Energia Solar e Os Impactos Ambientais no Uso da Tecnologia Fotovoltaica

Energia Solar e Os Impactos Ambientais no Uso da Tecnologia Fotovoltaica
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A energia solar apresenta os menores impactos ambientais entre todas as fontes energéticas disponíveis ao homem, sem emissão de poluentes na sua geração elétrica ou efeitos negativos ao Meio Ambiente na construção de grandes usinas, sendo estes ainda nulos em pequenos e médios projetos de geração distribuída.

A geração elétrica por meio da energia solar fotovoltaica é a que apresenta os menores impactos ambientais. 

Placas solares geram energia elétrica sem a emissão gases de efeito estufa (GEE) ou qualquer outro impacto significativo ao Meio Ambiente.

Esse fato, junto à vasta disponibilidade da fonte e seus preços competitivos, faz com que o uso da tecnologia cresça hoje no mundo todo. 

Somente em 2018, foram adicionados novos 104,1 Gigawatts (GW) mundiais da tecnologia fotovoltaica.

No Brasil não é diferente e ela deverá liderar a matriz elétrica até 2040, segundo previsão da ABSOLAR (Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica).

Seu uso é feito tanto em grandes projetos de geração, como também em pequenos sistemas instalados por consumidores residenciais e comerciais.

energia solar impactos ambientais _ placas fotovoltaicas em telhado residencial
Placas fotovoltaicas instaladas em telhado residencial.

 

Assim, se faz importante conhecermos os impactos ambientais que sua tecnologia apresenta.

Avaliação de Ciclo de Vida

Para conhecermos os impactos do uso da energia solar fotovoltaica, ou de qualquer outra tecnologia, precisamos aplicar a técnica de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV).

Essa técnica surgiu nos anos de 1970 e analisa os impactos sobre o Meio Ambiente de determinado produto envolvidos em todo o seu ciclo de vida.

Ou seja, embora a geração de energia por meio de placas fotovoltaicas seja livre de emissões, precisamos analisar também os impactos envolvidos na produção e descarte de seus equipamentos.

O ciclo de vida da tecnologia fotovoltaica envolve os seguintes processos:

  • Manufatura

Vai desde a extração da matéria-prima, passando pelo tratamento dos materiais, produção dos equipamentos e instalação e construção dos projetos de geração.

  • Operacional;

Concentra-se na operação e manutenção dos empreendimentos de geração.

  • Desconexão.

Descomissionamento dos projetos de geração e descarte dos equipamentos.

Impactos Ambientais da Energia Solar

Sob essa ótica, vamos analisar os impactos da tecnologia solar fotovoltaica em cada uma das etapas do ciclo de vida de seu principal equipamento: a placa solar.

Impactos na manufatura – Fabricação das Células Solares

O processo de manufatura é a etapa que apresenta os maiores impactos negativos da energia solar.

As placas fotovoltaicas são as que consomem mais energia na fabricação da tecnologia.

Segundo um estudo australiano, elas respondem por 85% da energia utilizada, enquanto que inversores fotovoltaicos consomem apenas 7%.

Isso se explica pela maior complexidade dos módulos e as várias etapas envolvidas em sua fabricação.

energia solar impactos ambientais _ composição da placa fotovoltaica
Composição da placa fotovoltaica

Entretanto, essa energia gasta na produção é “paga” pela placa durante a sua vida útil de geração, que como sabemos é livre de emissão de poluentes e de, no mínimo, 25 anos.

Segundo estimativas, em até 2,5 anos uma placa já terá gerado toda a energia que consumiu em sua fabricação.

Ou seja, a vantagem é de, no mínimo, 22 anos e meio.

Quase 80% das placas comercializadas no mundo hoje são fabricadas a partir de células fotovoltaicas feitas de Silício (Si).

energia solar impactos ambientais _ célula fotovoltaica
Uma célula fotovoltaica de Silício

A manufatura de células de Silício envolve desde a extração da matéria-prima até os vários processos para a sua limpeza e purificação.

Separando-os pelos processos aos quais estão associados, os impactos ambientais da energia solar na manufatura são:

  • Extração do Silício:

Impactos à fauna e flora locais, degradação visual da paisagem e poluição da água na mineração.

  • Tratamento do Silício:

Emissão de pó sílica na fundição, emissão de hexafluoreto de enxofre e tetracloreto de silício na purificação, assim como o uso de produtos químicos como ácido clorídrico, sulfúrico, nítrico e fluorídrico 1,1,1-Tricloroetano e acetona, altamente tóxicos.


Existem diferentes tipos de células fotovoltaicas feitas de Silício, e para a fabricação de cada uma delas irão variar as quantidades e tipos desses materiais utilizados.

Cada país, no entanto, possui um conjunto de regras a serem seguidas pelas fabricantes que visam garantir a segurança de seus trabalhadores e o correto descarte dos resíduos gerados.

Para a montagem dos módulos, ainda são utilizados produtos nocivos ao Meio Ambiente, como chumbo, prata e alumínio.

