Em meio aos campos de trigo verde, bosques de carvalho e antigas oliveiras da Andaluzia, uma fazenda gigante de energia solar brilha como um mar prateado. Mesmo sob um céu nublado, os arranjos de espelhos e enormes torres que se estendem por mais de três quilômetros quadrados são uma visão impressionante.
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Vinte quilômetros a oeste de Sevilha, a fazenda solar Solúcar, construída pela empresa Abengoa, faz parte do esforço da Espanha para produzir mais energia a partir de fontes renováveis. A nação atualmente produz até 3, 65 gigawatts de energia do sol, a segunda do mundo depois da Alemanha. Esses gigawatts representam cerca de 3% do poder do país, a maior porcentagem do mundo. (Os Estados Unidos geram menos de 1% de sua energia do Sol.) A produção solar da Espanha deve aumentar nos próximos três anos para sete gigawatts, o suficiente para abastecer cerca de dez milhões de pessoas - a população combinada de Madri e Barcelona. eletricidade durante o dia.
A fazenda Solúcar é pioneira em tecnologias que estão sendo replicadas nos Estados Unidos, incluindo a energia solar concentrada, ou CSP. Enquanto os painéis solares tradicionais usam células fotovoltaicas para converter os raios solares diretamente em eletricidade, o CSP utiliza enormes bancos de espelhos para concentrar a radiação solar; o calor intenso aciona turbinas a vapor, produzindo eletricidade em um processo similar ao usado em usinas a carvão ou a óleo, mas sem as emissões de gases de efeito estufa.
No local de Solúcar, duas torres de concreto - uma com cerca de 50 andares e as outras 35 - coletam luz refletida por 1879 enormes espelhos de vidro, cada um com 33 pés de altura e 40 pés de largura. Os espelhos, chamados heliostats, cobrem cerca de 345 acres. Eles se voltam para o sul e são virados para seguir o sol enquanto ele cruza o céu.
A menor torre CSP começou a fornecer energia em 2007, a maior em maio de 2009. Juntos, eles produzem 31 megawatts. Em 2013, quando a Solúcar terminar de adicionar outra usina de torres e outras instalações, a Abengoa espera que a usina CSP gere 300 megawatts, energia suficiente para abastecer 220 mil residências, ou toda a região metropolitana de Sevilha.
“Essas plantas de torres comerciais são únicas no mundo”, disse Valerio Fernández, gerente de operações da Solúcar, em seu escritório, com vista para os campos espelhados. (Ele não estava contando com uma pequena torre de energia de cinco megawatts operada em Lancaster, Califórnia, pela empresa americana eSolar, ou uma torre de demonstração que o governo espanhol administra em Almería.) “Hoje, porém, eles estão de férias”. acrescentou, com um encolher de ombros.
Quando está chovendo ou nublado - como o frio dia de março em cinza que visitei - a instalação de energia solar é desligada. Mas as fotografias do site da CSP no seu melhor são sobrenaturais: torres brilhando com raios de luz, um efeito causado pela luz solar refletida que passa pelo vapor de água e pela poeira no ar. Embora você pense que o sul da Espanha é um local ideal para energia solar, Fernández disse que a empresa espera que o mau tempo reduza ou interrompa a produção de energia em cerca de 80 dias por ano, geralmente entre novembro e março.
“Se estamos procurando tornar a energia solar mais eficiente, há lugares melhores do que Sevilha”, disse-me Fernández. Ele gesticulou para um mapa de parede do mundo com bandas sombreadas representando o potencial de energia solar: Andaluzia era marrom, o Deserto de Mojave da Califórnia e Nevada marrom, e o Saara ainda mais escuro.
"O Mojave tem uma radiação solar 30% maior do que a que temos aqui, então a instalação das mesmas instalações reduzirá o custo da eletricidade em 30%", disse ele. A eficiência é ainda maior para o Saara escaldante, onde Abengoa e Desertec, um consórcio europeu, pretendem construir instalações solares que irão fornecer energia para a Europa através de cabos sob o Mediterrâneo.
Fernández ergueu um pedaço de cano de aço de três centímetros de largura de uma estante e entregou-o para mim. Foi a partir de um tubo em que a água é convertida em vapor no topo de uma torre CSP e foi pintada de preto. "Quanto mais negros eles são", ele explicou, "melhor eles absorvem a radiação".
Os heliostatos concentram a radiação solar de forma tão eficaz que as temperaturas na superfície dos tubos receptores podem atingir 3.600 graus Fahrenheit, cerca de um terço da temperatura da superfície do sol. “Infelizmente, o aço derreteria e o receptor quebraria”, disse Fernández secamente. Os materiais cerâmicos talvez pudessem resistir a esse calor, continuou, mas ainda não foram desenvolvidos e testados. Assim, em dias claros, os operadores da usina ajustam os heliostatos para limitar a luz solar direcionada às torres e manter a temperatura em torno de 570 graus - muito quente para fazer vapor da água, que ferve a 212 graus.
