Produção de energia verde durante o dia e a noite, sem baterias, baseada no armazenamento em sais fundidos.

Energia para o futuro: por que instalações como a torre solar de Dunhuang, na China, são importantes para o setor energético e para o planeta.

No vasto deserto de Gobi, próximo a Dunhuang, na província de Gansu, no noroeste da China, encontra-se um exemplo impressionante do que a energia renovável moderna pode realizar: uma usina heliotérmica de concentração solar em torre, com sais fundidos e capacidade de 100 MW. Cercada por aproximadamente 12 mil grandes espelhos controlados por computador — chamados heliostatos —, essa instalação consegue fazer algo que os painéis solares convencionais não fazem: gerar eletricidade limpa não apenas durante o dia, mas também por várias horas durante a noite.

O sistema funciona concentrando a luz solar em um receptor central situado no alto de uma torre com aproximadamente 260 metros de altura. O calor intenso eleva a temperatura dos sais fundidos para mais de 560°C. Esses sais aquecidos são armazenados em tanques termicamente isolados e posteriormente utilizados para produzir vapor, que movimenta turbinas.

Com capacidade de armazenamento térmico suficiente para sustentar muitas horas de geração depois do pôr do sol — geralmente citadas como cerca de 11 horas nas condições previstas em projeto —, a usina pode fornecer eletricidade de maneira estável e despachável durante o dia e a noite. Ela ocupa vários quilômetros quadrados, produz aproximadamente 390 GWh de eletricidade por ano — quantidade comparável ao consumo de cerca de 100 mil residências — e está em operação comercial desde o final de 2018.

Produção confiável de energia em um mundo de fontes variáveis.

A energia solar fotovoltaica tradicional é intermitente: sua produção cai a zero quando o sol se põe e diminui quando nuvens encobrem o céu. O armazenamento em baterias pode ajudar, mas o armazenamento térmico em grande escala por meio de sais fundidos oferece uma alternativa comprovada e de longa duração, compatível com a tecnologia já estabelecida das turbinas a vapor.

Instalações como a de Dunhuang transformam a energia solar em um recurso com maior capacidade de fornecer energia de base. Essa confiabilidade é fundamental à medida que cresce a demanda de eletricidade para residências, indústrias, veículos elétricos, centros de processamento de dados e eletrificação dos sistemas de aquecimento e transporte.

Ao fornecer eletricidade previsível durante o dia e a noite, essas usinas reduzem a necessidade de geração de reserva baseada em combustíveis fósseis e ajudam a estabilizar redes elétricas que incorporam proporções cada vez maiores de fontes renováveis variáveis.

Essa tecnologia também demonstra uma inovação que pode ser ampliada. Projetos semelhantes de concentração solar com sais fundidos estão avançando em outras regiões, mostrando que áreas ensolaradas e áridas podem abrigar grandes usinas renováveis de elevada capacidade, complementando parques eólicos e fotovoltaicos.

Em uma época de necessidades energéticas crescentes e de busca por segurança energética, a geração limpa e despachável não é opcional: ela é essencial.

Benefícios evidentes para a saúde ambiental.

Cada megawatt-hora gerado por essa usina substitui eletricidade proveniente de combustíveis fósseis e as emissões associadas a ela. A produção anual projetada de aproximadamente 390 GWh corresponderia a evitar cerca de 350 mil toneladas de dióxido de carbono por ano — efeito comparável à retirada de dezenas de milhares de automóveis das estradas.

Além do CO₂, a usina reduz outros poluentes atmosféricos associados às centrais movidas a carvão e gás, contribuindo para melhorar a qualidade do ar, a saúde pública e as condições ambientais em escalas local e regional.

Como a energia é armazenada na forma de calor nos sais, em vez de depender da queima contínua de combustível, a usina opera com emissões diretas próximas de zero depois de construída. Sua localização em área desértica reduz a competição por terras agrícolas ou áreas com ecossistemas densos, enquanto o circuito fechado dos sais fundidos limita o consumo de água em comparação com algumas centrais térmicas convencionais.

Ao longo de sua vida útil, a instalação contribui para reduzir o acúmulo de gases de efeito estufa na atmosfera, ajudando a mitigar riscos climáticos como eventos meteorológicos extremos, aumento das temperaturas e pressões sobre os ecossistemas.

