Energia termossolar: Projeto Desertec de extrair energia solar do deserto ganha forma

Usina termossolar, no Deserto Mojave, Califórnia, EUA

O deserto do Saara pode realmente atender ao apetite voraz da Europa por energia? O projeto Desertec de energia solar visa fazer exatamente isso, mas há uma série de obstáculos. Expectativas extremamente otimistas agora estão sendo reduzidas à medida que o projeto começa a ganhar forma.

Quando o sol se ergue e ainda está brumoso sobre a Andaluzia, o futuro é particularmente visível. É quando raios de luz da espessura de troncos de árvores e tão aguçados quanto lasers cortam as brumas. Eles se unem pouco abaixo do topo de duas torres, a mais alta com 162 metros de altura, mais alta do que a Catedral de Colônia. Esses raios de luz não estão sendo emitidos por algum Ovni, mas são a essência da usina de energia solar mais avançada do mundo.Reportagem de Cordula Meyer, Der Spiegel.

As torres estão cercadas por cerca de 2 mil espelhos voltados para o Sol. Cada espelho tem uma área de superfície de cerca de 120 metros quadrados e, como flores, eles seguem a luz, ao som de um motor que os orientam na direção de receptores no alto das torres. O feixe de energia solar, que atinge a temperatura de 250º C, atinge canos de aço pelos quais água é conduzida. A água evapora e movimenta uma turbina. A instalação, conhecida como PS20, é a maior torre de energia solar do mundo e gera eletricidade suficiente para 10 mil lares.

Não há nenhuma nuvem no céu nesta manhã de primavera, a 20 quilômetros a oeste de Sevilha. “Está fácil hoje”, diz Enrique Sales Rodriguez com satisfação, enquanto a torre opera a plena capacidade. Rodriguez, um engenheiro, monitora a tecnologia a partir de uma sala de controle na base da torre. Ele reage rapidamente sempre que grandes nuvens aparecem no céu, fazendo ajustes para que o sistema extraia o máximo de energia possível dos raios de sol. Tudo é projetado para aumentar a colheita de luz. Caminhões equipados com grandes escovas azuis de limpeza estão circulando constantemente entre as fileiras de espelhos. “Nós limpamos 24 horas por dia”, diz Rodriguez.
Recepção extasiada

As torres solares da usina Solúcar, que é de propriedade do grupo espanhol Abengoa, são o sistema mais futurista que a indústria solar pode oferecer atualmente. Os cientistas amam esta tecnologia, porque é capaz de converter bastante calor solar em eletricidade.

A Solúcar é uma espécie de protótipo para a Desertec, o megaprojeto de produção de energia do século 21. O conceito ousado visa fornecer para Europa energia limpa e renovável na forma de energia solar do Saara. Ela tem a capacidade de evitar a crise de energia e deter a mudança climática, combatendo simultaneamente a pobreza na África. Sem causar surpresa, tanto especialistas quando políticos aplaudiram quando 12 empresas deram início à Iniciativa Industrial Desertec em meados do ano passado. O consórcio inclui corporações multinacionais como Siemens, grandes bancos como o Deutsche Bank e gigantes de energia como E.on e RWE. Todos estão ávidos para estarem envolvidos, se e quando o sonho se tornar realidade.

A chanceler alemã, Angela Merkel, ficou entusiasmada, o presidente da Comissão Europeia ficou extasiado e as pessoas comuns ficaram fascinadas. O plano prevê que a Europa obtenha quase toda sua eletricidade de fontes renováveis em 40 anos, com uma parcela considerável dela vindo do Saara. Para muitas pessoas, o sonho é ainda mais momentoso do que o pouso na Lua. Mas, a um custo estimado quase inconcebível de 400 bilhões de euros, ele também seria mais caro.

