Todos os anos, governos e investidores somam a nova capacidade solar instalada e ajustam, com base nisso, as suas projeções climáticas. Mais painéis no chão, menos carvão na matriz - é assim que a conta costuma ser feita.
Um novo estudo, porém, identificou uma falha sistemática nessa forma de contabilizar, causada por um fator que os modelos tradicionais de capacidade simplesmente ignoram. A origem do problema está no ar entre o sol e os módulos fotovoltaicos.
O que os aerossóis subtraem
Pesquisadores da University of Oxford (Oxford) e do University College London (UCL) mapearam onde os painéis solares do mundo realmente estão instalados - ao todo, mais de 140.000 locais.
Em seguida, a equipa cruzou cada local com dados atmosféricos sobre aerossóis, partículas em suspensão que espalham e absorvem a luz solar antes que ela chegue ao painel.
Em 2023, esses aerossóis reduziram a produção global de eletricidade solar em 5.8 percent.
Isso equivale a cerca de 111 terawatt-horas de geração perdida - aproximadamente a produção anual de 18 usinas a carvão de porte médio.
A pesquisa foi liderada pelo Dr. Rui Song, físico da Oxford e do Mullard Space Science Laboratory da UCL.
Para o Dr. Song, os resultados indicam que a energia limpa está a entregar menos do que o esperado.
“À medida que carvão e solar se expandem em paralelo, as emissões alteram o ambiente de radiação, minando diretamente o desempenho da geração solar”, afirmou.
Ganhos solares anulados por emissões
Há um número ainda mais difícil de ignorar. Entre 2017 e 2023, novas instalações solares acrescentaram, em média, 246.6 terawatt-horas por ano à rede elétrica mundial.
No mesmo período, os aerossóis sobre fazendas solares já existentes anularam cerca de 74 terawatt-horas desse acréscimo - praticamente um terço do ganho.
Estudos anteriores já tinham registado o problema em regiões muito poluídas. O que ainda não tinha sido feito era associar isso à produção real, local a local, nesta escala.
Em 2023, a China gerou 793.5 terawatt-horas de eletricidade solar - mais de 41 percent do total mundial - e também foi onde o impacto foi mais severo.
No país, 7.7 percent do potencial de geração perdeu-se devido a partículas em suspensão.
Em alguns anos, as perdas por aerossóis eliminaram mais de 60 percent daquilo que as novas instalações solares adicionaram. No papel, o avanço continuou a superar aquilo que o contador efetivamente registou.
Sulfato proveniente do carvão
Entre os tipos de aerossóis, os sulfatos foram os que mais prejudicaram a geração. Eles formam-se na atmosfera a partir do dióxido de enxofre - gás que chaminés de usinas a carvão emitem durante a queima.
A equipa Oxford-UCL calculou que os sulfatos, sozinhos, respondem por 46.2 percent das perdas solares da China associadas a aerossóis.
Uma análise separada sobre as fontes de poluição estimou que cerca de 29 percent dessas perdas têm origem na eletricidade gerada a partir do carvão.
Usinas a carvão libertam partículas finas que espalham e absorvem a luz solar antes que ela atinja a superfície de um painel. Com menos luz a entrar, menos eletricidade sai.
O papel da geografia
Nos Estados Unidos, o cenário é diferente. Em 2023, fazendas solares americanas perderam apenas 3.1 percent da sua produção por causa de aerossóis - menos de metade da taxa observada na China.
Uma explicação para isso está na geografia: a maior parte da capacidade solar dos EUA fica distante de usinas a carvão em operação.
Quando os pesquisadores mapearam a capacidade a carvão e as perdas solares por região, encontraram essencialmente nenhuma correlação nos EUA.
Na China, o mesmo teste deu um resultado significativamente positivo. Onde as chaminés a carvão são mais concentradas, o desempenho solar é pior.
O progresso discreto da China
Há uma reviravolta nessa história. A China aparece no topo da tabela de perdas, mas também é a única grande região em que essas perdas estão a diminuir.
Entre 2013 e 2023, as perdas solares impulsionadas por aerossóis caíram cerca de 1.4 percent por ano.
A melhora não veio do encerramento de usinas a carvão. No mesmo período de uma década, a geração elétrica chinesa a carvão aumentou de 4,093 para 5,857 terawatt-horas.
A redução da poluição veio de dentro do próprio parque gerador, por meio de retrofits de ultrabaixas emissões: lavadores mais rigorosos, filtros mais agressivos e limites mais estritos para poluentes.
Um artigo separado documentou essas melhorias em detalhe. Segundo esse trabalho, os retrofits explicam 91 percent das reduções de dióxido de enxofre nas regiões solares da China; o fecho de usinas contribuiu com nove percent.
Mapeando cada painel solar
Para localizar fazendas solares em qualquer parte do planeta, os pesquisadores combinaram bases de dados de código aberto, registos colaborativos e um modelo próprio de aprendizado de máquina treinado com imagens de satélite.
Depois de identificado cada local, um modelo de IA foi aplicado para desenhar limites precisos ao redor dos painéis - e não das vias de acesso ou das faixas de terra entre fileiras.
Esse nível de detalhe é o que viabiliza a nova análise. Pesquisas anteriores estimavam perdas por poluição assumindo que a energia solar estava distribuída de forma uniforme dentro de cada região.
O novo conjunto de dados mostra onde os módulos realmente estão - na China, muitas vezes a cerca de 32 a 48 km de uma usina a carvão.
Implicações mais amplas do estudo
Agora, os pesquisadores têm um número que antes não existia. A poluição do ar proveniente de usinas a carvão não só adoece as populações próximas - ela também suprime diretamente a produção dos painéis destinados a substituí-las.
Esse arrasto global de 5.8 percent é suficiente para distorcer projeções climáticas que consideram apenas a capacidade instalada. A limpeza das usinas a carvão já existentes ajuda, como mostra o histórico da China.
No entanto, se essas mesmas usinas continuarem a operar como respaldo da rede, seguirão a emitir partículas que corroem o valor da energia solar. Se essas perdas não forem contabilizadas, o progresso mundial em energia limpa tende a estar superestimado.
Para reguladores e planeadores do sistema elétrico, a questão passa a ser onde novas usinas solares serão construídas - e com que rapidez a capacidade a carvão nas proximidades será desativada.
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