Um caminho prático para o futuro.

A usina de Dunhuang é mais do que uma vitrine tecnológica. Ela demonstra que já dispomos de soluções funcionais para produzir grandes quantidades de eletricidade limpa e confiável enquanto reduzimos os impactos ambientais.

A expansão de instalações semelhantes — combinada com melhorias na eficiência energética, outras fontes renováveis e redes elétricas inteligentes — pode acelerar o afastamento das fontes com elevadas emissões. O resultado será a construção de sistemas energéticos capazes de sustentar a atividade econômica e o bem-estar humano sem os danos cumulativos causados pela poluição dos combustíveis fósseis e pelas emissões de carbono.

Em resumo, usinas como essa são importantes porque demonstram que a energia renovável pode ser simultaneamente abundante e confiável. Elas fornecem eletricidade quando as pessoas precisam e, ao mesmo tempo, reduzem os impactos ambientais da geração energética.

Expandir e aperfeiçoar essas tecnologias constitui uma das medidas mais concretas disponíveis para alcançar um ar mais limpo, um clima mais estável e um abastecimento energético seguro nas próximas décadas.

Avaliação geral

O texto é tecnicamente bem fundamentado, mas excessivamente promocional. A usina de Dunhuang é real, relevante e demonstra que a energia solar térmica pode ser armazenada e despachada depois do pôr do sol. Entretanto, o texto mistura:

• capacidade nominal com geração efetiva;
• geração noturna com fornecimento garantido 24 horas;
• emissões operacionais com emissões de ciclo de vida;
• armazenamento térmico com inexistência de qualquer limitação de armazenamento;
• estimativas promocionais de CO₂ evitado com valores diretamente medidos.

Minha avaliação seria: essencialmente verdadeiro, mas com várias ressalvas importantes e algumas afirmações enganosas.

Checagem dos principais dados

Afirmação	Avaliação	Correção ou ressalva
Usina solar de torre com 100 MW	Correta	Trata-se da Shouhang Dunhuang Phase II, uma instalação CSP de 100 MW elétricos.
Cerca de 12.000 heliostatos	Correta	A base técnica registra 12.121 heliostatos, cada um com aproximadamente 116 m².
Torre com cerca de 260 metros	Correta	A altura informada é 263 metros.
Sal aquecido acima de 560°C	Correta	A temperatura nominal passa de cerca de 290°C na entrada para 565°C na saída do receptor.
Armazenamento por 11 horas	Correta	São 11 horas equivalentes de operação nominal, segundo o projeto.
Geração durante a noite	Correta	O calor armazenado pode produzir vapor e eletricidade depois do pôr do sol.
Energia “dia e noite”	Parcialmente correta	Isso é possível em condições favoráveis, mas não significa geração contínua garantida todos os dias do ano.
390 GWh anuais	Valor de projeto/promocional	Algumas fontes divulgam 390 GWh; a base SolarPACES/NLR registra uma expectativa original ainda maior, de 483 GWh/ano. A produção real esteve abaixo desses valores em diversos anos.
Operação comercial desde 2018	Quase correta	Foi conectada à rede em dezembro de 2018, mas só alcançou operação em plena carga em junho de 2019.
Área de vários km²	Correta	A área total declarada é aproximadamente 8 km², com 1,4 milhão de m² de superfície refletora.
Abastece 100.000 residências	Plausível, mas ilustrativo	Depende muito do consumo residencial adotado e não significa que determinadas casas sejam alimentadas diretamente pela usina.
Evita 350 mil toneladas de CO₂ por ano	Estimativa condicionada	Esse número pressupõe geração próxima de 390 GWh e substituição de eletricidade muito intensiva em carvão. Não é uma quantidade fixa nem diretamente medida.
Sistema de sal em circuito fechado reduz o consumo de água	Formulação incorreta	O circuito fechado reduz a reposição de sal, mas o consumo de água depende principalmente da refrigeração do ciclo de vapor e da lavagem dos espelhos. Dunhuang usa refrigeração seca, e é isso que reduz substancialmente o consumo de água.

Os parâmetros técnicos principais podem ser conferidos na base internacional SolarPACES/NLR. O histórico de construção e operação também é descrito no artigo técnico dos responsáveis pela instalação.

