do que adequada. A geração e o armazenamento de eletricidade são realizados o mais localmente possível. As despesas com eletricidade permanecem assim na região. Linhas de energia enormes são supérfluas.

Em estufas, também em muitos telhados, vegetais e ervas prosperam. Se você não tiver um polegar verde, os farmbots podem ajudá-lo com seu trabalho.

A maioria dos alimentos é produzida em biorreatores. Esta é uma idéia antiga da NASA para o fornecimento em longos vôos espaciais, repensada na nave espacial Terra. As bactérias encurtam o ciclo do carbono e produzem carboidratos, proteínas e gorduras diretamente do CO2. Os tecnólogos de alimentos complementam isso com micronutrientes e o trazem para formas comestíveis e apetitosas. A estação de rádio bávara explica muito claramente como isso poderia ser.

A área restante de 12 a 14 milhões de hectares é manejada de forma extensiva e sustentável, com sistemas agroflorestais, florestados ou convertidos em parques naturais. Quem gostaria de ter mais no prato, tem uma licença de pesca e caça. Plantas silvestres comestíveis são abundantes na floresta.

É assim que pode parecer em 2050, se lidarmos de forma gradual e construtiva com as diversas demandas da natureza e conservação de espécies, a transição energética, as conseqüências das mudanças climáticas e uma crescente população mundial.

Os projetos Transição Energética, Transição Agrícola, Conservação da Natureza e, assim, a preservação de uma biosfera digna de ser vivida confrontam toda a raça humana com um enorme desafio. É certamente um esforço que vale a pena.

Epílogo

Meus pensamentos podem parecer difíceis de digerir à primeira vista. Não há dúvida de que precisamos de uma mudança de paradigma em muitas áreas de nossas vidas. Preservar a biosfera de tal maneira que todos os habitantes da terra de hoje possam viver bem nela não existirá sem mudanças em nosso modo de vida.

Produzir alimentos diretamente de bactérias, sem desvios através do cultivo de plantas e criação de animais. Isso parece mais razoável do que otimizar idéias e procedimentos antigos e, na verdade, não é nada especial. Cerveja e vinho já são produzidos hoje com a ajuda de bactérias em biorreatores. Alimentos e bactérias sempre tiveram um relacionamento muito próximo. Eles sempre foram bactérias que produzem e digerem alimentos:

• Bactérias do solo tornam os nutrientes disponíveis para as plantas
• Na fotossíntese, também são bactérias que convertem luz em energia. Os cloroplastos já foram bactérias fototróficas de vida livre que agora vivem dentro de células vegetais
• No final da cadeia alimentar existem bactérias. Desta vez no trato digestivo e nas células do corpo. As mitocôndrias fornecem energia lá
• As mitocôndrias também já foram bactérias de vida livre, que agora vivem em todas as células do corpo.

A energia fotovoltaica é mais eficiente que a fotossíntese na geração de energia a partir da luz solar. Os biorreatores fornecem a maior parte dos alimentos. Isso significa menos terra e nenhuma monocultura no campo, ou a criação de animais em massa.

A natureza maltratada (solos, plantas e animais) será grata e poderá se recuperar. Utilizamos o espaço liberado para parques solares e para sistemas agroflorestais, reflorestamento, parques naturais. Isso reduziria adicionalmente a concentração de CO2 no ar.

Portanto, pode ser uma boa estratégia, em vários aspectos, gerar eletricidade em parques solares e alimentos com bactérias em biorreatores:

• No futuro, condições climáticas extremas tornarão a agricultura mais cara, mais arriscada e, às vezes, impossível. Biorreatores, estufas e agricultura interna são usados ​​para garantir a segurança do suprimento de alimentos em todas as condições climáticas.
• Sistemas agroflorestais e reflorestamento reduzem o conteúdo de CO2 na atmosfera. Flora e fauna se recuperam e oferecem serviços ecossistêmicos para sempre.
• Benefícios adicionais: Se lidássemos com a mudança climática dessa maneira, seria mais fácil passarmos se perdêssemos a meta de 2 ° C.
• Por último, mas não menos importante, haveria um fornecimento seguro de energia a partir de fontes renováveis.

Links adicionais

Neste contexto, os livros de Stefan Brunnhuber parecem estar absolutamente certos: 

em seu último livro “Die offene Gesellschaft: Ein Plädoyer für Freiheit und Ordnung im 21. Jahrhundert” (publicado em fevereiro de 2019) Stefan Brunnhuber descreve como a transição pode suceder passo a passo e com o envolvimento do público crítico.

Em 2016, Brunnhuber já descreveu uma maneira de enfrentar os desafios globais como sociedade em: “ A arte da transformação, como aprendemos a mudar o mundo ”.

O diretor do Instituto Wuppertal, Prof. Dr. Uwe Schneidewind, na rádio filosófica da WDR , também merece ouvir a pergunta: que possibilidades existem para lidar com os problemas aparentemente insolúveis da crise ecológica - e para tornar o processo significativo? que possível?

