ALTA TAXA DE CRESCIMENTO PROJETADA PARA A INDÚSTRIA DE RESÍDUOS PARA ENERGIA

A indústria de resíduos em energia (WtE) está vendo um potencial de crescimento significativo. Algumas estimativas de crescimento previsto indicam que a indústria crescerá a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de mais de sete por cento até 2024.

Outros mostram um CAGR estimado de cerca de cinco por cento até 2028. Apesar disso, o crescimento do WtE está previsto para ser alto e terá um impacto contínuo na indústria de resíduos e reciclagem.

Potencial de crescimento

As tecnologias WtE atuais destroem ou capturam toxinas do lixo, incluindo chumbo, mercúrio, compostos orgânicos voláteis, halogênios e outros poluentes, filtram produtos químicos prejudiciais, eliminam o odor do aterro sanitário e destroem resíduos contaminados.

De acordo com Megan Wilson, vice-presidente de desenvolvimento corporativo e relações com investidores da Babcock & Wilcox, o crescimento da indústria de transformação de resíduos em energia é impulsionado por vários fatores, e esses fatores podem diferir por região. Na Europa, especialmente no Reino Unido, Escandinávia e outros países da UE, as ações regulatórias têm incentivado menos dependência de deposição de resíduos urbanos em aterros até e incluindo a proibição de novos aterros.

Há um forte senso de responsabilidade social em alguns países que impulsiona os esforços de reciclagem e conservação do solo.

“As usinas de transformação de resíduos em energia se encaixam bem com essa ética porque incentivam a reciclagem e colocam os resíduos não recicláveis ​​em uso benéfico na geração de energia de base e, ao mesmo tempo, protegem o meio ambiente”, disse Wilson. As usinas de transformação de resíduos em energia que a Babcock & Wilcox construiu para seus clientes apresentam controles de poluição de última geração, permitindo que essas usinas gerem energia de base ou forneçam aquecimento urbano, ou ambos, e o façam enquanto controlam as emissões ambientais.

Nos Estados Unidos, existem cerca de 70 plantas WtE atualmente em operação, o que é muito menos do que na Europa. Como Wilson explicou, nos Estados Unidos, os aterros sanitários são mais abundantes e o custo econômico dos resíduos do aterro (sem contar o custo ambiental) é muito menor do que na Europa.

“Ao mesmo tempo, também estamos vendo uma resistência contra a construção de novos aterros nos Estados Unidos porque o público está se tornando mais preocupado com o impacto de longo prazo de enterrar o lixo no solo e uma sensação cada vez maior de que podemos fazer um trabalho melhor de reduzir a quantidade de resíduos que produzimos, reciclando, reutilizando e colocando os resíduos que geramos em um uso benéfico ”, disse Wilson.

Os EUA estão vendo uma discussão cada vez maior por legisladores e legisladores sobre as emissões de metano de aterros sanitários e outras fontes. “O metano é freqüentemente ignorado porque tem vida mais curta na atmosfera do que o dióxido de carbono; no entanto, tem um impacto poderoso ”, disse Wilson. “De acordo com o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas das Nações Unidas, o metano tem aproximadamente 84 vezes o Potencial de Aquecimento Global (GWP) do dióxido de carbono em 20 anos. Em termos de Potencial de Aquecimento Global, o metano é responsável por quase um quarto das emissões dos EUA. Aproximadamente um quinto do total das emissões de metano dos EUA provenientes da atividade humana é gerado a partir de aterros sanitários. Não podemos lidar com a mudança climática sem lidar com o metano dos aterros. ”

De acordo com a EPA, há mais de 2.600 aterros sanitários municipais ativos e 3.200 inativos nos EUA. Esses locais emitem coletivamente metano que soma mais de 330 milhões de toneladas de GWP com base em 20 anos a cada ano - aproximadamente igual às emissões de 70 milhões de carros .

“Este problema continua a crescer à medida que mais 140 milhões de toneladas de resíduos são adicionadas aos aterros sanitários anualmente”, disse Wilson.

Como David Roeder, diretor de transição de resíduos da Ecofin explicou, há movimentos pró-reciclagem e anti-aterro em ação simultaneamente.

“Embora tenhamos feito reciclagem e outras iniciativas de redução de resíduos nos EUA por décadas, a força motriz por trás dos esforços crescentes nessas áreas nos últimos anos (e daqui para frente) é o cumprimento das metas de descarbonização e redução de emissões de GEE”, Roeder disse. Simplificando, os resíduos podem ser transformados em uma fonte de energia renovável com menor intensidade de carbono do que os combustíveis fósseis, com emissões reduzidas de GEE. E, há uma confluência de fatores que contribuem para o crescimento deste setor.

Como Roeder apontou, há vários mandatos governamentais em jogo que estão afetando a mudança em direção a mais instalações WtE, incluindo: Padrões federais para combustíveis renováveis ​​feitos de resíduos; processos de licenciamento cada vez mais difíceis para aterros novos ou ampliados; proibições estaduais e locais sobre a introdução de orgânicos em aterros sanitários em um esforço para reduzir a produção de metano do aterro; e padrões de portfólio renováveis ​​exigidos pelo estado para serviços públicos.

“As melhorias tecnológicas também tornaram a transformação de resíduos em energia mais prática e econômica em escala para muitos tipos diferentes de resíduos orgânicos, incluindo resíduos agrícolas, alimentares e florestais”, disse Roeder. Há uma forte demanda por energia derivada de resíduos de clientes governamentais e comerciais, principalmente como forma de reduzir as emissões de GEE das frotas de transporte, bem como de clientes varejistas. Além disso, existem fortes incentivos de crédito de combustível em vigor que fornecem receitas significativas para estimular ainda mais a produção de energia a partir de resíduos.

“Finalmente, as melhorias tecnológicas ampliaram significativamente a energia produzida, do que era simplesmente eletricidade - da incineração de lixo (também conhecido como dinheiro para o lixo) - para uma ampla variedade de energias renováveis, como gás natural renovável, diesel renovável, combustível de aviação sustentável , pellets de madeira renováveis ​​e hidrogênio renovável ”, disse Roeder. “Com mais aplicações potenciais para energia renovável, há um apetite maior para converter resíduos em energia. E essas aplicações adicionais ampliaram o setor de resíduos em energia muito além de projetos meramente localizados em aterros sanitários, para projetos autônomos que evitam que os resíduos cheguem a um aterro.”

Roeder acrescentou um comentário adicional: “As próprias ambições das corporações de reduzir a quantidade de resíduos que vão para o aterro para obter um desempenho ESG mais alto e seus clientes que exigem menos resíduos desnecessários estão desviando os resíduos do aterro para WtE. Essa tendência ainda está em seus estágios iniciais e tem um longo caminho para o crescimento da WtE. ”

Impactos na indústria de reciclagem

Uma coisa sobre a transformação de resíduos em energia que costuma ser esquecida é como ela complementa os programas de reciclagem. As comunidades dos Estados Unidos com instalações de transformação de resíduos em energia realmente veem as taxas de reciclagem aumentar, enquanto a dependência de aterros sanitários diminui.

“Isso porque as tecnologias de combustão de resíduos em energia podem usar resíduos que de outra forma não poderiam ser reciclados - entulhos de construção, plásticos não recicláveis, resíduos perigosos, destroços de tempestades de furacões, madeira e outros materiais - e usá-los como combustível”, Wilson disse. “Os metais podem ser recuperados do processo de transformação de resíduos em energia e os subprodutos desse processo também podem ser reaproveitados, como o asfalto para a construção de estradas. A conversão de resíduos em energia apoia a reciclagem e a economia circular. ”

Robert Laswell, um especialista em energia renovável e sustentabilidade com mais de 10 anos de experiência no espaço de energia solar e renovável, disse que a WtE deve ter um impacto positivo, pois a iniciativa WtE fornece outra alternativa para a indústria de energia, onde grandes investimentos são feitos para para reduzir nossas emissões de GEE.

“O desenvolvimento da tecnologia do conceito WtE e a reciclagem serão a razão de grandes passos na direção de onde podemos reutilizar e converter os resíduos em uma forma utilizável de bens”, disse Laswell. “Essas duas técnicas de gestão de resíduos não têm impacto uma sobre a outra simplesmente porque podem usar diferentes tipos de resíduos.”

Roeder disse que, a curto prazo, para aterros mais antigos e maiores que já produzem quantidades significativas de metano a partir de produtos orgânicos em decomposição, eles podem obter fluxos de receita de royalties com a conversão do metano capturado em eletricidade ou gás natural renovável para venda.