O que significa realmente “11 horas de armazenamento”

O título “energia verde dia e noite, sem baterias” contém uma verdade, mas pode induzir a uma conclusão exagerada.

A usina não usa grandes baterias eletroquímicas para guardar a energia principal. Ela armazena calor sensível em dois tanques:

1. O sal relativamente “frio”, a aproximadamente 290°C, é bombeado até o receptor.
2. A radiação solar concentrada o aquece até aproximadamente 565°C.
3. O sal quente é conduzido ao tanque de armazenamento.
4. Quando se deseja gerar eletricidade, seu calor produz vapor.
5. O vapor aciona uma turbina convencional.
6. O sal resfriado retorna ao primeiro tanque.

As 11 horas significam, aproximadamente, que o estoque térmico completamente carregado pode sustentar a turbina em sua potência nominal por esse período. Isso não quer dizer que a usina produza 100 MW durante as horas solares e depois mais 100 MW por 11 horas sem limitações. Parte da radiação captada durante o dia precisa ser destinada ao carregamento do armazenamento.

Também existem:

• perdas ópticas nos espelhos;
• perdas térmicas no receptor, tubulações e tanques;
• perdas no ciclo vapor–turbina;
• consumo interno de bombas, rastreamento, controle e aquecimento;
• períodos de manutenção;
• redução de produção por nuvens, poeira e baixa insolação;
• necessidade de impedir que o sal esfrie e solidifique.

Portanto, a melhor formulação seria:

“A usina pode deslocar parte significativa da geração solar para a noite e, em condições adequadas, manter geração contínua por longos períodos sem depender de grandes baterias eletroquímicas.”

O problema dos 390 GWh

Uma usina de 100 MW que gerasse 390 GWh por ano teria fator de capacidade de:

100 MW×8.760 h390.000 MWh​≈44,5%

Esse é um resultado tecnicamente possível para uma CSP com armazenamento, mas não deve ser apresentado automaticamente como produção real.

Há uma inconsistência importante entre fontes:

• materiais promocionais citam aproximadamente 390 GWh/ano;
• a base SolarPACES/NLR registra 483 GWh/ano como geração esperada;
• dados operacionais divulgados pela indústria indicam cerca de 200 GWh em 2021 e aproximadamente 235 GWh em um ano posterior, mostrando que a curva de aprendizagem e os problemas operacionais foram relevantes.

Assim, o texto deveria dizer “produção anual projetada”, não simplesmente “produz 390 GWh”. Esse cuidado é especialmente importante porque projetos CSP pioneiros frequentemente levam anos para atingir desempenho estável.

É realmente energia de base?

“Baseload-capable” não é a melhor expressão. A usina é mais corretamente classificada como despachável dentro dos limites do estoque térmico e da insolação acumulada.

Ela pode:

• gerar no início da noite, quando a demanda costuma permanecer elevada;
• reduzir rampas bruscas causadas pelo pôr do sol;
• deslocar energia entre diferentes horas;
• contribuir com inércia rotacional e outros serviços associados à turbina;
• complementar energia fotovoltaica e eólica.

Mas não equivale a uma fonte permanentemente firme como uma hidrelétrica com reservatório amplo, uma usina nuclear ou uma termelétrica com combustível disponível. Depois de vários dias com insolação direta insuficiente, o armazenamento se esgota.

Além disso, CSP precisa principalmente de radiação solar direta. Luz difusa em dias nublados, que ainda pode gerar alguma eletricidade em painéis fotovoltaicos, não pode ser concentrada eficientemente pelos heliostatos.

Emissões evitadas: número possível, mas não universal

A estimativa de 350 mil toneladas dividida por 390 GWh corresponde a aproximadamente:

897 kg de CO₂ por MWh

Esse valor é compatível com a substituição de geração a carvão relativamente intensiva em carbono. Porém, a emissão efetivamente evitada depende da fonte marginal da rede:

• se deslocar carvão, a redução pode ser elevada;
• se deslocar gás natural, será menor;
• se a rede já estiver recebendo grande volume de renováveis ou houver restrições de transmissão, será ainda menor;
• se houver redução forçada de outra fonte renovável, o benefício marginal pode ser pequeno.