Algum dia as usinas no Saara poderiam fornecer 700 terawatts-hora de energia por ano à Europa, mais do que toda a energia combinada gerada por 100 usinas nucleares. Inicialmente, parecia que o projeto poderia ter início imediatamente, com a gigante alemã de resseguros Munich Re fornecendo os fundos, o Deutsche Bank fornecendo empréstimos e a Siemens construindo uma usina imensa de energia solar atrás da outra nas areias do Saara.
Expectativas imensas

Isso, ao menos, foi o que os governos do Norte da África foram levados a acreditar. “A Desertec enfrenta um problema, porque as expectativas públicas são grandes demais”, diz Mike Enskat, que coordena questões de energia no Norte da África para a Agência Alemã para Cooperação Técnica (GTZ). As pessoas ali, diz Enskat, “pensaram: aí vem a Desertec e ela despejará bilhões ao redor”.

Mas não é assim tão fácil. Basta visitar o escritório em Munique da Iniciativa Industrial Desertec para perceber rapidamente que o futuro ainda está longe. “É uma pequena nova empresa, uma sala com oito pessoas presentes”, disse o porta-voz da Desertec, Alexander Mohanty. O escritório está tão lotado que ele precisa sair até o corredor quando deseja dar um telefonema em paz. Cada uma das empresas participantes paga 150 mil euros por ano para um fundo, o tipo de soma que empresas como Siemens e RWE poderiam pagar a partir de sua caixa de pequenas despesas. O presidente-executivo da Desertec, Paul van Son, um holandês cortês, é o primeiro a diminuir as expectativas. “Nós não somos investidores”, ele diz, “e não somos desenvolvedores de projeto”.

O que então eles são?

“Nós somos uma ideia”, diz Van Son, “um movimento”. Por ora, os discípulos da luz se mantêm ocupados fazendo lobby junto ao governo alemão, à UE e outros governos na Europa e no Norte da África, na esperança de descobrir o que exatamente a Desertec deve pedir, e que condições devem primeiro ser cumpridas para transformar a ideia em realidade. Planos iniciais de construção também foram produzidos.
Dependente dos contribuintes e consumidores

As empresas da Desertec querem investir, mas apenas se houver compromissos de compra e preço, e há garantias e apoio de organizações como o Banco Mundial e fundos climáticos. A Desertec não se materializará sem dinheiro dos contribuintes e dos consumidores de energia. E a Desertec também é dependente dos países da UE substituírem suas políticas nacionais de energia por uma política de energia europeia. O projeto também exigirá encontrar uma forma de lidar com governos norte-africanos como o da Líbia, que não são exatamente conhecidos como modelos de democracia.

O Marrocos, em particular, está sendo cogitado para os projetos-teste nos próximos anos. Qualquer um pode participar do processo de licitação para esses projetos, não apenas as empresas da Desertec. Assim que a experiência obtida a partir dos projetos-piloto melhorarem a tecnologia e reduzirem os custos, a próxima rodada de licitações poderá começar.

Mesmo aí, as imensas usinas de força da Desertec, cujas imagens têm circulado pela mídia nos últimos meses, ainda não se materializarão. Se a abordagem provar ser bem-sucedida e começar a construção em grande escala, ela provavelmente não será na forma de algumas poucas usinas de gigawatts. Em vez disso, é mais provável que milhares de usinas de força de porte médio, financiadas por um grande número de investidores, brotem em muitos locais no deserto. Quanto muito, o logo da Desertec estará afixado nas usinas como uma espécie de selo de aprovação ambiental. As próprias usinas de força serão construídas e pagas por outros. “Nós somos desbravadores”, diz Van Son. “Então nós entregaremos tudo ao mercado.”
‘Mais realista’

Isto não é um desenvolvimento tão extenso quanto muitos acreditavam até agora, mas é muito mais realista, diz Fritz Vahrenholt, que comanda a divisão de energia renovável da RWE. Ele diz ter ficado incomodado com o “otimismo exagerado” associado ao projeto Desertec, e que não está convencido de que a Europa obterá uma parcela significativa de suas necessidades de energia com eletricidade vinda do Saara em um prazo de 15 anos. Todavia, diz Vahrenholt, a RWE agora vê o projeto “com uma confiança mais significativa do que no passado”.