Confira nos vídeos abaixo como são fabricadas as células e placas de Silício:

Impactos na manufatura – Construção das Usinas

Os impactos da energia solar na construção de usinas estão relacionados apenas aos projetos de grande porte.

Ou seja, são as grandes usinas do segmento de geração centralizada, que chegam a ocupar vários hectares de terra devido as milhões de placas que utilizam.

Uma usina solar

Em projetos de geração distribuída, representados pelos geradores residencias e comerciais, os impactos são nulos.

Isso porque as placas são instaladas normalmente sobre os telhados, não ocupando e nem afetando espaços de terra.

Mesmo nos casos de instalação sobre o solo, feita com o auxílio do suporte para placa solar, os impactos inexistem, pois a quantidade de placas e espaço utilizado são bem menores. 

Para analisarmos os impactos ambientais na construção de grandes usinas, devemos aplicar um diagnóstico ambiental, que avalia os efeitos sobre o meio biótico, físico e antrópico (ou socioeconômico).

Dessa forma, temos:

Impactos ao meio biótico

A construção de uma usina solar fotovoltaica pode provocar impactos nos ecossistemas locais.

Por utilizar grandes áreas, ela pode afetar os ciclos de desenvolvimento da fauna e da flora, dependendo da região onde for construída.

Em áreas com cobertura vegetal, por exemplo, esta pode ser afetada devido a terraplanagem e/ou sombreamento causado pelos módulos.

O solo descampado ainda pode intensificar processos erosivos e de assoreamento, causar alterações no fluxo hidrológico superficial e escassez de alimento a fauna local, causando sua migração.

Essa remoção da vegetação superficial pode ainda causar a eliminação da microfauna local.

Existe ainda o risco de acidentes com animais, causado pela remoção de tocas e abrigos de espécies locais na construção da usina, que podem invadir o empreendimento ou ainda serem atropelados em pistas locais.

Impactos ao meio físico:

Alteração e/ou degradação da paisagem de acordo com o porte e local de instalação da usina.

Atividades do canteiro de obras podem gerar resíduos sólidos e riscos de contaminação do solo, como no acondicionamento errado de produtos químicos e materiais de limpeza.

Geração de poeiras/gases e alterações na qualidade do ar devido a circulação de veículos e manuseio de máquinas, afetando os meios antrópico e biótico.

Alterações do fluxo hidrológico superficial devido ao desmate e os destocamentos do terreno, podendo ocorrer assoreamento de cursos de drenagens naturais.

Esse também pode causar o acirramento de processos erosivos, relacionados ao escoamento das águas superficiais.

Impactos ao meio socioeconômico

Geração de ruídos e vibrações devido ao transporte de pesados veículos

Impactos no processo operacional

A etapa operacional da tecnologia fotovoltaica é a de maior duração entre todo o seu ciclo de vida.

É também a que apresenta os menores impactos ambientais, sendo eles até mesmo insignificantes.

A geração elétrica dos painéis é totalmente livre de emissão de gases poluentes causadores do efeito estufa.

O consumo de energia para sua manutenção é mínimo e a utilização de água para limpeza dos módulos já não é necessária.

Sistemas automáticos de limpeza dos módulos sem o uso de água já são utilizados em grandes empreendimentos pelo mundo todo.

Dessa forma, durante toda a sua longa vida útil a tecnologia fotovoltaica é capaz de “pagar” por todas as emissões e energia utilizadas em sua fabricação, e ainda ficar com crédito!

Impactos no processo de desconexão

Devido a grande vida útil das placas, os impactos da energia solar gerados em sua etapa de desconexão ainda não foram sentidos em grande escala.

No entanto, com base no princípio dos três R (reduzir, reusar e reciclar) é possível antever diferentes soluções e manejos aos equipamentos da tecnologia.

Na última década, por exemplo, avanços em pesquisa e técnicas de produção já permitiram uma redução significativa na quantidade de silício utilizado na fabricação de um módulo.

Para os próximos 10 anos, essa tendência deverá se aplicar a quantidade de elementos raros e nocivos utilizados na fabricação das placas, aumentando seu potencial de reciclagem.

A reutilização de módulos de meia vida ou danificados é outra possível saída para a tecnologia.

Placas com pequenos defeitos podem ser vendidas a preços mais acessíveis para instituições de pesquisa, por exemplo.

A reciclagem seria a última opção para a tecnologia, com o reaproveitamento de seus materiais. 

Na Europa, onde os primeiros usos da tecnologia datam do início dos anos 90, centrais de reciclagem já começam a aparecer para atender esse mercado incipiente.

E seu potencial é bilionário, de acordo com o levantamento feito em 2016 pela Agência Internacional de Energias Renováveis (International Renewable Energy Agency, ou IRENA).

Serão mais de 78 milhões de toneladas de equipamentos fotovoltaicos acumulados mundialmente até 2050.

