Como é que o sector do aquecimento e arrefecimento com base no solar térmico pode ajudar a acelerar a descarbonização dos edifícios e da indústria, bem como contribuir para cidades mais sustentáveis?

Pode contribuir de inúmeras formas e já tem vindo a fazê-lo durante muitas décadas. Temos mais de dez milhões de instalações solares térmicas em edifícios residenciais por toda a Europa que são importantes para o processo de descarbonização porque 80 % do consumo de energia nestes edifícios é para aquecimento, aquecimento ambiente ou águas quentes sanitárias (AQS). [A parcela para] AQS, por si só, representa 14,5 % do consumo dos edifícios e é mais do que [a parcela para] o consumo de electricidade para electrodomésticos, por exemplo. Para conseguirmos descarbonizar os edifícios precisamos de diferentes opções [tecnológicas], precisamos de ter mais produção nos próprios edifícios e o solar térmico tem provas dadas. Continua a apresentar novas soluções no mercado, para o fazer de forma fiável e competitiva em termos de custos. O mesmo para a indústria. A aplicação solar térmica na indústria em maior escala é relativamente recente, mas tem um potencial enorme e há um número crescente de indústrias a usarem o solar térmico. Há quatro anos, o maior sistema para a indústria na Europa era na Grécia, com 2 MW de capacidade. Neste momento, estamos a construir sistemas de 20 MW na Croácia e de 30 MW em Espanha. Os sistemas estão a ficar cada vez maiores e a crescer em número. É um potencial subexplorado. Estamos a falar de muitos milhares de sítios industriais que podem adoptar o solar térmico para conseguirem uma fonte de energia sustentável, previsível e com custos estáveis.

Um potencial técnico ou de novas geografias?

Ambas as coisas. Na indústria, um dos desafios da aplicação do solar térmico é que cada sector tem necessidades específicas, o que quer dizer que cada um quer ver exemplos da aplicação do solar térmico no próprio sector [industrial]. A demonstração é feita quase sector a sector. Não é só uma questão do solar térmico; é uma questão mais geral [idêntica ao que acontece com outras tecnologias renováveis de aquecimento], mas afecta uma introdução mais rápida da tecnologia e a consciencialização sobre o seu potencial, mesmo que existam já casos de sucesso noutros sectores industriais. Há também, em termos geográficos, países que estão claramente a demorar mais tempo nesta transição, e Portugal é um deles. Em Portugal, há ainda muito pouco solar térmico em aplicações industriais, embora seja um dos países com melhores condições para isso. Em países mais a Norte da Europa, há uma maior desconfiança quanto a este potencial, mas, por exemplo, o país com a maior utilização do solar térmico para redes de aquecimento urbano é a Dinamarca. A maior central solar térmica na Europa, com 110 MW, está na Dinamarca. Portanto, existe um potencial enorme, mas para acelerar a introdução destas soluções na indústria é preciso lidar com o desconhecimento, a desconfiança e a falta de exemplos de aplicações específicas. Depois há outras questões. O solar térmico é uma solução muito interessante para pequenas e médias empresas (PME), mas muitas PME têm, internamente, capacidade técnica limitada para lidarem com novas soluções energéticas. Normalmente, têm contratos de fornecimento de electricidade ou de gás e ainda não introduziram outras soluções de geração de energia. Muitas vezes, necessitam de algum apoio, não só financeiro, mas também técnico e logístico, para poderem considerar outras opções para as suas fábricas.

O solar térmico remete-nos para AQS e aquecimento ambiente. Com apoio de outra tecnologia, também é possível utilizá-lo para arrefecimento?

Também é possível usando chillers, que usam energia térmica, neste caso, calor, para gerar frio. Essas soluções existem, mas as empresas europeias com bastante conhecimento na área têm trabalhado mais para o Médio Oriente. Na Europa estas opções têm sido menos promovidas. É um tipo de solução que se aplica a edifícios maiores, comerciais ou de serviços, como hospitais ou
hotéis. Para grandes instalações já é competitiva e, com o tempo, começa também a sê-lo em edifícios mais pequenos.

O mercado do solar térmico tem vindo a crescer. Que balanço faz desta realidade?

Sim, desde 2018, excepto em 2020 com a pandemia, que o mercado tem crescido. No ano passado, cresceu 12 % e houve países como Itália a crescerem 40 %. Isto também tem a ver com uma maior consciencialização sobre a importância do aquecimento. Durante muitos anos, o foco das políticas energéticas foi a electrificação, as renováveis eléctricas. Com novas directivas comunitárias que estabeleceram objectivos em relação às renováveis de aquecimento, vários países começaram a prestar muito mais atenção ao aquecimento. Havia uma lacuna enorme porque as políticas energéticas normalmente lidam com questões geridas a nível nacional, como electricidade ou gás, e as questões do aquecimento são, sobretudo, locais, o que afectava o conhecimento e os dados disponíveis. Isso está a mudar, mais devagar do que aquilo que gostaríamos, mas vemos mais países a darem atenção às questões do aquecimento e das renováveis de aquecimento, e isso reflecte-se no solar térmico. Alguns países estão a apostar mais em soluções de redes de aquecimento urbano, outros em aplicações industriais, outros em edifícios, mas o conjunto dessas diferentes situações tem levado a um maior desenvolvimento geral do mercado do solar térmico a nível europeu.

Têm aparecido empresas novas no mercado?