Este otimismo é alimentado pelas expectativas de que a tecnologia termossolar em breve se tornará competitiva. Os especialistas reconhecem que os custos, atualmente em cerca de 20 centavos de euro por kilowatt-hora, serão reduzidos pela metade na próxima década. Isso tornaria a eletricidade gerada por tecnologia termossolar quase duas vezes mais cara do que a energia eólica (que atualmente custa cerca de 6 centavos por kilowatts-hora), mas consideravelmente mais barata do que a eletricidade fotovoltaica gerada pelos painéis solares cintilantes instalados em telhados por toda a Alemanha, apontados para os céus frequentemente nublados do país.

Todavia, os fotovoltaicos são um problema para a Desertec, porque eles consomem financiamento potencial para o projeto. Nos próximos 20 anos, os fotovoltaicos custarão aos consumidores de eletricidade alemães cerca de 100 bilhões de euros em consequência da Lei de Energia Renovável de 2000 do país, que garante preços fixos para eletricidade renovável fornecida à rede –apesar dos fotovoltaicos serem responsáveis por pouco mais de 1% da oferta de energia alemã. “Se o dinheiro fosse investido na Desertec, bem mais energia seria gerada a preços substancialmente mais baixos”, diz Vahrenholt.
‘Imbatível’

“Eu me considero um pioneiro dos fotovoltaicos e realmente tenho uma queda pela tecnologia, mas o apoio do governo a ela está completamente fora de controle”, diz Jürgen Schmid, diretor do Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar, na cidade alemã de Kassel. “Nós estamos injetando somas intermináveis de dinheiro em uma tecnologia, apesar de haver outras alternativas que também são livres de emissões, mas são mais baratas.”

Schmid sonha com o dia em que a Europa poderá saciar sua sede por energia com uma mistura verde de energia eólica, energia solar do Norte da África e energia hidrelétrica da Noruega. Isso, ele diz, poderia ser obtido ao preço de quatro a cinco centavos por kilowatt-hora. “Então seremos imbatíveis”, diz Schmid.

O interesse em geração de eletricidade termossolar no deserto tem crescido rapidamente e grandes usinas já estão em construção no sul da Espanha, enquanto outras são planejadas para a Califórnia, Arizona e Nova México. “A curva de crescimento para a tecnologia solar é quase idêntica a da energia eólica, exceto que está acontecendo 10 anos depois”, diz Frank Mastiaux, presidente-executivo da E.on Climate & Renewables. “O investimento nessa tecnologia é uma necessidade estratégica para nós.”
O homem por trás da visão

A visão da Desertec nasceu em um apartamento no bairro de Blankenese de Hamburgo. Gerhard Knies, 72 anos, vestindo uma camisa xadrez vermelha e jeans, é tão ágil quanto um homem 20 anos mais novo. Knies trabalhou como físico no acelerador de partículas DESY em Hamburgo, onde tinha interesse “no que mantém o mundo unido em seu nível mais fundamental”.

Um homem como Knies está acostumado a fazer grandes perguntas e ele adora grandes respostas. A crise do petróleo e o desastre em Chernobyl o levaram a ponderar a respeito da vulnerabilidade das sociedades industriais. Ele calculou que a Terra recebe 10 mil vezes mais energia do Sol do que os seres humanos precisam. Hoje ele aponta para apresentação de slides mostrando um pequeno retângulo vermelho cercado pela vastidão da África, e diz que apenas três milésimos dos 10 milhões de quilômetros quadrados de desertos do mundo seriam suficientes para fornecer energia solar para toda a humanidade –o que representa uma área minúscula de apenas 20 metros quadrados por pessoa.

A mudança climática deu nova urgência às ideias de Knies. “A continuidade do uso de energia fóssil é um crime organizado contra o futuro”, ele alerta. Knies preparou conferências e obteve fundos para estudos junto ao Ministério do Meio Ambiente alemão. Ele conseguiu convencer o Centro Aeroespacial Alemão e o então presidente do Clube de Roma, o príncipe Hassan da Jordânia. “Eu era considerado um excêntrico”, diz Knies. “Quando cheguei ao mundo da energia solar, havia um clima desagradável. As pessoas apenas pensavam em quem obteria recursos de quem.”
Um pacto com o diabo

Mas Knies estava pensando em termos globais, mais amplos. Então ele deu um maior impulso às suas ideias quando concebeu o nome, Desertec, há três anos. Knies chama a iniciativa de “um grupo de autoajuda em sustentabilidade, porque os políticos são incapazes de fazê-lo. Eles são simplesmente lerdos demais”.