Com o avanço dos processos de reciclagem da tecnologia, esse mercado poderá movimentar cerca de U$385 milhões já em 2025.

As placas de silício monocristalino já contam com processos de reciclagem altamente eficazes e com o mínimo de impacto ambiental.

Sua composição é feita quase que inteiramente de materiais não nocivos, sendo 90% dele composto por vidro, polímero e alumínio, todos recicláveis.

Técnicas para a reciclagem do silício e prata também já estão sendo desenvolvidas.

Comparação dos impactos ambientais entre as fontes de energia

A energia solar é a fonte mais sustentável disponível ao homem e principal alternativa para minimizar os impactos ambientais.

Nossa matriz elétrica mundial ainda se encontra muito dependente de combustíveis fósseis, altamente poluentes. 

Mesmo no Brasil, que possui uma das matrizes elétricas mais limpas do mundo, as fontes predominantes apresentam impactos muito mais graves que os da energia solar.

Mais de 60% da geração é oriunda das grandes hidrelétricas e quase 9% da queima de Biomassa, muito mais prejudiciais que a tecnologia fotovoltaica.

energia solar impactos ambientais _ matriz elétrica do brasil

Conheça os impactos de cada uma dessas fontes abaixo:

Energia Fóssil

É a geração elétrica a partir da queima do petróleo, carvão e gás natural, que liberam grandes quantidades de CO2 e demais GEE.

Ou seja, são os principais vilões do aquecimento global e da poluição atmosférica. 

Além disso, termelétricas por fósseis utilizam grande quantidade de água em suas operações.

Na China, por exemplo, a grande quantidade de geração por carvão trouxe tanta poluição que seus habitantes precisam andar com máscaras para cobrir as vias respiratórias.

Energia hidráulica

A força das águas é o combustível da geração nas hidrelétricas, feito por grandes turbinas e geradores instalados em passagens d’água da barragem.

Esses empreendimentos, embora gerem energia limpa durante o seu processo operacional, causam impactos devastadores no local de sua construção.

Além do desvio do curso do rio, o alagamento da área do reservatório impacta diretamente a vasta diversidade da fauna e flora locais, incluindo até mesmo a remoção de comunidades ribeirinhas.

Um estudo publicado em 2016 mostrou ainda que a decomposição da matéria orgânica no fundo dos reservatórios geram emissões de gás metano e CO2, comparáveis aquelas emitidas por termelétricas. 

Energia nuclear

Usinas nucleares podem gerar grandes quantidades de energia, no entanto, seus impactos ambientais estão entre os mais preocupantes devido aos dejetos que produzem.

Esses resíduos radioativos são altamente contaminantes e ainda não existem métodos de descarte sem riscos. 

Acidentes também não estão descartados, sendo exemplos famosos os de Chernobyl em 1986 e o de Fukushima, em 2018.

O processo operacional de usinas nucleares também utiliza grandes quantidades de água.

Biomassa

Embora seja uma fonte de energia renovável, a Biomassa não pode ser considera uma fonte de energia limpa, pois envolve a queima de seu material para geração elétrica.

O consumo de água e energia no processo de manufatura da sua matéria-prima é outro impacto destacado e que se repete a cada novo ciclo, assim como as emissões envolvidas e desgaste do solo no plantio.

Energia Eólica

Assim como na tecnologia fotovoltaica, a geração elétrica pela tecnologia eólica é feita sem emissão de poluentes através dos vastos parques de aerogeradores.

Mas, do mesmo modo que qualquer outra, ela também possui a sua parcela de impactos ambientais.

Um deles está relacionado a fauna, referente a colisão de aves e morcegos nas pás das turbinas.

As grandes torres e turbinas também causam impacto na paisagem local, além da poluição sonora que gera à população local devido aos ruídos mecânicos e aerodinâmicos das turbinas.

Impactos da Energia Solar: Conclusões

Vemos então que a geração elétrica pela tecnologia fotovoltaica é uma solução viável para reduzir as emissões associadas ao setor elétrico mundial.

Atualmente, mais de 60% da geração mundial ainda decorre da queima de fontes fósseis, recursos finitos e que contribuem para o aquecimento global e seus preocupantes impactos.

Durante o longo período do seu processo operacional, a tecnologia zera qualquer impacto negativo advindo de sua manufatura, além de abrir grandes possibilidades no reaproveitamento do seu material.

Placas solares alimentam-se de luz do sol e podem ser aplicadas em praticamente qualquer lugar, possibilitando o reaproveitamento de áreas inutilizadas ou degradadas. 

No Brasil, que enfrenta crises na sua geração hídrica, ela se mostra como uma solução para os períodos de seca cada vez mais prolongados e severos.

Projetos de usinas flutuantes, por exemplo, já estão sendo implantados em reservatórios de hidrelétricas que se beneficiam da geração das placas.

Áreas contaminadas, como lixões e aterros sanitários, também abrem a oportunidade para se trazer mais sustentabilidade através da tecnologia.


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