“Esses são frequentemente acordos de 10 a 20 anos que fornecem uma fonte adicional de estabilidade financeira de longo prazo para o aterro sanitário participante”, disse Roeder. A longo prazo, espera-se que a tonelagem do aterro seja adversamente impactada por várias iniciativas atuais, como proibições de introdução de produtos orgânicos, redução do conteúdo de embalagem e estratégias de desvio de resíduos.

Como uma compensação parcial para diminuir a tonelagem de entrada em uma base relativa, Roeder apontou que é amplamente esperado que haverá muito menos licenças de aterro emitidas, o que deve aliviar parte do risco competitivo de base geográfica atual.

“Para empresas de reciclagem que atualmente se concentram em papel, plásticos e metais, existem oportunidades para ampliar suas operações de processamento de resíduos para lidar com resíduos que serão desviados para o setor de energia”, disse Roeder. “Acreditamos que é um cenário realista ver uma consolidação e integração na indústria de gestão de resíduos, em que grandes players oferecem uma gama completa de serviços para empresas e municípios, ou seja, reciclagem, transformação de resíduos em energia e aterro, em vez de se concentrar apenas em uma saída para resíduos. ”

O maior desafio para a reciclagem de resíduos sempre foi como conseguir um processo eficiente de separação e coleta, ao mesmo tempo em que superava os problemas de contaminação. Isso também desempenha um papel nos processos WtE. “Tão verdadeiro quanto isso tem sido para vidro, garrafas de plástico e latas de alumínio, também será verdade - talvez ainda mais - para orgânicos como resíduos relacionados com alimentos, resíduos de madeira e resíduos verdes / de jardim, que coletivamente respondem por quase 60 por cento de resíduos depositados em aterros nos EUA de acordo com a EPA ”, disse Roeder. “Um processo separado e único provavelmente será necessário para lidar com esses resíduos orgânicos de forma eficaz.”

Outra parte crucial da iniciativa WtE é educar as pessoas e as indústrias sobre qual é a forma mais eficiente de descarte de resíduos. Laswell disse que coletar os resíduos separadamente é o primeiro passo crucial que deve ser alcançado. Assim que todas as indústrias e famílias começarem a estar cientes da importância da coleta seletiva, toda a iniciativa terá sucesso.

“A educação nesse assunto específico lhes dará conhecimento, porque todos nós temos que nos preocupar com nossos resíduos”, disse Laswell. “Temos que começar com as indústrias que mais geram resíduos, que receberão um plano de gerenciamento de resíduos exato e como cada resíduo deve ser tratado. Simultaneamente, as pessoas também devem estar perfeitamente cientes de como seus resíduos devem ser descartados para obter os benefícios deles. ”

Progresso contínuo

Wilson vê um enorme potencial de crescimento em energia renovável, incluindo transformação de resíduos em energia. Babcock & Wilcox está atualmente buscando oportunidades de WtE nos Estados Unidos, Caribe, América do Sul, América Latina, Ásia, Europa e Oriente Médio.

“Além da combustão de resíduos para geração de calor e energia, também vemos um crescente potencial de mercado futuro para combustíveis derivados e sintetizados criados a partir de resíduos sólidos urbanos, como gás de síntese, etanol ou hidrogênio, que podem ser usados ​​para gerar energia, abastecer veículos e aplicações industriais ”, Disse Wilson.

O especialista em materiais sustentáveis ​​da PA Consulting, Tony Perrotta, disse que será necessário prestar muita atenção ao cenário regulatório em mudança, bem como à fronteira de tecnologia enfrentada pela indústria de WtE. Por exemplo, há um interesse crescente em combustíveis sintéticos e processos de resíduos em combustíveis, mas o envolvimento do governo será fundamental nessas áreas.

“Uma série de alavancas globais estão se combinando para mostrar suporte para o crescimento do segmento WtE”, disse Perrotta. “Você tem uma quantidade sem precedentes de resíduos compostos por uma infraestrutura de reciclagem levada ao limite. Combine isso com uma aversão crescente pela exportação de resíduos e uma sede quase infinita por energia e o crescimento faz sentido. ”

No momento, a maioria das plantas WtE dos EUA está localizada ao longo da costa leste, especialmente nos estados da Flórida e da Nova Inglaterra, onde os resíduos de aterro são mais caros ou ambientalmente problemáticos.

“Achamos que pode haver um mercado para transformação de resíduos em energia em todo o país”, disse Wilson. “Em nossas conversas com os legisladores, enfatizamos que, como parte de uma política abrangente de energia limpa, o governo dos EUA deve tomar medidas para incentivar a redução das emissões de metano dos aterros, construindo novas usinas WtE e apoiando a reciclagem.”

por MAURA KELLER da American Recycler

Fortum Expande Instalação de Reciclagem de Baterias

Investimento de 24 milhões de euros para aumentar a capacidade de reciclagem hidrometalúrgica da Fortum e permitir a produção de produtos químicos sustentáveis ​​para baterias.

© Coprid - stock.adobe.com

A Fortum tomou a decisão de investimento para expandir sua capacidade de reciclagem de baterias de íon-lítio, construindo uma nova planta hidrometalúrgica de última geração em Harjavalta, Finlândia. O investimento, marcado em ca. 24 milhões de euros, será um passo importante para aumentar a capacidade de reciclagem hidrometalúrgica da Fortum e permitir a produção de produtos químicos para baterias sustentáveis. A nova instalação será capaz de recuperar com eficiência metais escassos de velhas baterias de íon-lítio de veículos elétricos, ao mesmo tempo em que reciclará várias frações de resíduos derivadas de toda a cadeia de abastecimento da bateria.

As baterias de íon-lítio desempenham um papel fundamental ao permitir a transição para a energia limpa e o crescimento da mobilidade eletrônica. Com a rápida eletrificação do transporte e a mudança para fontes de energia renováveis, espera-se que a demanda por baterias de íon-lítio cresça mais de dez vezes até 2030, aumentando significativamente a necessidade de metais essenciais usados ​​na produção de baterias de íon-lítio. A nova instalação de Harjavalta da Fortum ajudará a atender à crescente demanda por materiais reciclados de baterias e permitirá a recuperação sustentável de lítio, níquel, cobalto e manganês, que são essenciais na fabricação de novas baterias de veículos elétricos.

“A Fortum está investindo em um futuro mais verde, investindo ainda mais em suas instalações de reciclagem hidrometalúrgica. A nova instalação em Harjavalta criará aproximadamente trinta empregos em um futuro próximo, mas seu impacto será sentido em toda a Europa, pois será a maior instalação no mercado de seu tipo, uma vez concluída ”, disse Kalle Saarimaa, vice-presidente, Fortum Recycling & Desperdício. “Nossa oferta sólida cobre vários segmentos-chave da cadeia de valor da bateria e esperamos nossa colaboração com os principais participantes nessas áreas. À medida que a eletrificação do transporte ganha velocidade, a lacuna de matéria-prima enfrentada pela indústria automotiva se torna cada vez mais um sério desafio. Nossa nova instalação apoiará fortemente os ecossistemas de fabricação de baterias finlandeses e europeus existentes,

Fortum usa uma combinação de tecnologias mecânicas e hidrometalúrgicas de baixo CO2 para reciclar as baterias da forma mais sustentável possível e com a menor pegada de carbono. As baterias de íon-lítio são primeiro desmontadas e tratadas durante um processo mecânico na fábrica da Fortum em Ikaalinen. A massa negra da bateria, contendo metais essenciais, é coletada e levada para Harjavalta para processamento hidrometalúrgico.

A Fortum está operando atualmente uma planta piloto hidrometalúrgica em escala industrial em Harjavalta. A nova instalação a ser construída, que deverá estar operando em 2023, permitirá um aumento significativo na capacidade de processamento e reciclagem da Fortum. A nova fábrica permitirá à Fortum reciclar a maior parte das baterias EV que estão chegando ao fim de sua vida útil na Europa ”.

Em março, as operações de reciclagem de baterias hidrometalúrgicas da Fortum foram identificadas como um dos quatro projetos da Fortum a serem selecionados para o Fundo de Inovação da UE para tecnologias de baixo carbono. Os quatro projetos Fortum chegaram a uma lista restrita de 70 candidatos para financiamento do primeiro Fundo de Inovação da UE de 1 bilhão de euros. A Fortum também recebeu doações do IPCEI (Projeto Importante de Interesse Europeu Comum) da Business Finland em conjunto com o projeto European Battery Innovation da Comissão Europeia. As bolsas foram concedidas em conjunto com o desenvolvimento da planta de reciclagem mecânica da Fortum em Ikaalinen, Finlândia, e a planta de reciclagem hidrometalúrgica em Harjavalta.