O Deutschlandfunk reporta em “ Forschung aktuell ” a partir de 06.05.2019 em um relatório de rádio sobre o relatório da ONU sobre a biodiversidade global, bem como sobre o tema da energia fotovoltaica agrícola. Clique aqui para ir diretamente para o podcast.

Com o “Barómetro da Transição de Energia”, o Fraunhofer IEE avalia anualmente o estado da transição energética alemã. Os indicadores seleccionados para este fim descrevem o sistema energético nas suas várias dimensões técnicas: energia final, energia eólica, energia fotovoltaica, sistemas de energia de equilíbrio, bioenergia, energia para o gás, baterias, aquecimento, mobilidade e investimento.

Com base nos valores reais de dezembro do ano anterior, a modelagem de cenário é usada para calcular os valores-alvo para 2050 e para identificar os caminhos-alvo que permitirão que o sistema de energia seja transformado em um suprimento de energia 100% renovável.

O Instituto Fraunhofer de Engenharia Interfacial e Biotecnologia (IGB) faz pesquisas sobre a produção de metanol a partir de CO2. O projeto é chamado de processos inovadores em cascata para a conversão de CO2 em combustíveis e produtos químicos.

A mudança climática representa uma ameaça existencial e global para a humanidade, mas sua natureza deslocalizada complica a ação climática. Aqui, os autores propõem unidades de condicionamento de ar de adaptação como dispositivos integrados, dimensionáveis ​​e renováveis, capazes de conversão descentralizada de CO 2 e democratização da energia. Multidão de Petróleo - não Petróleo Bruto.

Deutschlandfunk informou sobre reciclagem de CO2 em 4 de junho de 2019. Produção de combustíveis com a ajuda de bactérias. A BASF reconheceu o potencial da Lanzatech, a empresa mencionada no artigo. Na outra empresa mencionada, a Electrochaea GmbH, as bactérias também estão trabalhando no mesmo assunto.

Fatos e números sobre agricultura do Ministério Federal da Alimentação e Agricultura

Fatos atuais sobre a energia fotovoltaica na Alemanha da Fraunhofer ISE, 18 de março de 2019

Este estudo do Centro de Pesquisa de Redes de Energia e Armazenamento de Energia (FENES) da Universidade Técnica da Baviera Oriental de Regensburg (OTH Regensburg) de 2016 oferece um olhar além do horizonte: 

„ METASTUDY, Análise de estudos intersetoriais sobre a descarbonização do alemão sistema energético, Em nome da Deutsche Energie-Agentur GmbH „.

Nota do autor: Em 2016, os autores deste estudo podem não ter sido capazes de prever que usinas solares na Alemanha já podem ser operadas lucrativamente hoje com preços de venda de eletricidade de 4-6 centavos / kWh e que a agricultura com robôs agrícolas pode ser possível em 5-10 anos sob, entre e ao lado do módulo instalado.

Por que somos moralmente obrigados a ajudar quando a existência de alguém é ameaçada, leia e ouça os dois filósofos políticos Christian Neuhäuser e Arnd Pollmann em um relatório da Deutschlandfunk Kultur de 05.05.2019.

Em muitas situações da vida, entretanto, a questão do dever de ajudar é mais complicada do que em casos-modelo filosóficos. O que acontece quando ouvimos sobre necessidade e injustiça em outro lugar? Até onde vai a responsabilidade pessoal de cada indivíduo? Como se mede e quão alto é o bem comum em relação a reivindicações e direitos individuais? Deveria este dever moral ser estendido a todo tipo de existência - incluindo a biosfera? Eu digo sim!

Por Ralf Schnitzler

Como capitalizar sobre o juggernaut chinês de energia limpa

Voando diante das alegações de que a ascensão do setor de energia limpa da China prejudica a segurança das nações desenvolvidas e prejudica a lucratividade de seus negócios, um artigo de pesquisa argumenta que tal visão está desatualizada e mal aconselhada. Ele apresenta quatro oportunidades para os jogadores ocidentais tocarem em 'Green China Inc'.

O surgimento da China como superpotência global de energia limpa é uma oportunidade, não uma ameaça. Imagem: Centro do vôo espacial de NASA Goddard / Flickr, (colhido dentro a China).

A expansão vertiginosa do setor de energia verde da China tem sido observada com uma mistura de admiração e medo em algumas capitais, em alguns casos resultando em medidas protecionistas que interromperam as cadeias de fornecimento e saíram pela culatra em empresas e consumidores domésticos.

Um estudo da Brookings Institution, uma organização sem fins lucrativos com sede em Washington, argumentou que o crescimento do setor de energia limpa da China, que chama de "Green China Inc", não é uma ameaça, mas uma oportunidade que pode servir aos interesses econômicos do Ocidente. .