Por isso, “cada MWh desloca geração fóssil” é categórico demais. O correto seria: “cada MWh pode deslocar geração fóssil, dependendo da operação da rede.”

Também não existem emissões absolutamente nulas. Construção da torre, concreto, aço, fabricação dos espelhos, sais, turbina, manutenção e substituição de equipamentos produzem emissões. Estudos do ciclo de vida colocam CSP em uma faixa baixa, comparável a outras fontes de baixo carbono, mas não em zero. Estimativas do Departamento de Energia dos EUA situaram sistemas CSP em aproximadamente 24–28 g CO₂ equivalente/kWh, muito abaixo do carvão, mas acima de “zero” (DOE SunShot Vision Study).

Também seria mais correto dizer que a usina evita novas emissões, e não que necessariamente “reduz as concentrações atmosféricas” de gases de efeito estufa. Reduzir a concentração já existente exigiria emissões líquidas negativas.

Água e impactos ambientais

O texto acerta ao sugerir que Dunhuang consome menos água do que muitas usinas térmicas convencionais, mas erra ao atribuir isso ao circuito fechado do sal.

A usina utiliza refrigeração seca, confirmada na ficha técnica do projeto. Isso reduz drasticamente a água usada para condensar o vapor. Estudos estimam que refrigeração seca possa reduzir o consumo hídrico de CSP em aproximadamente 71–78% frente à refrigeração úmida.

Ainda assim, água continua sendo necessária para:

• limpeza de mais de 12 mil espelhos;
• produção e reposição de água do ciclo vapor;
• serviços e manutenção;
• controle de poeira em determinadas operações.

A refrigeração seca também tem um preço: custa mais e pode reduzir a eficiência da turbina em dias muito quentes.

O deserto, por sua vez, não deve ser tratado como espaço ambientalmente vazio. Uma instalação de aproximadamente 8 km² pode causar:

• fragmentação de habitats áridos;
• alteração do solo e da drenagem;
• impacto sobre aves e insetos próximos ao receptor;
• glare ou ofuscamento;
• necessidade de estradas e linhas de transmissão;
• consumo de materiais e perturbação durante a construção.

Provavelmente esses impactos são muito menores do que os danos climáticos e atmosféricos causados pelo carvão, mas precisam entrar na comparação.

Limitação econômica omitida

A maior ausência do texto é o custo. CSP com armazenamento é valiosa, mas normalmente custa mais que energia fotovoltaica ou eólica sem armazenamento. A base SolarPACES registra para Dunhuang:

• investimento aproximado de US$ 458 milhões em valores de 2020;
• custo específico próximo de US$ 4.582/kW;
• tarifa remunerada originalmente equivalente a cerca de US$ 0,17/kWh;
• apoio pelo programa chinês de demonstração.

A Agência Internacional de Energia reconhece o valor sistêmico da CSP, mas observa que custos elevados, risco tecnológico, financiamento e complexidade de construção limitaram sua expansão. A comparação justa, porém, não deve ser apenas “CSP versus painel fotovoltaico”. Deve ser:

CSP com 8–15 horas de armazenamento versus fotovoltaica mais bateria, reforço da rede, geração de reserva e serviços de estabilidade.

Para armazenamento curto, a combinação fotovoltaica–bateria frequentemente é mais econômica. Para armazenamento noturno prolongado, CSP pode continuar competitiva em regiões com insolação direta excepcional. A própria IEA destaca tanto seu custo maior quanto seu valor como fonte despachável.

Conclusão crítica

A usina de Dunhuang é uma conquista importante, mas não prova que a solar térmica seja uma solução universal nem que possa fornecer eletricidade ininterrupta sem restrições. O que ela demonstra é algo mais preciso e ainda muito valioso:

Em regiões com forte radiação solar direta, uma usina CSP pode armazenar grandes quantidades de energia como calor a custo potencialmente competitivo para longas durações, transferir geração do dia para a noite e complementar energia fotovoltaica, eólica, hidrelétrica, nuclear e outras fontes firmes.

Portanto, a mensagem central do texto deve ser preservada, mas “energia abundante e confiável 24 horas” deveria ser substituída por “energia solar parcialmente despachável, com armazenamento térmico de longa duração”. Essa formulação é menos espetacular, porém cientificamente mais defensável.