Equinor, Ørsted e Boskalis aderem a consórcio de eólica offshore para hidrogênio verde

Equinor, Ørsted, Boskalis e outras sete empresas se juntaram ao projeto de hidrogênio verde do AquaVentus. O consórcio está desenvolvendo um projeto para produção de hidrogênio alimentado por 10 GW de energia eólica offshore instalada no Mar do Norte, e agora conta com 50 empresas e organizações.

Segundo o portal Offshore Wind, de janeiro até meados de março, oito empresas se juntaram ao consórcio, incluindo a desenvolvedora eólica offshore EnBW e a Linde — empresa de produção, transporte, armazenamento e distribuição de hidrogênio.

A Hynamics, subsidiária da EDF voltada para o hidrogênio, Brunsbüttel Ports, e o provedor de serviços marítimos EMS também fazem parte do consórcio AquaVentus desde o início deste ano.

Os projetos vão desde a produção de hidrogênio no Mar do Norte até o transporte para clientes no continente.

Incluem o desenvolvimento de parques eólicos offshore com geração integrada de hidrogênio, um parque offshore de hidrogênio em grande escala, um gasoduto central de abastecimento, infraestruturas portuárias, plataforma de pesquisa e aplicações marítimas.

O consórcio planeja instalar, até 2025, duas turbinas eólicas de 14 MW, cada uma com uma planta de eletrolisador em sua plataforma de fundação.

Em abril, Shell, RWE, GASCADE e Gasunie assinaram uma declaração de intenções para intensificar sua colaboração no gasoduto, com um estudo de viabilidade planejado como a próxima etapa do projeto.

Exportação de hidrogênio atrai plano de investimento de US$ 5 bi para o Ceará

No início de março, a Enegix Energy anunciou plano de investimento de US$ 5,4 bilhões no projeto Base One para produzir mais de 600 mil toneladas de hidrogênio verde no Porto do Pecém, no Ceará.

A ideia, segundo a empresa, é transformar o estado em um importante exportador do combustível.

A empresa contratou 4,5 GW de energia eólica e 3,5 GW de solar fotovoltaica para o projeto e espera que o período de construção leve de três a quatro anos para ser concluído, mas a operação pode começar um pouco antes.

O brilho cubano é mais intenso com a energia solar

A União Europeia e seu apoio tecnológico na geração de energia limpa para a maior das ilhas do Caribe.

Dra. C Alina Montero Torres, Diretora de Relações Internacionais, e Dr. Manuel Alejandro Rubio Rodríguez, do Centro de Estudos Energéticos e Tecnologias Ambientais. Ambos da UCLV.

Fotos da Universidade Central Marta Abreu de las Villas. Revista pv de composição.

A ilha foi chamada para se tornar um importante centro de geração de energia renovável, não apenas no Caribe, mas na América Latina.

A Universidade Central Marta Abreu de Villas (UCLV), localizada na região de Santa Clara, jurisdição de Villa Clara, Cuba, tornou-se a primeira universidade cubana a instalar um recurso fotovoltaico em um centro de estudos universitários.

Universidade Central Marta Abreu de las Villas, Cuba

Com essa decisão, o centro universitário promove pesquisas em tecnologias limpas para geração de energia e afeta a transformação da matriz energética do país.

Num futuro próximo, centenas de painéis solares terão que preencher o campus da UCLV, que aspira a se tornar a primeira universidade verde em Cuba com o compromisso de pesquisadores, professores e estudantes, guiados pelo Grupo Nacional para o uso. das fontes de energia renovável coordenadas pela própria instituição e graças à colaboração conjunta entre o Governo cubano, os Ministérios do Ensino Superior e Energia e Minas de Cuba e várias organizações da União Europeia.

Em um relatório divulgado pela casa de estudos, Manuel Alejandro Rubio Rodríguez, Dr. e diretor do Centro de Estudos Energéticos e Tecnologias Ambientais da UCLV (CEETA) e Coordenador do Grupo Nacional para o uso de fontes de energia renováveis, o A UCLV foi selecionada para o primeiro projeto da universidade verde cubana, com base em sua tradição em estudos sobre fontes renováveis ​​de energia, levando em consideração sua extensão e o grande número de serviços com alta demanda de eletricidade fornecida na pequena cidade .

Rubio Rodríguez disse que “existe um plano para satisfazer a maior quantidade desses serviços de fontes renováveis ​​de energia no futuro. No momento, a possível construção de dois parques solares fotovoltaicos está sendo negociada com um investidor para ajudar a atender à demanda de eletricidade de a Universidade".

Segundo o pesquisador, está previsto que, em casos de emergência, juntamente com outros sistemas de armazenamento e produção de eletricidade, a universidade seja autônoma. O programa da universidade verde também inclui outras linhas de trabalho, como o processamento de resíduos sólidos e o uso de biomassa gerada na instituição.

A Dra. Alina Montero Torres, Diretora de Relações Internacionais da UCLV, argumenta que, para tornar a instituição a primeira universidade verde e contribuir para a mudança da matriz energética do país, a instituição trabalha com várias contrapartes estrangeiras, uma delas, União Européia: "que possui vários programas em nosso país para apoiar o cumprimento das metas de desenvolvimento sustentável definidas pela Organização das Nações Unidas (ONU), incluindo aquelas relacionadas a energia renovável".

Calor e energia fotovoltaica: quando o sol não é apenas aliado, mas inimigo

É inverno na América do Sul e verão na Europa. As ondas de calor estão se tornando mais longas e mais frequentes, e é comum que o verão atinja 40 graus por dia em áreas com maior radiação solar. O calor é um grande inimigo da energia fotovoltaica, mas existem soluções possíveis. A revista pv conversou com Asier Ukar, diretor geral e consultor sênior da sede espanhola da PI Berlin, inaugurada recentemente.

Foto: Eon

PV magazine: Como o calor afeta o desempenho das instalações?

Asier Ukar: O calor é um grande inimigo da energia fotovoltaica. Praticamente todos os componentes de uma usina fotovoltaica sofrem em maior ou menor grau com altas temperaturas. Os módulos são certamente o componente em que essa circunstância é mais claramente refletida, com perdas que excedem em muito 15% em áreas especialmente quentes. Caso alguém esteja interessado em explicações físicas, uma explicação muito simples e simplificada seria que os elétrons se elevam à medida que a temperatura aumenta. Quanto mais eles se afastam do átomo, menos energia eles podem transportar, uma vez que a energia transportável é determinada pela diferença de energia entre um nível específico e o anterior.

Os investidores, por outro lado, sofrem com o calor, pois são equipamentos semicondutores e, para proteger os componentes mais sensíveis, reduzam a energia de entrada do ponto de potência máxima (MPP). Outros componentes, como transformadores a seco ou cabos, também têm consequências negativas associadas, no primeiro caso, por exemplo, devido à degradação do isolamento e no segundo, devido ao aumento das perdas de condução devido ao aumento da resistência elétrica.

A que temperatura o desempenho do módulo diminui?

As perdas de temperatura em um módulo fotovoltaico são dadas a 25 ° C de temperatura da célula. Ou seja, embora não seja um dia particularmente quente, os módulos sofrem perdas que os fazem trabalhar com uma potência menor que a nominal. A partir dos 25 ° C mencionados, o aumento de cada grau de temperatura implica em um módulo cristalino uma perda de aproximadamente -0,4% da potência nominal. Um dia ensolarado de julho na cidade espanhola de Córdoba, por exemplo, com uma temperatura ambiente de 43 ° C gera uma temperatura de célula em torno de 63 ° C, se adicionarmos que os módulos foram instalados em seu dia em seguidores de dois eixos e que no dia em questão o vento não sopra, podemos plantar a uma temperatura próxima a 70 ° C.

Ponto quente gerado pelo sombreamento / Foto: PI Berlin

Existe mais alguma tecnologia "adequada" para aquecimento? 

Dentro do silício cristalino, a grande maioria dos módulos tem um comportamento térmico muito semelhante, as exceções são representadas por fabricantes como Panasonic, LG ou Sunpower com perdas nominais de energia por grau Kelvin abaixo de -0,3% em vez de -0 , 4% mencionados acima. Essa melhoria é refletida naturalmente no preço. No mundo da camada fina, a tecnologia baseada em cádmio e cádmio também apresenta bom desempenho em altas temperaturas.

