Alimentando Europa co sol de África

Na carreira global para deter o cambio climático, abandonar o uso de combustibles fósiles como fonte de enerxía é a principal prioridade. A Unión Europea planea recortar a emisión de gases de efecto invernadoiro nun 40% en 2030 e entre un 80-95% en 2050. Na actualidade, Europa importa un 60% da súa enerxía en forma de combustibles fósiles. Se queremos cumprir cos obxectivos, temos que pensar en grandes plantas de xeración renovable fora das fronteiras de Europa. Estes últimos anos, foi crecendo a idea de usar os recursos naturais do deserto do Sáhara como fonte de enerxía. Entre os diferentes tipos de enerxías renovables, a enerxía solar é prometedora grazas ao seu gran potencial. Estímase que a enerxía solar que reciben as rexións desérticas de todo o mundo en seis horas é máis da que a humanidade consome nun ano. Noutras palabras, se cubrimos só un 1% do Deserto do Sáhara sería suficiente para abastecer a demanda mundial anual de enerxía (ver Figura 1). Con todo, o desenvolvemento de plantas solares en climas tan severos non é unha tarefa trivial. A falta de auga, as elevadas temperaturas, a situación remota e as interconexións son algúns dos retos aos que se enfrontan estes proxectos.

Na actualidade hai dúas tecnoloxías solares principais que poderían instalarse nun deserto: a enerxía termosolar de concentración e a solar fotovoltaica. A primeira usa espellos ou lentes para dirixir a enerxía do sol cara a un fluído de transferencia térmica (HTF), a segunda converte directamente a luz solar en electricidade a través de células solares.

A avaliación da implementación de grandes proxectos solares no Sáhara require dun bo coñecemento das condicións físicas do lugar. A maior limitación das plantas fotovoltaicas é a súa eficiencia a temperaturas ambiente altas (ver Figura 2). A medida que a temperatura aumenta, a potencia xerada do panel solar baixa gradualmente. Por tanto, o desempeño a altas temperaturas dos paneis fotovoltaicos pode facer que a xeración do sistema se reduza un 20%.

En condicións de clima severo, os sistemas de concentración móstranse máis eficientes que calquera outra forma de tecnoloxía solar. As altas temperaturas que se usan no HTF transportan a enerxía a turbinas que xeran electricidade. Na actualidade, desenvólvense catro tipos principais de tecnoloxías de concentración (Figura 3). Os reflectores lineais Fresnel (LFR) e os Colectores Cilíndricos Parabólicos (PTC) son tecnoloxías lineais nas que a luz solar é dirixida a unha serie de receptores orientados na dirección norte-sur. A torre solar (SPT) e o sistema de discos parabólicos (PDS) son tecnoloxías nas que a luz solar é dirixida a un punto onde se sitúa o receptor. Aínda que máis do 82% das actuais instalacións CSP baséanse en PTC, os últimos proxectos están máis orientados ao SPT. As torres solares mostran unha gran eficiencia en comparación con PTC, convertendo a calor en electricidade e conseguindo temperaturas elevadas. A tecnoloxía CSP está altamente implantada en España e Estados Unidos, que en 2017 tiñan máis do 80% da potencia instalada a nivel mundial. Con todo, estes últimos anos, países como Marrocos ou Arabia Saudita están a desenvolver proxectos solares a gran escala baseados nesta tecnoloxía. Mesmo en países cunha gran dependencia dos combustibles fósiles, hai unha tendencia para cambiar a enerxías renovables.

A idea de usar o deserto do Sáhara para proporcionar electricidade a Europa non é nova. Esta última década, houbo varios intentos para construír grandes plantas solares alí. Un dos primeiros proxectos foi DESERTEC, unha fundación creada en 2009 coa idea inicial de crear unha superrede entre a Unión Europea e os países da rexión MENA (Oriente Medio e Norte de África). A pesar do apoio inicial dos países e das organizacións, a complexidade do proxecto e o gran custo non o fixo posible polo que dende o 2013 non se levaron a cabo accións. Con todo, en 2017, Tunur, unha pequena empresa sita en Reino Unido, comezou as tramitacións para construír unha planta solar CSP de 2.250 MW en Túnez. A enerxía levaría a Italia a través dunha liña de transmisión de 2000 MW HVDC a través de Túnez, cruzando o mar Mediterráneo. O proxecto está na actualidade en fase inicial pero, se tivese éxito, podería ser o inicio de novos proxectos que conectarían a Unión Europea e os países da rexión MENA.

Para garantir a subministración e mellorar a estabilidade do sistema, hai que aumentar a capacidade de transmisión entre Europa e o norte de África. Na actualidade, só hai unha única conexión eléctrica entre estas dúas rexións e son dous cables eléctricos submarinos de 800 MW de potencia máxima. Para permitir a integración a gran escala de enerxía renovable na futura superrede europea, deberíase reforzar con varias liñas que excedan fronteiras para diminuír a conxestión actual do sistema eléctrico. Ademais, a construción de conexións HVDC baixo o mar Mediterráneo permitiría unha maior penetración de renovables e axudaría á estabilización do sistema. O maior reto é aínda a crecente fenda entre as dinámicas do desenvolvemento renovable e o reforzo da infraestrutura de transmisión. O tempo que se necesita para construír unha liña de transmisión pode ser o dobre do que se tarda en construír unha planta solar.

Se Europa ten como obxectivo ter éxito na transición cara a sistemas de enerxía sostibles, baixos en carbono e fiables, hai que pensar na futura rede de transmisión e explorar o potencial que existe fóra das súas fronteiras. África do norte pode ofrecer grandes beneficios para facilitar e apoiar unha transición exitosa cara a estes sistemas enerxéticos. A interconexión entre as dúas rexións podería axudar a crear unha superrede europea cunha alta penetración renovable usando tecnoloxías como CSP que garantirían a subministración.

Referencias

https://helioscsp.com/the-future-of-desertec

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1364032115009855

https://www.tunur.tn/english/project/overview

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211467X19300069

https://www.ree.es/sites/default/files/electricity_interconnections_eng_2.pdf

https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6742683