É simplesmente impossível salvar o clima com alguns poucos painéis solares nos telhados das escolas, diz Knies. “Atores globais” precisam se envolver, ele diz, mesmo se a cooperação com os grandes fornecedores de energia signifique fazer um “pacto com o diabo”. Este é o motivo para a Fundação Desertec ter sido colocada aos cuidados do Clube de Roma sem fins lucrativos, diz Knies.

A organização não busca somente solucionar o problema mundial de energia. A Desertec fornecerá mais do que eletricidade, diz Max Schön, presidente da Associação Alemã do Clube de Roma e proprietário de um negócio familiar em Lübeck, uma cidade do norte do país. Segundo Schön, a Desertec também mostrará que o “Oriente Médio e o Ocidente, que o Islã e a Cristandade podem trabalhar juntos”. A Desertec, diz Schön, criará empregos e melhorará a economia do Norte da África, reduzindo assim o fluxo de imigrantes econômicos para a Europa. E como as usinas solares também dessalinizam a água do mar, argumenta Schön, a Desertec também colocará um fim às guerras pela água. A meta agora, diz Schön, é convencer a indústria que estes são objetivos que valem a pena.

Van Son, o chefe da iniciativa industrial, já aprendeu essa lição. Ele também diz com entusiasmo que a Desertec tentará “unir os povos, culturas e governos”, mesmo aqueles no sul da África, porque eles também vão querer fazer parte do projeto.

Ambos os lados devem se beneficiar

Klaus Töpfer, um político da União Democrata Cristã (CDU) de centro-direita e ex-diretor executivo do Programa Ambiental das Nações Unidas, fica irritado quando ouve esse tipo de conversa mole. Como “consultor estratégico” da Desertec, ele prefere deixar questões de paz mundial para os outros. Ele está mais interessado em energia limpa, bons negócios e viabilidade. “Se for um projeto apenas para a Europa, não acontecerá. Se for um projeto apenas para a África, não haverá fundos”, ele diz, apontando que ambos os lados terão que se beneficiar com o projeto para que seja viável.

Na visão de Töpfer, as usinas de força na África devem primeiro produzir energia para a África. Não apenas os países africanos precisam eles mesmos de eletricidade, mas os cabos para a Europa ainda nem existem. O Ministério da Economia alemão, que criou uma força-tarefa para lidar com a coordenação entre o projeto Desertec e o governo, concorda. Segundo um porta-voz, a primeira prioridade deve ser “atender rapidamente à demanda crescente por eletricidade na região. A longo prazo, entretanto, a eletricidade do deserto certamente contribuirá para fornecer energia segura e boa para o clima para a União Europeia”.

Isso faz sentido politicamente, mas também torna o financiamento para o projeto mais complicado. No Norte da África, os governos frequentemente subsidiam o preço da eletricidade. No Egito, por exemplo, muitos consumidores residenciais pagam menos de 1 centavo por kilowatt-hora. Isso significa que os investidores teriam que subsidiar o consumo na África para eventualmente lucrarem com as vendas para o norte. Segundo a estratégia da Desertec, a Europa receberia de 15% a 20% de suas necessidades de energia com eletricidade importada, cobrindo o restante com fontes locais de energia eólica, hidrelétrica, de biomassa e fotovoltaica.

Todavia, a energia termossolar da África seria um complemento perfeito para o mix de energia alemão, porque o vento, a principal fonte de energia renovável na Europa, não é confiável, enquanto o sol brilha constantemente na África.