Também é importante ter em mente que, dentro da mesma tecnologia, existem variações significativas nos coeficientes de temperatura. Tomando por exemplo fabricantes de módulos cristalinos, é fácil observar valores entre -0,38% / K e -0,41% / K. Essa diferença em condições quentes como as que estamos enfrentando hoje em dia pode representar um desvio de quase 5Wp na potência operacional de cada módulo instalado. Se para uma usina de 100 MWp escolhemos um módulo com um coeficiente de -0,38% / K em vez de -0,41% / K, estaríamos falando de cerca de 1 MWp de energia adicional em horas muito quentes. Portanto, é importante escolher módulos com bons coeficientes de temperatura e medi-los adequadamente. Nos nossos laboratórios em Berlim e na China, geralmente encontramos diferenças de 10% em relação às nossas medições e aos valores indicados pelo fabricante em sua folha de dados. Parece pouco, mas ao calcular o LCOE de 25 anos em locais quentes, a diferença não é tão pequena.

Ponto quente gerado por dano mecânico na célula / Foto: PI Berlin

E investidores, quando são afetados?

O inversor gera calor quando converte a corrente contínua em corrente alternada, e esse calor é adicionado à temperatura ambiente da cabine na qual o inversor está instalado. O inversor evacua o calor através de ventiladores ou dissipadores de calor, mantendo a temperatura abaixo de um determinado nível, impedindo a degradação dos componentes mais delicados. Caso contrário, podem ocorrer danos, por exemplo, no material isolante ou fadiga térmica nas soldas e condensadores. Para reduzir a temperatura de operação, o inversor entrará em "redução", convertendo menos energia de corrente direta em corrente alternada. A maioria dos inversores entra em "desclassificação" quando as temperaturas atingem cerca de 45 ou 50 ° C.

A temperatura externa não corresponde necessariamente à temperatura dos módulos diretamente expostos à radiação solar. Que diferenças podem ser observadas?

O calor na célula é produzido, por um lado, devido ao efeito da temperatura ambiente e, por outro, pelo calor liberado durante a geração de energia resultante do efeito fotoelétrico. Em outras palavras, um módulo através do qual 8 ampères flui será mais quente que outro através do qual 5 flui, independentemente da temperatura ambiente. Este último efeito, a propósito, é o que faz com que os módulos bifaciais tenham um comportamento térmico pior do que os módulos monofaciais. Ambos os efeitos são modelados com coeficientes que variam dependendo de como os módulos foram instalados, seja no telhado, no solo, em rastreadores ou em coberturas. Enquanto o sol está brilhando, os módulos sempre exibem uma temperatura mais alta que a temperatura ambiente, com diferenças acima de 25 ° C em determinados momentos do dia.

Não é conveniente esquecer o efeito do vento, que favorece a dissipação de calor através da ventilação natural. Surpreendente ao ver como em usinas fotovoltaicas especialmente grandes e com alguma ondulação do solo que causa diferentes fluxos de ar, o PR de uma área para outra varia claramente de acordo com a ventilação dos módulos.

Pode ou deve ser feito algo para combater esses efeitos?

Nas instalações fotovoltaicas instaladas no chão, há pouco a fazer. Existem tipos de vegetação plana que contribuem para aumentar o albedo e, assim, reduzir a temperatura no primeiro metro acima do solo, mas uma extensa implementação dessa medida ainda não foi realizada, portanto, não temos dados empíricos. No telhado, você pode optar por usar cores claras nos telhados e levantar os módulos a alguns centímetros da superfície do telhado. Sem dúvida, o mais importante é que a parte traseira do módulo seja o mais ventilada possível. Nesta linha, foram introduzidos recentemente protótipos que incorporam um trocador de calor de alumínio na parte traseira do módulo, o que teoricamente favorece a evacuação de calor.

Produção de energia renovável supera combustíveis fósseis na Europa no primeiro semestre de 2019

A provedora e consultora de serviços de dados de energia sediada no Reino Unido, EnAppSys, divulgou sua revisão trimestral do mercado europeu de energia. Embora as renováveis ​​cobriram uma grande parte da demanda do continente, essa tendência provavelmente irá mudar no segundo semestre do ano, à medida que a produção de energia renovável cair. Enquanto isso, a geração de carvão está sendo empurrada para fora do mercado do Reino Unido, embora não totalmente em benefício das fontes renováveis, já que as usinas movidas a gás estão ganhando força.

Embora alguns mercados tenham registrado picos regionais em produções de energia renovável, em geral avaliadas em 36 países, os analistas da EnAppSys não conseguiram identificar mudanças tremendas. Imagem NASA

Na Europa, as energias renováveis ​​produziram mais energia do que os combustíveis fósseis no primeiro e no segundo trimestre de 2019. Um total acumulado de 245,8 TWh de eletricidade foi gerado a partir de várias fontes de energia renovável, de abril até o final de junho. O resultado chega a 21,3% a mais do que os 202,7 TWh que foram produzidos a partir de gás, carvão, linhito, petróleo e turfa no mesmo período de tempo.

Estes novos números foram divulgados no resumo do mercado europeu de eletricidade, Q2 2019,publicado pelo provedor de dados de energia do Reino Unido e pela consultoria EnAppSys. A empresa revê periodicamente dados em bruto da Rede Europeia dos Operadores de Redes de Transporte de Electricidade (ENTSO-E), que abrange os sistemas de transmissão de eletricidade de 36 países europeus.

Esse brilho da notícia rapidamente se desvanece no resumo, enquanto os analistas de números da EnAppSys divulgam que a participação da geração de energia a partir de combustíveis fósseis, renováveis ​​e nucleares na Europa permaneceu praticamente estática desde 2017. Eles compartilham que é tipicamente o caso de fontes renováveis. superam as renováveis ​​nos dois primeiros trimestres, com esta tendência a mudar no segundo semestre do ano.

As usinas nucleares foram o player dominante no mix de energia da Europa no segundo trimestre de 2019, gerando 28,2% do total de eletricidade, de acordo com o relatório da empresa. Além disso, lista a produção hídrica em 17,5%, gás: 17,0%, carvão / lenhite: 14,7%, vento: 11,5%, solar: 6,5% e biomassa: 3,4%. A geração restante foi composta de petróleo: 0,6%, resíduos: 0,5% e turfa a 0,1%.

Jean-Paul Harreman, diretor da EnAppSys BV, comentou que “o estado do mix de combustíveis em toda a Europa se estabilizou, com os níveis de renováveis ​​não vendo mais aumentos significativos e o equilíbrio entre carvão e gás em grande parte estático”. Criticou que muitos países fazem grandes anúncios em termos de desenvolvimento de energias renováveis, mas aderem a velhos hábitos de combustível. Ele aponta que a participação da geração de linhito de carvão diminuiu apenas 22% desde 2016, comparando os números do segundo trimestre.

Analisando os dados dos quais a empresa extrapolou, a geração de energia solar fotovoltaica nos 36 países no segundo trimestre de 2017 foi de 40,2 TWh, aumentando para 43,2 TWh no segundo trimestre de 2018, principalmente devido à melhor irradiação solar. Com os níveis de luz do sol voltando ao “normal” em 2019 na maior parte da Europa, a geração do segundo trimestre também voltou a 40,5 TWh.

Além disso, a contribuição da PV para o mix de eletricidade flutuou nos últimos anos entre 1-3% no quarto trimestre e 3-4% no primeiro e terceiro trimestres, chegando a 6% no segundo trimestre.

O carvão e o linhito perderam 33% do mercado desde 2015, embora tenham sido amplamente substituídos pelo gás. A geração de gás oferece um benefício em termos de emissões de carbono; no entanto, uma implantação em grande escala provavelmente não conseguiria suportar quaisquer ambições de mitigação de mudanças climáticas sérias.

Revisão da Grã-Bretanha

A consultoria britânica concluiu uma revisão específica da Grã-Bretanha sobre os dados de origem da ENTSO-E. Apesar do governo recentemente ter enfraquecido as condições do mercado de geração solar, o Reino Unido desmantelou as tarifas de exportação para os pequenos produtores em troca de uma “Garantia de Exportação Inteligente” , mas um resultado efetivo ainda está para ser visto. Com o aumento do IVA sobre os produtos solares de 5% para 20%, a frota de energia renovável da Grã-Bretanha produziu quase o dobro da quantidade de eletricidade que as usinas nucleares no segundo trimestre de 2019. Os 23,1 TWh de energia renovável aumentam 9% para os níveis do segundo trimestre de 2018. , escrevem os autores.