Quando Fernández me levou ao redor do campus de Solúcar, paramos no local de construção para Solnova 1, a primeira das cinco instalações CSP planejadas aqui para usar a chamada tecnologia parabólica. Solnova 1 implantará espelhos em forma de vales rasos, cada um com centenas de metros de comprimento e cerca de dois metros de altura, em filas paralelas como fileiras de imensas fitas brilhantes. No ponto focal de cada espelho será executado um tubo transparente preenchido com um óleo sintético. Os espelhos direcionam a luz do sol para os tubos e o óleo aquecido será usado para ferver a água para o vapor da turbina.
Deixando a Solnova 1, avistei uma vasta gama de painéis fotovoltaicos. Embora os painéis forneçam cerca de três megawatts de eletricidade - o suficiente para abastecer 2.200 residências -, Solúcar não enfatizou a energia fotovoltaica. “Os fotovoltaicos não estão levando a uma tecnologia que armazene energia, exceto em baterias”, disse Fernández. Isso é muito caro.
Um sistema de armazenamento mais eficiente está em exibição na instalação Solares TES (para Armazenamento de Energia Térmica), que usa energia solar concentrada para aquecer enormes recipientes de sais fundidos, principalmente nitratos de sódio e potássio, para cerca de 570 graus. Os sais retêm o calor por até seis horas, o que significa que ele pode ser liberado depois que o sol se põe. Este método de armazenamento poderia resolver, pelo menos parcialmente, o maior desafio da energia solar: fornecer energia durante a noite.
A capacidade solar em expansão da Espanha depende do apoio do governo. (As usinas da CSP, por exemplo, custam cerca de duas vezes mais para construir e operar como usinas convencionais a carvão.) O subsídio do governo espanhol a fornecedores de energia solar - entre os mais generosos do mundo - está chegando a mais de € 1, 5 bilhão, ou quase US $ 1, 9 bilhão, um ano.
Nos Estados Unidos, os governos federal e estadual estão oferecendo incentivos financeiros menores para indivíduos, empresas de energia solar e serviços públicos. Centrais parabólicas na Califórnia e Nevada já geram mais de 370 megawatts, e a Abengoa está planejando uma usina de 282 megawatts usando tecnologia similar perto de Phoenix, disse Reese Tisdale, diretor de pesquisa solar da Emerging Energy Research em Cambridge, Massachusetts. Novas plantas parabólicas, fotovoltaicas e CSP são propostas na Califórnia, Nevada, Novo México, Colorado, Carolina do Norte e Flórida.
Uma enorme fazenda solar, usando torres e heliostatos e prometendo gerar 392 megawatts de energia, está programada para a construção, sim, do Deserto de Mojave, no sul da Califórnia, se passar nas revisões ambientais estaduais e federais.
"Se você quiser ser otimista", disse Tisdale, "pode haver até oito gigawatts fornecidos por usinas de energia solar [nos Estados Unidos] até 2025." Isso seria suficiente para abastecer uma cidade americana de seis milhões de habitantes (americanos). usar mais eletricidade do que os espanhóis) e economizar 37.260 barris de petróleo ou 11.000 toneladas de carvão por dia.
Richard Covington escreve de sua casa perto de Paris.
No alto das torres solares, a luz solar concentrada, difundida através de vapor e poeira, ferve a água para movimentar as turbinas a vapor. (Denis Doyle / Getty Images) 
Os acres de heliostats da fábrica de Solúcar, ou espelhos, concentram os raios solares para criar temperaturas de 570 graus, gerando energia, mas não emissões nocivas. (Michael Melford / Sociedade Nacional Geográfica / Corbis) 
Uma usina de energia separada usa espelhos em forma de vala para coletar os raios do sol e aquecer um óleo sintético para criar vapor. (Markel Redondo / Bloomberg / Getty Images) 
A fábrica de torres solares em Sevilha, Espanha, é a primeira torre solar comercial do mundo. Pode fornecer eletricidade para até 6.000 residências. (Denis Doyle / Getty Images) 
No site Solúcar, a luz é refletida por 1.879 enormes espelhos de vidro, cada um com 33 pés de altura e 40 pés de largura. (Chris Sattlberger / Corbis) 
A Espanha atualmente produz até 3, 65 gigawatts de energia do sol, a segunda do mundo depois da Alemanha. (Michael Melford / Sociedade Nacional Geográfica / Corbis)