‘Quanto mais próximo de Deus, melhor os raios’

O calor obtido pela energia termossolar pode ser armazenado por até 24 horas com pouca perda, usando um meio como sal líquido quente. Essa energia pode então ser liberada durante a noite ou quando o céu está encoberto. Esse é o motivo para uma usina de energia termossolar, assim como uma usina nuclear, ser capaz de cobrir a chamada carga de base (a quantidade mínima de energia que precisa ser produzida para atender a expectativa de demanda dos consumidores), explica o engenheiro de processo Franz Trieb, do Centro Aeroespacial Alemão. Segundo Trieb, isso a torna mais valiosa do que a energia eólica.

Trieb, que inicialmente estava cético, estava determinado a encontrar argumentos científicos para rebater a visão de Knies. “Mas não tive sucesso”, ele diz hoje.

Inicialmente, os críticos alertaram que o movimento das dunas de areia enterraria os espelhos solares e tempestades de areia arranhariam suas superfícies, os inutilizando. Mas essas preocupações eram infundadas, diz Trieb. Ele aponta que 80% dos desertos são livres de dunas, e que as rotas de migração dos nômades seriam, é claro, evitadas. Os melhores locais para os coletores solares são os platôs distantes das costas, onde o sol fornece 20% mais energia por hectare do que na Espanha. “Quanto mais próximo de Deus, melhor os raios”, diz o diretor operacional chefe da Desertec, Rainer Aringhoff.

Rainer Aringhoff espera que o primeiro projeto-piloto da Desertec possa ser construído perto da cidade marroquina de Ouarzazate, ao sul dos Montes Atlas. Ele seria resfriado por ar em vez de água, o que seria um benefício enorme no Saara, mas aumentaria o custo em 5% a 10%.
Salvaguardando as apostas

Todavia, as empresas de energia solar ainda estão salvaguardando suas apostas e permanecendo por ora na Andaluzia. A radiação solar é intensa lá e os números apenas somam. Os operadores das usinas espanholas recebem 27 centavos por kilowatt-hora de eletricidade solar. A E.on está investindo 550 milhões de euros na construção das primeiras usinas de força termossolares da região, com a previsão de 50 usinas concluídas até 2025.

“Nós estamos falando de projetos reais aqui, não de visões”, diz Rainer Kistner, chefe da divisão de energia solar da Ferrostaal. A empresa, com sede na cidade alemã de Essen, é a contratada para uma terceira unidade atualmente em construção da usina de energia solar Andasol no deserto espanhol, perto de Granada. As usinas operam segundo um princípio que os egípcios começaram a usar há 100 anos: cubas parabólicas feitas de espelhos produzem vapor, que movimenta as bombas de água.

O vapor já sobe das duas unidades da usina. A terceira unidade deverá ser concluída no próximo ano. Os trabalhadores no salão de produção montam os espelhos em estruturas de aço. A cada meia hora, um trator leva uma cuba de 2,7 toneladas para fora do prédio, passando por um terreno acidentado até chegar ao campo solar. Um guindaste então ergue os espelhos de 12 metros até uma base de concreto.
‘Um bom sistema’

Oliver Vorbrugg está monitorando o progresso em Andasol para a empresa solar alemã Flagsol. Ele circula entre as fileiras de espelhos em uma van prateada, tendo como fundo os picos cobertos de neve, a 3 mil metros de altitude, das montanhas Sierra Nevada. Seu celular toca uma vez a cada cinco minutos. Seu ring tone é uma versão do tema do filme “Era uma Vez no Oeste”, um lembrete adequado, diz Vorbrugg, de que partes do faroeste foram filmadas aqui, na base da Sierra Nevada.

Os operários estão no momento preparando as fundações das torres de resfriamento, enquanto técnicos estão soldando os canos. A maior precisão possível é necessária durante a montagem e produção, diz Vorbrugg, mas assim que a usina estiver em funcionamento, ela será “um bom sistema” e eficiente. Bastará apenas cinco meses para a usina produzir energia suficiente para compensar a energia consumida em sua construção. Depois disso, espera Vorbrugg, ela permanecerá funcionando por 25 a 30 anos.