O EnAppSys acrescenta um grão de sal às notícias notáveis. Nuclear caiu 21% em relação aos níveis do segundo trimestre de 2018, mas em grande parte porque nove das 16 unidades nucleares do Reino Unido tiveram interrupções em meados de junho, de acordo com os autores.

O carvão, por outro lado, parece ser empurrado para fora do mercado. No segundo trimestre de 2019, houve apenas 0,36 TWh gerado pela queima de carvão - um recorde de baixa - e 60% abaixo do já baixo Q2 2018. Os relatórios indicam que a frota de carvão da Grã-Bretanha permaneceu inativa durante grande parte do trimestre, com 18 dias consecutivos. onde nenhum carvão foi queimado para geração de energia.

No segundo trimestre, 40,6% da eletricidade foi gerada a partir de usinas a gás, 33,1% de fontes renováveis, 17,6% de nuclear, 8,1% de importações e 0,5% de carvão. Da geração renovável, 49,1% vieram de parques eólicos, 27,7% de biomassa, 19,1% de energia solar e 4,1% de usinas hidrelétricas.

A contínua dependência do carvão no sistema para fornecer margens de reserva durante períodos de alta demanda e baixa geração de renováveis, gerou uma alta repentina nos preços do mercado spot em 24 de junho.

"Na manhã deste dia, várias usinas de carvão off-line já estavam impossibilitadas de iniciar a tempo para o pico da demanda noturna devido à sua incapacidade de acionar rápido o suficiente", explicou Paul Verrill, diretor da EnAppSys. “Quando uma das usinas de carvão foi chamada para ligar, ela tropeçou e deixou o sistema sem margem de reserva. A consequência foi que o preço pelo qual as partes são penalizadas por não entregar contra sua posição contratada subiu para £ 375 / MWh, já que as usinas de carvão foram posicionadas no mercado para poder fornecer margem adicional, se necessário. Naquela noite, os preços poderiam ter atingido o pico de até £ 1.000 / MWh sob uma leve mudança nas circunstâncias. ”

Por que razão a UE precisa de metas vinculativas para as energias renováveis ​​e o gás descarbonizado para uma Europa sem clima neutro?

Entrevista: O Energy Charts, desenvolvido pelo Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar (ISE), mostra que a mudança do carvão para o gás na Alemanha reduziu as emissões de CO2 em um terço em junho. Numa transição a nível europeu, o Secretário-Geral da Eurogás, James Watson, considera que as reduções até 45% serão possíveis até 2030. O sector do gás também está disposto a fazer a transição para energias renováveis ​​e gases descarbonizados até meados do século. No caso das tecnologias de energia para o gás, é possível reduzir o custo a médio prazo, comparável à curva de experiência da energia fotovoltaica, explicou Watson.

Imagem: Vattenfall

A Eurogas declarou recentemente que apóia a meta da UE de se tornar neutra em CO2 até 2050. Que contribuição pode a indústria do gás fazer?

Os membros da Eurogas estão totalmente comprometidos com o objetivo da Comissão Européia de alcançar a neutralidade de carbono em 2050. Estamos satisfeitos que Ursula von der Leyen, a nova Presidente da Comissão, tenha feito disso uma clara prioridade política e trabalhe para introduzir legislação para isso em seu primeiros 100 dias. A meta de neutralidade de carbono pode ser alcançada da maneira mais econômica possível e da maneira menos perturbadora socialmente, utilizando todas as fontes de energia que temos - incluindo o gás. O gás será necessário para cumprir nossos objetivos climáticos, e assim a indústria pode dar uma contribuição importante, já que também faremos nossa própria transição do gás natural para uma mistura de gases renováveis ​​e descarbonizados em 2050.

Qual seria a importância de um preço de CO2 a nível europeu ou de um imposto sobre o CO2 a este respeito?

Precisamos encontrar os instrumentos políticos adequados para impulsionar a mudança para reduzir as emissões de carbono. Na Eurogas, estamos discutindo as várias opções, incluindo impostos e preços de CO2. Vemos o desenvolvimento de tais ideias em muitos países e é provável que a discussão se espalhe para o contexto europeu. Dada a necessidade de unanimidade em Bruxelas em questões de tributação, a probabilidade de tal imposto à escala da UE é limitada, no entanto, os países individuais são livres de seguir as suas próprias políticas fiscais, pelo que esperaria ver os impostos nacionais de CO2 em desenvolvimento.

O que seria uma opção à escala da UE, se não funcionar com um único imposto sobre o CO2?

Na Eurogas, apoiamos o ETS e as reformas para torná-lo mais eficaz - esta é uma chave para aumentar o custo do carbono na Europa e para impulsionar a mudança entre os maiores emissores de CO2. Sobre a questão de um imposto para os setores não relacionados ao ETS, ainda estamos discutindo qual será nossa posição na Eurogas - então fique atento a isso!

Um relatório recente do ISE Fraunhofer se encaixa neste projeto, com o aumento do uso de usinas a gás em vez de usinas de energia movidas a carvão reduzindo as emissões de CO2 em um terço só na Alemanha em junho. Qual seria o potencial para toda a Europa se as usinas a gás substituíssem cada vez mais as usinas termoelétricas a carvão?

Isso é realmente encorajador. Isso mostra que há poucos frutos pendurados que podem ser rapidamente utilizados para causar um impacto imediato na redução das emissões de CO2 na Europa. Em 2017, a Eurogas fez um estudo que mostrou que a troca de usinas a carvão por usinas a gás resultaria em uma redução de 45% na Europa até 2030. Isso certamente seria a base para uma redução geral de CO2 de 55% se as soluções de baixo carbono fossem também aplicadas em áreas como transporte, onde as emissões aumentaram continuamente na Alemanha nos últimos anos.

No entanto, para uma Europa neutra em termos de emissões de CO2, não basta bastar substituir as centrais eléctricas a carvão por centrais eléctricas a gás. O hidrogênio verde está atualmente no radr de todos, mas a tecnologia ainda está engatinhando. Que desenvolvimentos nos custos e tecnologias você espera nos próximos anos e que contribuição o hidrogênio verde pode trazer para a entrega de uma Europa neutra em CO2 até 2050?

Absolutamente. Precisamos ver o desenvolvimento de diferentes gases para aumentar as chances de atingir nossa meta de neutralidade de carbono. O hidrogênio verde, ou gás hidrogênio produzido a partir de eletricidade renovável, é um vetor importante que esperamos ver impulsionado na próxima década. A tecnologia é realmente nova, mas os brotos verdes da vida estão sendo vistos na UE para o crescimento deste setor.

O que é necessário para um desenvolvimento rápido e bem sucedido do setor?

Um de nossos membros é a ITM Power, fabricante de eletrolisadores, que recentemente aumentou seu local de produção em quatro vezes. Assim, a demanda está chegando, precisamos de uma política industrial concertada para apoiar os fabricantes europeus de eletrolisadores para garantir que a Europa continue liderando a produção, não apenas a implantação, de tecnologias limpas de que precisamos para combater as mudanças climáticas. Isto proporcionará benefícios sociais e ambientais para a Europa.

E qual o custo de desenvolvimento que você espera?

Atualmente, a maioria dos eletrólitos é feita sob encomenda na Europa e, portanto, com uma abordagem mais automatizada, podemos esperar que as reduções de custo sigam a curva de experiência da solar bem de perto. Poderíamos prever uma redução nos preços de até 70-80%, e possivelmente mais, na próxima década. Tudo depende das políticas que implementamos tanto no lado da demanda quanto do lado da oferta. Por exemplo, a França tem uma meta de 10% de gás renovável até 2030, dentro disso há uma meta secundária de 3% para o hidrogênio verde. Este chute inicia a demanda e resultará em reduções de preço no lado da produção. A Eurogas apoia metas para o gás renovável e descarbonizado por essa mesma razão.

Que outras tecnologias de poder-para-gás poderiam desempenhar um papel importante em 2050 que pode não estar no radar hoje?

Atualmente, existem três tipos principais de tecnologias de energia para o gás e vemos potencial para cada um deles, todos baseados no uso de eletrolisadores. Então essa tecnologia será indispensável. Uma variedade combina o hidrogênio com o dióxido de carbono para criar metano, que pode ser usado de acordo com o gás natural. Essa variedade de poder-para-gás também pode se desenvolver fortemente. O estudo de 2017 da Eurogas poderia prever um mercado forte para esse tipo de gás, e atualmente estamos revisando isso em um novo estudo que será lançado em outubro. Então, felizmente, compartilharei mais detalhes.

