Por Tim Harford · Setembro de 2019
Um pouco de história: nossa relação com o sol
O filósofo grego clássico Sócrates acreditava que a casa ideal deveria ser quente no inverno e fresca no verão. Com clareza de pensamento assim, é fácil ver como o grande homem obteve sua reputação.
Na época, esse desejo era mais fácil de declarar do que alcançar, mas muitas civilizações pré-modernas projetavam prédios para capturar a luz solar do sol baixo do inverno, enquanto maximizavam a sombra no verão.
Tudo muito elegante, mas esse não é o tipo de energia solar que administrará uma economia industrial moderna. E milênios se passaram sem muito progresso.
“Um fio de ouro” (A Golden Thread: 2500 Years of Solar Architecture and Technology · Autor Ken Butti), uma história de nossa relação com o sol publicada em 1980, celebra os usos inteligentes da arquitetura e tecnologia solares ao longo dos séculos e instou as economias modernas destruídas pelos choques do petróleo da década de 1970 a aprender com a sabedoria dos antigos.
- Edifícios em Santorini, Grécia, são tradicionalmente pintados de branco para refletir os raios do sol.
- Por exemplo, espelhos parabólicos – usados na China há 3.000 anos – poderiam focar os raios do sol para grelhar carne.
- Os sistemas solares térmicos usavam o sol do inverno para aquecer o ar ou a água, o que poderia reduzir as contas de aquecimento. Esses sistemas agora atendem a cerca de 1% da demanda global de energia para aquecimento. É melhor que nada, mas dificilmente uma revolução solar.
“Um fio de ouro” menciona apenas brevemente o que era, em 1980, uma tecnologia de nicho: a célula solar fotovoltaica (PV), que usa a luz solar para gerar eletricidade.
Efeito fotovoltaico
O efeito fotovoltaico não é novo. Foi descoberta em 1839 pelo cientista francês Edmond Becquerel, quando ele tinha apenas 19 anos.
Em 1883, o engenheiro americano Charles Fritts construiu as primeiras células fotovoltaicas de estado sólido e, em seguida, o primeiro painel solar no telhado que combinou células diferentes, na cidade de Nova York.
Essas células primitivas – feitas de um elemento chamado selênio – eram caras e ineficientes.
Os físicos da época não tinham ideia real de como elas funcionavam – isso exigiu a percepção de um sujeito chamado Albert Einstein em 1905.
O silício
Mas foi apenas em 1954 que os cientistas do Bell Labs, nos EUA, fizeram uma descoberta acidental.
Por pura sorte, eles perceberam que quando os componentes de silício eram expostos à luz solar, eles começaram a gerar uma corrente elétrica. Ao contrário do selênio, o silício é barato – e os pesquisadores da Bell Labs consideraram que também era 15 vezes mais eficiente.
Essas novas células fotovoltaicas de silício foram ótimas para os satélites – o satélite americano Vanguard 1 foi o primeiro a usá-las, levando seis painéis solares em órbita em 1958.
O custo
O Sol sempre brilha no espaço, e o que mais você vai usar para alimentar um satélite multimilionário? No entanto, a energia solar fotovoltaica tinha poucas aplicações na própria Terra: ainda era muito cara.
Os painéis solares da Vanguard 1 produziram meio watt a um custo incontável de milhares de dólares.
Em meados da década de 1970, os painéis solares estavam abaixo de US $ 100 (£ 81) por watt – mas isso ainda significava US $ 10.000 para painéis suficientes para alimentar uma lâmpada. No entanto, o custo continuava caindo.
Em 2016, era 50 centavos de dólar por watt e ainda estava caindo rapidamente. Após milênios de progresso lento, as coisas aceleraram muito repentinamente.
Talvez devêssemos ter visto essa aceleração chegando.
“Curva de aprendizado”
Na década de 1930, um engenheiro aeronáutico americano chamado TP Wright observou cuidadosamente as fábricas de aviões em ação.
Ele publicou uma pesquisa demonstrando que quanto mais frequentemente um determinado tipo de avião era montado, mais rápida e barata a próxima unidade ficava.
Os trabalhadores ganhavam experiência, ferramentas especializadas foram desenvolvidas assim como formas de economizar tempo e material.
Wright calculou que toda vez que a produção acumulada dobra, os custos unitários caiem 15%. Ele chamou esse fenômeno de “curva de aprendizado”.
Recentemente, um grupo de economistas e matemáticos da Universidade de Oxford encontrou evidências convincentes dos efeitos das curvas de aprendizado em mais de 50 produtos diferentes, de transistores a cerveja – incluindo células fotovoltaicas.
Às vezes, a curva de aprendizado é superficial e, às vezes, é íngreme, mas sempre parece estar lá.
No caso de células fotovoltaicas, é bastante acentuado: para cada duplicação de produção, o custo cai mais de 20%.
E isso importa porque a produção está aumentando muito rapidamente: entre 2010 e 2016, o mundo produziu 100 vezes mais células solares do que antes de 2010.
As baterias – uma importante tecnologia paralela para a energia solar fotovoltaica – também estão marchando ao longo de uma íngreme curva de aprendizado.
A curva de aprendizado cria um ciclo de feedback que dificulta a previsão de mudanças tecnológicas. Produtos populares se tornam baratos e produtos mais baratos se tornam populares.
E qualquer novo produto precisa, de alguma forma, passar pelos caros estágios iniciais. As células fotovoltaicas solares precisavam ser fortemente subsidiadas no início – como eram na Alemanha por razões ambientais.
Mais recentemente, a China parece estar disposta a fabricar grandes quantidades para dominar a tecnologia.
Energia Solar é barata
Os painéis solares são particularmente promissores em países com redes de energia pouco desenvolvidas e muito sol durante o dia.
Quando o primeiro-ministro indiano Narendra Modi assumiu o cargo em 2014, por exemplo, ele anunciou planos ambiciosos para construir grandes fazendas solares em escala de utilidade pública – mas também para estabelecer pequenas redes em vilas rurais com pouco ou nenhum acesso à rede principal.
Mas agora que a energia solar fotovoltaica marchou ao longo da curva de aprendizado, é competitiva em qualquer área.
Já em 2012, projetos fotovoltaicos nos ensolarados estados dos EUA estavam assinando acordos para vender energia a um preço inferior ao preço da eletricidade gerada por combustíveis fósseis.
Esse foi o sinal de que a energia solar se tornou uma séria ameaça à infraestrutura existente de combustíveis fósseis, não porque é verde, mas porque é barata.
No final de 2016, em Nevada, por exemplo, várias grandes redes de cassinos trocaram o serviço público estadual para comprar sua energia de fontes amplamente renováveis.
Este não foi um exercício de marca corporativa: foi projetado para economizar dinheiro, mesmo depois de pagar US $ 150 milhões (£ 122 milhões) como uma taxa de indenização.
O sol não brilha à noite e o armazenamento no inverno continua sendo um grande desafio. Como Sócrates nos advertiu: as pessoas mais sábias entendem que nada sabem.
Mas a curva de aprendizado nos diz que o triunfo final do PV solar parece provável: está ficando mais barato à medida que se torna mais popular e mais popular à medida que se torna mais barato.
Não obstante Sócrates, isso soa como uma receita para o sucesso.
Original e imagens em: https://www.bbc.com/news/business-49344595
Livre tradução J.S. marketing@spinsolar.com.br