Os dispositivos de armazenamento de sal são particularmente notáveis. Tanques prateados gigantes, com um diâmetro de até 36 metros, contêm potássio líquido e nitrato de sódio, sais minerais baratos que são normalmente utilizados em fertilizantes sintéticos. Os engenheiros na sala de controle da Andasol podem decidir quando conduzir o calor dos coletores solares diretamente para a turbina ou para o tanque de sal. Assim que os tanques de sal forem aquecidos, a usina solar pode operar em plena capacidade por sete horas usando apenas o calor armazenado nos tanques.

O desafio dos cabos

Além desses tanques de armazenamento, o projeto Desertec necessitaria de cabos para levar a eletricidade para os centros populacionais europeus. Os cabos seriam linhas de transmissão de corrente contínua de alta voltagem (HVDC), que podem transmitir eletricidade a uma distância de 1.000 quilômetros com perda de menos de 3%.

A mais longa dessas linhas submarinas de HVDC entrou em operação no final de 2008. Ela transmite energia da Holanda para a Noruega, ou vice-versa, dependendo de onde a eletricidade estiver mais barata em um determinado momento. O cabo Norned já recuperou mais de 10% de seu investimento inicial nos primeiros três meses de operação.

Envolto em plástico e protegido por um revestimento de metal, os cabos consistem de fios de cobre ou alumínio com espessura de 5 centímetros. Eles foram desenrolados por navios especiais e enterrados no fundo do oceano por robôs.
Custos enormes

Os custos são enormes. O cabo de 200 quilômetros que conectará a fazenda eólica em alto-mar Bard, no Mar do Norte, à rede alemã custará cerca de 300 milhões de euros. Cerca de 80 a 100 desses cabos seriam necessários para levar toda a eletricidade que a Desertec alega que será gerada no Saara da África para a Europa.

“Instalar esse tipo de coisa pelo Mediterrâneo nem sempre será economicamente lucrativo”, diz Jochen Kreusel, do ABB Group, que forneceu o cabo Norned. “Neste caso, cabe à sociedade estabelecer as condições básicas certas”, para que a instalação dos cabos faça sentido economicamente.

Uma disputa entre a França e a Espanha que se desenrola há anos em torno da construção de um cabo de alta performance nos Pirineus mostra quão difícil isso pode ser. Além disso, iniciativas dos cidadãos estão constantemente bloqueando ou atrasando novos projetos por toda a Europa. “A simples ampliação de uma linha na Alemanha leva 15 anos, incluindo todos os procedimentos de desapropriação”, diz Jürgen Schmid, o cientista do Fraunhofer. “Isso poderia arruinar todo o projeto.”

Empresas alemãs na liderança

Todavia, no Marrocos, que não possui quase nenhum recurso de combustível fóssil, a Desertec atraiu muito interesse. No ano passado, os marroquinos aprovaram seu próprio plano solar, sob o qual o país, com apoio do Banco Mundial, instalará 2 mil megawatts de energia solar até 2020. As empresas da Desertec também esperam que um país como a Itália, que dificilmente cumprirá sua meta climática estabelecida pela União Europeia, poderia reduzir sua pegada ambiental com energia limpa da Tunísia.

Se o boom de fato ocorrer, empresas alemãs, que são líderes mundiais em tecnologia solar, serão as primeiras a se beneficiar. Gigantes como Siemens estão envolvidas no setor, mas também empresas menores, especializadas. A Flagsol de Colônia produz dispositivos de controle solares, a empresa bávara Schott Solar produz receptores de calor para as cubas solares, e a Solar Millennium, com sede em Erlangen, no sul da Alemanha, fornece serviços de desenvolvimento de projeto. As empresas alemãs já controlam um terço do mercado mundial de energia termossolar.

Quando o Instituto Wuppertal para o Clima, Meio Ambiente e Energia calculou as receitas projetadas para as empresas solares alemãs no ano de 2050, segundo o melhor cenário possível, ele chegou a um número astronômico: 2 trilhões de euros.

Tradução: George El Khouri Andolfato

Reportagem [European Dream of Desert Energy Takes Shape] do Der Spiegel, no UOL Notícias.

EcoDebate, 04/06/2010

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