A "velha" Comissão da UE começou a trabalhar no pacote de gás. Isto deve agora ser continuado sob a nova liderança. O que você espera a respeito depois da eleição de Ursula von der Leyen?

Na Eurogas, esperamos que a nova Comissão torne uma prioridade assegurar que o pacote de gás seja antecipadamente oportuno, uma vez que todos os estudos de base estejam completos. Esperamos, então, que a Comissão se comprometa com metas para o gás renovável e descarbonizado, bem como para garantir que o sistema de garantias de origem também funcione para o hidrogênio. Esperamos também que a nova Comissão coloque a estratégia industrial no seu centro e desenvolva um programa de apoio aos fabricantes de tecnologias limpas na Europa - como os fabricantes de electrolisadores - para garantir a manutenção do emprego e do crescimento econômico aqui na Europa. Isso acabará por ajudar a construir o apoio público para a transição energética, uma vez que poderão ver o benefício direto da mudança para a renda familiar.

A Bélgica precisa que o PV cumpra as obrigações

A terceira parte da nossa série sobre os mercados menos cobertos da solar nos leva à Bélgica, onde, apesar dos impressionantes números de instituições do mercado de coberturas, a falta de volume significa que o país não atingirá suas metas de energia renovável exigidas pela UE.

O número de mercados que registram os números de instalação da escala GW a cada ano cresceu de apenas três em 2010 para quase 20 em 2019.

A Bélgica precisa desesperadamente de mais energia renovável, pois está prestes a perder sua meta de energia renovável para 2020. O Solar, especialmente o C&I e o PV em escala de serviços públicos, deve decolar como resultado. Deve ser lembrado que a maioria dos 4,3 GW da energia solar atualmente implantada nas três macrorregiões da Bélgica, que forneceram incentivos no passado apenas para a PV de pequena escala, é representada por instalações que não ultrapassam 10 kW de tamanho.

O domínio do setor de pequena escala agora parece estar desaparecendo, com os primeiros grandes projetos de telhados, bem como as usinas montadas em grande escala em terra, tendo sido anunciados ou até mesmo concluídos. Um exemplo é o parque solar de 100 MW em Lommel, desenvolvido pela empresa francesa de energia Engie e comissionado em junho.

O esquema que fornece tarifas premium por trás desses novos projetos, no entanto, agora parece ser executado a critério do governo da macrorregião de língua flamenga da Flandres, e não está claro quanto crescimento isso pode gerar no futuro próximo. No entanto, apesar dessa falta de visibilidade para o segmento de larga escala, os primeiros benchmarks para o preço dos PPAs estão sendo definidos. O nível de apoio, por outro lado, é bastante baixo, o que mostra que, nas circunstâncias certas, a energia solar fotovoltaica está cada vez mais competitiva na Flandres e em toda a Bélgica.

O primeiro projeto solar de C&I dirigido pelo PPA da Bélgica foi comissionado no início de junho. A região da Valônia, de língua francesa, e a região metropolitana de Bruxelas ainda precisam fazer mais pela energia solar em todos os segmentos, mas provavelmente também seguirão a trilha da Flandres.

A demanda por painéis solares deve chegar a 125,5 GW em 2019, diz TrendForce

De acordo com a empresa de pesquisa de mercado de Taiwan, a demanda por painéis fotovoltaicos aumentará em 16% em relação aos embarques de 2018. A TrendForce também acredita que essa tendência de crescimento continuará em 2020.

Imagem: skeeze, pixabay

A EnergyTrend, uma divisão da TrendForce, empresa de pesquisa de mercado de Taiwan, prevê que a demanda por módulos solares atinja aproximadamente 125,5 GW este ano. Se realizado, isso representaria uma expansão de 16% no mercado ano a ano (YoY). Os analistas acreditam que esse nível de crescimento deve continuar até 2020.

Com o número de mercados em escala de gigawatts aumentando em relação aos 16 do ano passado para 21 em 2019, espera-se que a demanda por módulos se torne mais diversificada geograficamente, acrescentaram os analistas de Taiwan. Essa diversificação é uma das principais razões pelas quais o mercado global se expandiu em 2019. “Os mercados estão surgindo em todo o mundo”, disse a EnergyTrend.

"Os clientes reduzirão um pouco os pull-ins para o terceiro trimestre, mas espera-se que este seja um estado temporário de descanso para o mercado", explicaram os analistas. De acordo com dados preliminares, os fabricantes chineses enviaram cerca de 28,5 GW de módulos para o mercado externo de janeiro a maio de 2019, quase dobrando os resultados do mesmo período de 2018, quando os embarques para o mercado externo atingiram 14,6 GW.

Mais crescimento vindo da Europa

Espera-se que a demanda por módulos fotovoltaicos europeus atinja de quase 11,9 GW em 2018 para 21,8 GW neste ano. “A remoção das barreiras ao preço mínimo europeu de importação (PMI) abriu um novo canal de exportação para os fornecedores chineses impactados pela nova política da China, 531”, observou a TrendForce. Os analistas também atribuem a crescente demanda européia projetada para o Acordo de Paris. Como resultado desses dois fatores combinados, espera-se que a demanda de PV cresça mais 10%, para 24 GW em 2020.

A América do Sul, o Oriente Médio e a África, juntamente com outras regiões emergentes não especificadas, estão procurando ter pelo menos 2 a 3 países com mercados em escala GW este ano.

No relatório preliminar, divulgado em janeiro, a Trendforce disse que os efeitos da mudança da política de 5/31 na China foram menos severos do que o esperado, e que a capacidade instalada global de energia fotovoltaica para 2019 alcançaria cerca de 111 GW. Nestes números, a UE foi destacada como um dos mercados em rápido crescimento para 2019, projetando uma taxa de crescimento ano a ano de mais de 50%. A China e os Estados Unidos continuarão sendo o primeiro e o segundo maiores mercados este ano, seguidos pela Índia e pelo Japão.

Toray do Japão para fabricar componentes de bateria na Europa

A empresa japonesa de materiais Toray anunciou planos para abrir uma instalação para fabricação de filmes separadores de bateria para uso em baterias de íons de lítio. A fábrica deverá iniciar as operações em julho de 2021 e aumentará o material de produção da Toray para o componente em cerca de 20%.

Sede da Toray Industries, Inc. em Osaka, Japão. Imagem: Jo / Wikimedia

A Toray Industries, Inc. anunciou planos para abrir uma nova fábrica na Hungria para a produção de filmes separadores de bateria (BSF) para uso em baterias de íons de lítio. A nova fábrica está programada para entrar em operação em julho de 2021 e ficará localizada a aproximadamente 60 km ao norte de Budapeste, na fronteira com a Eslováquia, na cidade de Nyergesújfalu, onde a Toray já opera uma base de fabricação de outros materiais plásticos.

A empresa diz que vai investir cerca de € 200 milhões na nova fábrica, e que está solicitando um subsídio do governo húngaro para apoiar o seu desenvolvimento.

O filme separador é uma camada de polímero que separa o ânodo e o cátodo dentro de uma célula de bateria, evitando curto-circuito sem bloquear os íons que se movem através da célula enquanto carrega e descarrega.

Segundo Toray, a fábrica adicionará aproximadamente 20% à sua capacidade de produção de BSF proveniente de fábricas existentes no Japão e na Coréia do Sul. A empresa descreve a fabricação de BSF como "a maior prioridade" em seus negócios de filmes, afirmando que espera que a demanda por materiais se expanda rapidamente com base nas tendências de armazenamento de energia, veículos elétricos e eletrônicos de consumo.

O movimento europeu poderia ser mais uma prova do continente que está construindo uma forte cadeia de suprimentos para a fabricação de baterias de íons de lítio, que inclui a fabricação de componentes menores. Em julho, a fabricante chinesa Contemporary Amperex Technology Ltd (CATL) anunciou planos de investir até € 1,8 bilhão para uma fábrica de células de bateria na Alemanha.

A CATL espera fornecer a maior parte das células de bateria fabricadas nesta instalação para as montadoras europeias - tendo assinado um contrato de longo prazo de 4 bilhões de euros com a BMW. Toray também identifica o mercado europeu de veículos elétricos como chave para sua estratégia. “Na Europa em particular, onde a consciência ambiental está aumentando, prevê-se que os veículos EV ecológicos se espalhem rapidamente, e os fabricantes de baterias também estão entrando ativamente nos mercados europeus”, diz o comunicado da empresa.

Economias de recarga: perspectiva de produção de baterias EV para a Europa

À medida que aumenta a absorção de veículos elétricos (EVs), o mercado de baterias EV representa uma oportunidade para os jogadores europeus. A McKinsey avalia o potencial e analisa os fatores que orientam a localização da capacidade de produção.

