Poluição do ar reduz o potencial de geração de energia solar na China

A China está expandindo rapidamente seu fornecimento de energia solar, esperando satisfazer 10% das necessidades de eletricidade do país com energia solar até 2030. Mas há um problema: a severa poluição do ar está bloqueando a luz do sol, reduzindo significativamente a produção da energia solar, particularmente nas partes norte e leste do país.

Esta questão é pior no inverno, quando – de acordo com pesquisas da Universidade de Princeton – a poluição do ar nessas regiões bloqueia cerca de 20% da luz solar que chegaria às matrizes do painel solar, em média. Isso faz com que o efeito da poluição atmosférica no inverno, sobre a produção de energia solar, seja tão significativo como o das nuvens, que há muito tem sido considerado o principal impedimento para a produção de energia solar.

Publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences, o estudo mostra que, nas áreas mais poluídas do norte e leste da China, a poluição por aerossóis está reduzindo o potencial de geração de eletricidade solar em até um quilowatt-hora por metro quadrado por dia, ou até 35 por cento. Isso é suficiente para alimentar uma aspiradora por uma hora, lavar 12 quilos de roupa ou trabalhar em um laptop por até 10 horas.

A combustão de combustíveis fósseis aumenta as concentrações de aerossóis na atmosfera. Outros pesquisadores reconheceram que esses aerossóis, que incluem sulfato, nitrato, partículas de carbono preto e compostos orgânicos, estão contribuindo para o escurecimento solar em grandes partes da China. Mas nenhuma pesquisa anterior calculou apenas quanto os aerossóis na atmosfera estão reduzindo a eficiência da energia solar da China.

Para calcular a quantidade de radiação do sol que atinge os arrays solares no chão, os cientistas usaram o chamado modelo de desempenho solar fotovoltaico, combinado com dados de satélite de instrumentos da NASA que medem a irradiância do sol e analisam componentes de aerossóis e nuvens na atmosfera. Eles realizaram nove análises separadas, que abrangeram de 2003 a 2014 e cobriram toda a China, para comparar o impacto dos aerossóis em comparação com as nuvens na geração de energia solar com e sem tecnologia que rastreia o sol à medida que se move através do céu.

As descobertas do estudo deveriam estimular países como a China e a Índia a reduzir as emissões de aerossóis, de modo que reduzam a poluição e, assim, aumentem sua geração de energia solar mais rapidamente, além dos já conhecidos benefícios para a saúde. Existe também potencial para um ciclo virtuoso: expandir a produção de energia solar poderia reduzir a dependência de combustíveis fósseis, reduzindo assim as próprias emissões que prejudicam a produção de energia solar. Isso enviaria mais eletricidade solar para a rede – o que, por sua vez, deveria reduzir ainda mais a necessidade de combustíveis fósseis.

As descobertas também podem ajudar a determinar onde construir novos arrays solares. A poluição por aerossóis na China está fortemente concentrada em regiões industrializadas e urbanizadas, enquanto áreas remotas e pouco povoadas têm ar mai limpo. Se a pesquisa pode quantificar o quanto a poluição do ar está reduzindo a produção de energia solar, os formuladores de políticas podem pesar os custos de transmissão de eletricidade de regiões mais limpas para mais sujas, avaliando os benefícios de produzir mais energia construindo arrays onde mais luz solar atinge o solo.

Para o próximo projeto, os pesquisadores estão ampliando suas análises para outras regiões do mundo, incluindo a Índia, que sofre de níveis de poluição do ar tão altos quanto os da China. Além de como os poluentes atmosféricos na atmosfera reduzem a geração de eletricidade ao absorver a luz solar, eles também examinarão como os poluentes do ar podem reduzir a geração de energia, sujando os próprios painéis solares.

Referência

“Reduction of Solar Photovoltaic Resources Due to Air Pollution in China”, de Xiaoyuan Li, Fabian Wagner, Wei Peng, Junnan Yang e Denise L. Mauzerall, em Proceedings of the National Academy of Sciences. http://www.pnas.org/content/early/2017/10/23/1711462114

Fontes – Princeton University, Woodrow Wilson School of Public and International Affairs, tradução e edição Henrique Cortez, EcoDebate de 25 de outubro de 2017