O documento aponta quatro principais oportunidades para os atores ocidentais capitalizarem a maturidade da Green China Inc: a abertura do mercado chinês de veículos elétricos; oportunidades de investimento em grandes projetos chineses de energia limpa; um mercado na China para tecnologias e modelos de negócios cada vez mais sofisticados para combater a poluição do ar; e contrabalançar a iniciativa pan-asiática-africana-europeia de infra-estrutura de cinturão e estradas de Pequim.

Investimento em casa e no exterior

Buscando evitar a montanha-russa solar experimentada em nações que adotam o princípio - desencadeada por subsídios mal planejados - a China está tomando medidas mais cautelosas em seus novos setores de energia limpa. A nação está abrindo seu mercado de veículos elétricos - o maior do mundo, que foi responsável por mais de metade das vendas globais no ano passado - com pouco mais de um milhão de VEs.

As empresas ocidentais dispostas a explorar este mercado florescente são bem-vindas, como sinaliza a rejeição de uma exigência de entrar em joint ventures com empresas chinesas. A oportunidade foi aproveitada pela fabricante americana de carros elétricos Tesla, que iniciou suas operações em uma fábrica em escala gigawatt em Xangai em janeiro. A China também sinalizou que reduzirá os impostos sobre as importações de automóveis, informa o Brookings Institution. 

Após a incerteza na esteira da mudança da política "5/31" para conter os subsídios do FV público no ano passado, espera-se que a China seja um mercado solar de 40 GW este ano. Alguns desses projetos, assim como outras capacidades de energia renovável, serão financiados por empresas ocidentais, não apenas para melhorar as credenciais ambientais de suas operações chinesas, mas também para lucrar com a tentativa mais ampla do país de "esverdear" seu sistema elétrico. Por exemplo, a Apple se comprometeu a desenvolver mais de 485 MW de projetos eólicos e solares na China para tratar de suas emissões industriais.

A notória poluição atmosférica da China abriu um novo mercado para investimentos. Com a limpeza da poluição do ar como uma prioridade nacional, a China está pagando pela tecnologia de purificação de ar de alto nível feita por empresas ocidentais. O estudo da Brookings Institution cita o exemplo da IBM, que desenvolveu software para ajudar as autoridades chinesas a gerenciar a qualidade do ar, entre outras coisas, prevendo a interação entre a poluição climática e industrial e a identificação de violadores das regras de qualidade do ar. A AO Smith, uma fabricante de aquecedores de água com sede em Milwaukee, é outra empresa dos EUA que tira proveito do desejo de Pequim de limpar o ar da nação.

O relatório Brookings também aponta para a Iniciativa Faixa e Estrada, o maciço programa de investimento chinês em infra-estrutura em cerca de 65 países e o desejo de muitos desses países de equilibrar o financiamento e a tecnologia da China com ajuda similar do Ocidente. Embora a necessidade de financiamento e infra-estrutura seja generalizada, algumas nações optam por outras fontes além de Pequim “porque temem ficar muito devotadas à China e às vezes porque acreditam que podem encontrar tecnologia mais avançada em outros lugares”, segundo o jornal.

Vencedores e perdedores

O documento também mergulha nos erros de cálculo típicos do mecanismo de subsídio solar fotovoltaico da China, descrevendo-os como cruciais para entender o desenvolvimento do Green China Inc. Referindo-se a compromissos generosos de subsídios públicos, o relatório afirma: “Até o final de 2017 o governo chinês As projeções eram de que até 2020 o déficit poderia triplicar ”. Essas afirmações foram baseadas em discussões com autoridades chinesas de política energética, de acordo com o jornal.

Tal acúmulo de pagamentos estimulou a mudança para subsídios mais inteligentes, envolvendo uma redução significativa nas tarifas feed-in - em particular para projetos que incluam os painéis solares menos sofisticados - bem como leilões, à medida que o setor continua avançando em direção à paridade de rede. 

O jornal observou que talvez o grupo mais amplo de partidos fora da China, com um interesse econômico na ascensão da Green China Inc, fosse investidor em ações. Eles foram acompanhados por bancos de investimento não-chineses, que assumiram participações acionárias em projetos chineses e ofereceram um leque mais amplo de instrumentos de dívida do que suas contrapartes chinesas.

Alguns investidores vão emergir como perdedores, adverte o jornal, mas embora seja particularmente difícil para os fabricantes ocidentais de equipamentos de tecnologia limpa competirem com a produção de baixo custo na China, o jornal cita estudos que preveem perdas de emprego ocidentais agregadas resultantes da ascensão da Green. A China será superada pelos ganhos. 

Finalmente, de acordo com a Brookings, uma estratégia dupla poderia ser a abordagem correta para a construção de setores domésticos de energia limpa globalmente competitivos: “Um foco primeiro em pesquisa e desenvolvimento e segundo na fabricação de produtos de energia limpa de ponta - em vez de mercantilizados”.