Imagem: McKinsey

Com o advento da eletromobilidade e o consequente aumento na produção de veículos elétricos, o mercado de baterias de EV teve taxas de crescimento consistentemente altas nos últimos anos. Em 2017, por exemplo, os fabricantes globais de baterias EV produziram uma capacidade estimada de 30 gigawatts-hora de armazenamento, quase 60% a mais do que no ano anterior - uma tendência que deve continuar.

Este mercado representa uma oportunidade potencial substancial, mas até agora inexplorada, para os fabricantes de baterias e fabricantes de automóveis europeus, bem como para a economia europeia em geral. Atualmente, o mercado é dominado por jogadores de apenas três países, todos na Ásia: China, Japão e Coréia. Em 2017, menos de 3% da demanda global total de baterias de EV foi fornecida por empresas fora destes três países, e apenas cerca de 1% foi fornecido por empresas europeias.

Neste artigo, avaliamos o mercado potencial para a produção de baterias EV na Europa e observamos os principais benefícios de ter uma indústria desse tipo localizada lá. Além disso, analisamos os principais critérios de decisão para os fabricantes de células de bateria ao decidir a localização da nova capacidade de produção.

Situação atual: o paradoxo da produção de baterias de veículos elétricos na Europa

Até agora, a situação das baterias de veículos elétricos na Europa tem sido um paradoxo: enquanto as montadoras européias lutam para garantir o fornecimento de bateria suficiente, os investimentos na fabricação de baterias estão concentrados na Ásia. Dos 70 gigafactories anunciados globalmente, 46 estão baseados na China. Ao contrário da China, a Europa não possui uma estratégia industrial coerente para atrair a fabricação de baterias em larga escala. Os desafios resultantes para esta indústria incumbente e os problemas com o investimento planejado levaram alguns fabricantes de baterias caseiras da Europa a se instalarem em outros lugares - a China. A norte-americana Lithium Werks, que já tem duas fábricas na China, anunciou planos em setembro para outra. A empresa diz que prefere construir fábricas na China, porque a infraestrutura é melhor,

Com opções locais limitadas para o fornecimento de baterias, os fabricantes de carros europeus garantiram a oferta até agora assinando contratos de longo prazo com produtores asiáticos. A Daimler, por exemplo, descartou novos investimentos na produção de células em 2016, depois que um empreendimento inicial na Saxônia não conseguiu garantir demanda suficiente. A Nissan tem atualmente uma fábrica em Sunderland, no Reino Unido, mas está tentando se desfazer. A Volkswagen planeja produzir baterias na Europa com a SK Innovation, mas também tem grandes acordos de fornecimento com a LG Amp, a Samsung e a fabricante de baterias chinesa Contemporary Amperex Technology.

Como a maioria dos fabricantes de automóveis opta por não produzir baterias e não consegue garantir os suprimentos perto de suas fábricas européias, os fabricantes de carros europeus correm o risco de operar em desvantagem distinta para fabricantes de carros concorrentes que estão mais próximos e mais capazes de garantir o fornecimento de baterias. EVs cresce. Consequentemente, pode haver oportunidades lucrativas para os fabricantes de baterias que estabelecem instalações nos lugares certos e nos momentos certos.

Oportunidade em transição: capacidade adicional de fabricação de baterias necessária

Com a rápida melhoria da economia dos VEs e um impulso regulatório em diferentes países europeus, prevemos que em 2040 cerca de 70% de todos os veículos vendidos na Europa em diferentes segmentos - ou seja, automóveis de passageiros, vans, caminhões e ônibus - serão elétricos. A queda dos custos da bateria torna provável que o custo total de propriedade de um veículo de passageiros chegue à paridade com os carros com motor de combustão interna (ICE) em meados dos anos 2020. Enquanto isso, o aperto das metas de eficiência forçará os fabricantes de automóveis a eletrificar uma parcela maior de suas frotas produzidas, enquanto a economia de compartilhamento, a condução autônoma e o transporte como um serviço proporcionam mais incentivos para a eletrificação pelos operadores de frota. Além disso, muitos governos europeus anunciaram a proibição das vendas de veículos ICE até 2030 ou 2040 (Anexo 1).

Este aumento dramático nos números de EV significa que o mercado potencial de baterias é enorme. Projetamos que, até 2040, a demanda de bateria dos VEs produzidos na Europa atinja um total de 1.200 GWh por ano, o que é suficiente para 80 gigafatorias com capacidade de 15 GWh por ano (Anexo 2).

A demanda de bateria projetada de EVs produzidos na Europa é mais de cinco vezes o volume de projetos atualmente confirmados na Europa, que incluem, por exemplo, Northvolt na Suécia, LG Chem em Wroclaw, Samsung SDI em Göd e Daimler e Contemporary Amperex Technology em Erfurt (Anexo 3) - diminuindo a demanda de cerca de 1.000 GWh por ano até 2040. Essa lacuna terá que ser atendida tanto pela importação de baterias quanto pela capacidade adicional de fabricação de baterias na Europa.

Considerações estratégicas: produção regional de baterias

Fabricantes europeus de automóveis, formuladores de políticas e potenciais fornecedores de baterias têm fortes incentivos econômicos e estratégicos para garantir a produção local de baterias. A bateria é a peça mais cara de um EV, atualmente representando entre 35% e 45% do custo total. Espera-se também que seja a oferta mais apertada, à medida que as cadeias de produção e de fornecimento de veículos elétricos aumentam nos próximos anos. Não ter essa parte estratégica do processo de produção por perto acarreta riscos significativos de cadeia de suprimentos para os OEMs e representa uma oportunidade perdida para os formuladores de políticas localizarem uma parte significativa da criação de valor na Europa.

Para as nações européias, o risco é que a queda na produção de veículos ICE e produção de EV sem a capacidade local segura da bateria possa resultar em uma indústria automotiva europeia não competitiva, o que poderia fazer com que os OEMs se mudassem para países com cadeias de suprimento mais bem servidas. Os OEMs geralmente preferem fabricar seus produtos perto dos mercados. No entanto, eles poderiam priorizar estar perto da parte crítica de suas cadeias de suprimento e mover sua produção de EV para mais perto da fabricação de baterias, caso os fabricantes de baterias decidissem não localizar suas fábricas perto da produção de EV antecipada.

Os fabricantes de automóveis europeus, no entanto, não parecem particularmente ansiosos para se envolver na fabricação de células de bateria. Primeiro, é difícil encontrar a química correta, configurar o processo de produção e colocar outros componentes no lugar para produzir células de bateria. Esse tipo de conhecimento não reflete as principais competências de um OEM de carros. Em vez disso, os OEMs de carros normalmente vêem o valor no empacotamento de células em módulos e conjuntos de baterias, bem como no design das células. Segundo, produzir baterias internamente ou mudar para uma base mais ampla de fornecedores - talvez até para fornecedores europeus - geralmente apresenta riscos; ou seja, que os fornecedores individuais não podem garantir matéria-prima suficiente a preços baixos o suficiente para suportar a produção necessária.

A crescente demanda de baterias já colocou pressão sobre o fornecimento escasso de materiais, aumentando os riscos de fornecimento. O preço do lítio triplicou desde 2015, e a produção global de cobalto em 2025 precisaria ser o dobro da produção de 2016 para satisfazer a demanda global de VEs. Para minimizar esse risco, os fabricantes de EV podem ser bem aconselhados a se integrar mais de perto com os fabricantes de células que têm forte controle sobre suas próprias cadeias de suprimentos. Atualmente, um punhado de fabricantes de celulares (chineses, japoneses e coreanos) dominam o mercado e grande parte da cadeia de valor, com o controle estendendo, em alguns casos, até as minas que extraem lítio e outros metais essenciais.

Além disso, a terceirização de fabricantes de baterias nas proximidades permite que os OEMs eliminem os riscos da cadeia de suprimentos, incluindo questões de transporte para produtos perigosos e questões de capital de giro, enquanto possibilita o desenvolvimento conjunto e solução de problemas de células de bateria, pacotes e EVs. Descobrimos que isso pode mais do que compensar os custos potencialmente mais baixos de uma usina mais distante, como em países que pagam altos subsídios para despesas de capital, ao mesmo tempo em que permitem maior flexibilidade e mitigam os riscos associados ao fornecimento de todas as baterias de uma só empresa. região.

