Fonte: theconversation.com
Uma surpreendente redução de 82% no custo da energia solar fotovoltaica (PV) desde 2010 deu ao mundo uma chance de construir um sistema de energia de emissão zero que pode ser menos caro do que o sistema movido a combustível fóssil que substitui.
A Agência Internacional de Energia projeta que a capacidade de geração de energia solar fotovoltaica deve crescer dez vezes até 2040, se quisermos cumprir a dupla tarefa de aliviar a pobreza global e restringir o aquecimento a bem abaixo de 2 graus.
Desafios críticos permanecem. A energia solar é "intermitente", pois a luz do sol varia durante o dia e entre as estações, portanto, a energia deve ser armazenada para quando o sol não brilha. A política também deve ser projetada para garantir que a energia solar chegue aos cantos mais distantes do mundo e aos lugares onde é mais necessária. E haverá trocas inevitáveis entre a energia solar e outros usos para a mesma terra, incluindo conservação e biodiversidade, agricultura e sistemas alimentares e usos comunitários e indígenas.
Colegas e eu publicamos agora na revista Nature o primeiro inventário global de grandes instalações de geração de energia solar. "Grande" neste caso refere-se a instalações que geram pelo menos 10 quilowatts quando o sol está no auge. (Uma instalação típica de telhado residencial pequeno tem uma capacidade de cerca de 5 quilowatts).
Construímos um sistema de aprendizado de máquina para detectar essas instalações em imagens de satélite e, em seguida, implantamos o sistema em mais de 550 terabytes de imagens usando várias vidas humanas de computação.
Pesquisamos quase metade da superfície terrestre da Terra, filtrando áreas remotas longe das populações humanas. No total, detectamos 68.661 instalações solares. Usando a área dessas instalações e controlando a incerteza em nosso sistema de aprendizado de máquina, obtemos uma estimativa global de 423 gigawatts de capacidade de geração instalada no final de 2018. Isso está muito próximo da estimativa da Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA). de 420 GW para o mesmo período.
Acompanhando o crescimento da energia solar
Nosso estudo mostra que a capacidade de geração de energia solar fotovoltaica cresceu notáveis 81% entre 2016 e 2018, período para o qual tivemos imagens com carimbo de data/hora. O crescimento foi liderado principalmente por aumentos na Índia (184%), Turquia (143%), China (120%) e Japão (119%).
As instalações variavam em tamanho, desde instalações desérticas em escala de gigawatts no Chile, África do Sul, Índia e noroeste da China, até instalações comerciais e industriais em telhados na Califórnia e na Alemanha, instalações rurais de retalhos na Carolina do Norte e Inglaterra e instalações urbanas de retalhos em Coreia do Sul e Japão.
Solar misturado com campos de arroz em terras recuperadas na Coreia do Sul. Estoque para você / shutterstock
As vantagens dos dados em nível de instalação
Agregados em nível de país de nosso conjunto de dados estão muito próximos das estatísticas em nível de país da IRENA, que são coletadas de questionários, funcionários do país e associações do setor. Em comparação com outros conjuntos de dados em nível de instalação, abordamos algumas lacunas críticas de cobertura, principalmente em países em desenvolvimento, onde a difusão da energia solar fotovoltaica é fundamental para expandir o acesso à eletricidade e reduzir as emissões de gases de efeito estufa. Tanto em países desenvolvidos como em desenvolvimento, nossos dados fornecem uma referência comum imparcial por relatórios de empresas ou governos.
Os dados localizados geoespacialmente são de importância crítica para a transição energética. Os operadores de rede e os participantes do mercado de eletricidade precisam saber exatamente onde estão as instalações solares para saber com precisão a quantidade de energia que estão gerando ou irão gerar. Sistemas emergentes in-situ ou remotos são capazes de usar dados de localização para prever o aumento ou diminuição da geração causada, por exemplo, pela passagem de nuvens ou mudanças no clima.
Essa maior previsibilidade permite que a energia solar atinja proporções mais altas da matriz energética. À medida que a energia solar se torna mais previsível, os operadores de rede precisarão manter menos usinas de combustível fóssil em reserva, e menos penalidades por super ou subgeração significarão que mais projetos marginais serão desbloqueados.
Usando o catálogo anterior de imagens de satélite, conseguimos estimar as datas de instalação de 30% das instalações. Dados como esse nos permitem estudar as condições precisas que estão levando à difusão da energia solar e ajudarão os governos a projetar subsídios para incentivar um crescimento mais rápido.
Os autores compararam as localizações das instalações solares com dados sobre o uso da terra, para descobrir o que havia antes. Cropland (marrom claro) foi facilmente o mais comum. Kruitwagen et al, Nature
Saber onde está uma instalação também nos permite estudar as consequências não intencionais do crescimento da geração de energia solar. Em nosso estudo, descobrimos que as usinas de energia solar estão mais frequentemente em áreas agrícolas, seguidas por pastagens e desertos.
Isso destaca a necessidade de considerar cuidadosamente o impacto que uma expansão de dez vezes da capacidade de geração de energia solar fotovoltaica terá nas próximas décadas nos sistemas alimentares, biodiversidade e terras usadas por populações vulneráveis. Os formuladores de políticas podem fornecer incentivos para instalar geração solar em telhados que causam menos competição pelo uso da terra ou outras opções de energia renovável.