Coordenação: O esforço conjunto de todas as partes interessadas é necessário para o sucesso do ramp-up da produção de baterias

Para atender à demanda de baterias em meados da década de 2020, os participantes da indústria automotiva, seus fornecedores e formuladores de políticas devem começar a tomar as providências necessárias agora ou encontrar maneiras de acelerar o cronograma. A experiência recente mostra que são necessários de cinco a sete anos desde o início do planejamento de uma fábrica de produção de baterias e a criação de uma linha de produção piloto para atingir a capacidade operacional total de vários gigawatts-hora por ano.

O momento de estabelecer uma nova capacidade de produção de baterias, no entanto, é crítico. Se a produção de EV aumentar antes que os fabricantes de celulares tenham estabelecido a produção local, os fabricantes de EV podem já ter garantido o fornecimento de bateria para seu primeiro ciclo de novas plataformas de produtos. Por outro lado, se a fabricação de células sobe antes que a demanda EV exista, os fabricantes de baterias enfrentam a escolha entre construir fábricas menores, que são menos eficientes porque não se beneficiam do tamanho ideal (tipicamente entre 8 e 15 GWh por ano). ano para efeitos de escala ótimos), ou executando grandes usinas com baixa utilização (inicial) devido à falta de demanda.

No que diz respeito à escala de novas plantas, as instalações maiores com mais de 8 GWh por ano de capacidade demonstraram ser duas vezes mais produtivas por euro investido do que projetos menores. Projetos recentes com mais de 8 GWh por ano investiram, em média, cerca de US $ 120 milhões por GWh por ano em capacidade. Extrapolando isso para cobrir os 1.200 GWh por ano exigidos em 2040, revela um investimento total de aproximadamente US $ 150 bilhões na Europa para fabricar as células. Investimentos adicionais em P & D e na cadeia de valor, como eletrólitos e eletrodos, aumentariam esse requisito.

Vantagens domésticas: outras razões pelas quais a Europa precisa de fabricação de baterias

Caso a capacidade de produção de baterias de VE seja instalada na Europa, isso traria vantagens consideráveis ​​para os esforços econômicos, industriais e de sustentabilidade da Europa. Com 1.200 GWh por ano de demanda em 2040, o valor do mercado de células sozinho seria de cerca de € 90 bilhões por ano,[1] com o potencial de criar cerca de um quarto de milhão de empregos na fabricação de células de bateria e P&D[2].

Trazer novos fatores para a Europa também tem o potencial de criar empregos a montante na cadeia de suprimentos e a jusante em áreas como logística reversa, reciclagem e reutilização. Além disso, muitos componentes dos veículos europeus são fabricados em outros lugares hoje em dia; A garantia da fabricação de baterias na Europa poderia ajudar a reverter essa tendência e localizar grande parte dos esforços de criação de valor da indústria automotiva na Europa.

A localização de fabricantes de células perto de OEMs na Europa permite criar um ecossistema de pesquisa e inovação, promovendo o codesenvolvimento entre os participantes na produção de EV, fabricação de células e desenvolvimento e produção de materiais upstream, incluindo cátodos, anodos e eletrólitos, juntamente com reciclagem. redes de pesquisa e inovação.

A tecnologia de células de bateria também está se desenvolvendo rapidamente. As tecnologias da próxima geração, como as baterias totalmente de estado sólido, já estão surgindo no horizonte, e a P & D constante é necessária para acompanhar. Atualmente, os fabricantes asiáticos estão mais avançados, e os OEMs e fabricantes de celulares europeus terão de decidir se farão parceria com eles, tentarão alcançá-los ou tentar saltar para o próximo ciclo tecnológico.

Além disso, a reputação dos jogadores de baterias desempenhará um papel, já que é improvável que os OEMs europeus de primeira linha obtenham fornecedores sem histórico comprovado. À medida que a tecnologia se desenvolve, a produção da próxima geração de baterias pode até ser melhor atendida por players que ainda não estão ativos na atual cadeia de fornecimento de baterias, mas com um histórico comprovado em fabricação de alta tecnologia. Existem empresas europeias de engenharia e tecnologia que podem estar bem colocadas para intervir como “segundas empresas” e participar do mercado de baterias de próxima geração.

Em termos de sustentabilidade, as células de abastecimento nos países europeus permitiriam que os fabricantes se beneficiassem dos sistemas de energia de descarbonização da Europa e reduzissem a pegada de carbono global dos veículos elétricos de acordo com as metas européias de descarbonização do ciclo de vida dos veículos.

Localização atraente: Por que fazer baterias na Europa?

Os fabricantes de baterias têm uma grande variedade de locais para escolher, portanto, entender suas necessidades pode ser benéfico para os países que estão priorizando atrair essa indústria. Em um nível alto, os fabricantes de células de bateria estão tipicamente procurando o melhor caso de negócio e menor risco em ambientes políticos de apoio, capitalizando onde podem em incentivos financeiros, processos de licenciamento e licenças regulares, energia limpa, acesso a mão de obra qualificada e proximidade com clientes e fornecedores com bom acesso a matérias-primas.

Muitos países da Europa podem oferecer esses elementos. Os sistemas políticos na maioria dos países europeus são previsíveis, e há um forte compromisso na maioria dos níveis de governo para fazer a transição para um sistema de baixo carbono, do qual os VEs e suas baterias são componentes-chave. Alguns têm portos bem conectados, com bom acesso aos mercados internacionais de matérias-primas. A infraestrutura de suporte é generalizada, assim como os serviços de suporte.

A Europa tem algumas das melhores instalações de pesquisa técnica e universidades do mundo, o que é especialmente importante à medida que a tecnologia das baterias se desenvolve. Na Europa Central, em particular, a proximidade de instituições de pesquisa, bem como fornecedores de matérias-primas e fabricantes, permite que fabricantes de baterias, às vezes em conjunto com fabricantes, capturem inovações e co-desenvolvam componentes de última geração, baterias, e plataformas EV.

Embora as regras em matéria de auxílios estatais limitem os Estados europeus a oferecer incentivos financeiros diretos, a União Europeia oferece financiamento através de uma série de instituições e programas. Na Europa Oriental, alguns fabricantes recebem incentivos fiscais em zonas econômicas especiais, e os custos de energia, mão-de-obra e uso da terra ainda são relativamente baixos.

Além disso, algumas das margens competitivas da Europa vão crescer em importância ao longo do tempo. Estas incluem as suas robustas bases educacionais e de conhecimento, que se tornarão mais significativas à medida que o trabalho de baixo custo for gradualmente automatizado e o conhecimento técnico se tornar cada vez mais crítico.

A sólida experiência da Europa em reciclagem será mais importante para os fabricantes, à medida que aumentam as normas para a responsabilidade ampliada do produtor e a pressão sobre os preços das matérias-primas, como o cobalto e o lítio. Ter cadeias de suprimentos para logística reversa e reciclagem no local também aumenta a segurança do suprimento de materiais raros, que geralmente são produzidos em regiões voláteis. O estabelecimento de um ciclo de reciclagem fechado pode ser uma grande vantagem competitiva para os países europeus na implementação de um ciclo de vida sustentável da bateria.

Conclusão

É importante que a Europa perceba a importância do potencial para a fabricação local de baterias e sua importância para a transição para a produção de VE. Se esta indústria não puder ser estabelecida na Europa, a futura fabricação de EV poderá acontecer em outros lugares, com a criação de valor e empregos após - potencialmente incluindo EVs atuais e produção de veículos ICE legados, ao longo do tempo. O estabelecimento da fabricação de baterias na Europa, no entanto, pode não apenas garantir a produção de EV e outros trabalhos de fabricação, mas também criar novos empregos em áreas como fabricação de células, cadeia de suprimento de baterias e além. Se essa enorme oportunidade for capturada, as partes interessadas devem agir agora, antes que os fabricantes de EV fechem contratos de fornecedores de décadas - e deixem os retardatários para a indústria de baterias de veículos elétricos na poeira.

Sobre os autores

James Eddy é sócio do escritório da McKinsey em Londres, Alexander Pfeiffer é especialista, e Jasper van de Staaij é líder sênior de soluções e sócio associado da Energy Insights, ambos do escritório de Amsterdã.

Os autores gostariam de agradecer Nicolò Campagnol, Enrico Furnari, Johan Lammers e Michiel Nivard por suas contribuições para este artigo.

[1] Supondo um preço médio de bateria de US $ 76 por kilowatt-hora em 2040.

[2] Assumindo os mesmos requisitos de trabalho para a capacidade de gigawatts-hora por ano que a Tesla Gigafactory aplicou na capacidade de 1.200 gigawatt-hora por ano na Europa em 2040.

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