Sim. Há empresas que aparecem no mercado com novas soluções tecnológicas, novos tipos de colectores e de painéis, seja de concentração, sejam até planos, mas com vácuo como forma de isolamento, numa perspectiva de torná-los mais competitivos. Os tubos de vácuo são a tecnologia mais usada a nível mundial; é a que a China mais usa. Na Europa, usamos muito os colectores planos e também temos bastantes de vácuo. Os colectores planos de vácuo é que são menos comuns e, embora não seja um conceito novo, há soluções relativamente novas, e que têm estado a crescer, para chegarem a temperaturas mais altas, o que faz a diferença em grandes instalações, em aplicações industriais e em redes de aquecimento urbano. A Alemanha está com um número recorde de novas instalações de solar térmico para aquecimento urbano – vinte e tal a serem construídas. Os Países Baixos estão agora a construir uma de 30 MW com colectores planos de vácuo. Na Grécia, algumas empresas têm mostrado casos de fábricas inovadoras, mas grande parte da inovação na aplicação industrial ou em larga escala do solar térmico tem acontecido no Norte da Europa, curiosamente, através de empresas na Dinamarca, Suécia, Finlândia, Inglaterra. Mas tem havido novas soluções tecnológicas, como os painéis solares híbridos ou PVTs, que são fotovoltaicos e térmicos e que, se forem cobertos, podem chegar a ter uma eficiência de 90 %, e, nesse caso, as empresas mais inovadoras estão em França, Espanha e Países Baixos. Depois, há empresas que surgem a especializarem- se mais no desenvolvimento de projectos, na parte de financiamento ou no desenho técnico de configurações. Há ainda um número maior de start-ups no sector e de empresas a inovarem bastante. É uma dinâmica interessante e é relativamente recente – quatro, cinco anos. É importante notar também que, no mercado do solar térmico, mais de 90 % do que é vendido na Europa é produzido na Europa. Tanto temos fabricantes em Portugal, como temos fabricantes na Finlândia, no Chipre, na Suécia. E estes não estão dependentes do fornecimento de materiais críticos na medida em que o fornecimento de componentes e materiais é, na maior parte, baseado na Europa e que, quando não é, há bastantes opções. Além disso, a indústria do solar térmico na Europa é exportadora. Países como a Grécia e a Áustria estão entre os maiores produtores europeus de solar térmico e são exportadores.

Uma vez comentou que a Europa não está a enfrentar uma crise de gás, mas uma crise de calor. O que quer dizer com isto?

O aquecimento representa 50 % do consumo de energia a nível europeu. Portanto, quando falamos de gás e fornecimento de gás, a questão coloca-se, sobretudo, em relação ao Inverno porque é quando temos maior necessidade de aquecimento. Na Europa, 80 % do consumo nas habitações está ligado ao aquecimento ambiente e ao de AQS. O que é dramático não é o aspecto da produção eléctrica; é o aquecer as casas e manter o fornecimento à indústria, cujas necessidades de aquecimento também são relevantes. Apesar de haver uma tendência para a electrificação, estamos muito longe de ter capacidade para cobrir as necessidades brutais que temos de aquecimento com recurso à rede eléctrica. Basta comparar as exigências de aquecimento e as de consumo de electricidade para ver a discrepância. Estamos a falar de algo muito mais dramático, muito mais exigente e com um grande impacto no conforto, no bem-estar, na saúde dos cidadãos, e ainda na competitividade das indústrias.

Nessa via da electrificação, o fotovoltaico é uma forte aposta e está muito presente, por exemplo, em comunidades de energia renovável (CER). Como equacionar osolar térmico nestas iniciativas?

O modelo de negócio das CER facilita a aposta na produção de electricidade através do fotovoltaico ou das eólicas. Há contratos de fornecimento, há previsibilidade em relação à produção expectável durante os vários anos [de contrato] e ao potencial rendimento das soluções. Os investimentos, normalmente, estão muito focados nessas soluções, mas já vemos algumas CER, num processo ainda embrionário, a olharem para opções em termos de calor. Recentemente, estive na inauguração de uma central solar térmica para uma indústria química, na Bélgica, em que 20 % do investimento era feito por uma CER belga, mas, nesse caso, o modelo de negócio era mais parecido com o habitual, em que há um contrato de fornecimento de energia e uma maior clareza na percepção do risco do investimento e dos potenciais ganhos. Quando falamos em habitações, por exemplo, há mais dificuldade pelo número muito maior de sistemas, que resulta em mais trabalho contratual. É uma questão de facilitar ou criar novas soluções para contratos de fornecimento de calor – para as indústrias, o que já se faz, e também a nível residencial, em grandes edifícios, etc. Quando isso estiver mais desenvolvido, tenho a certeza de que teremos muitas mais CER a adoptarem ou a investirem em soluções de aquecimento renovável.

Como funcionaria o solar térmico nessas CER? Haveria partilha de excedente, como pode acontecer com o fotovoltaico?

Quando estamos a falar de edifícios que têm uma área disponível para instalação de renováveis limitada, normalmente telhados, a questão essencial é a do armazenamento. Lá está, na Europa, o consumo eléctrico para electrodomésticos [e iluminação] é, em média, 15 % do consumo de um edifício e as necessidades de calor, sendo uma parte tão grande do consumo, muitas vezes não estão a ser supridas completamente por causa das limitações em termos de área. Num edifício com dez andares, produzir AQS para todos já é, por si só, um desafio, pelo que os edifícios, para produzirem a própria energia, terão que fazer uma gestão das variações entre produção e consumo. Portanto, o armazenamento é uma questão importante para os edifícios, e para a indústria também, mas quando falamos nele falamos muito em baterias e esquece-se o armazenamento térmico. Todos os sistemas solares térmicos têm armazenamento incluído. Em Portugal, um sistema típico tem 22 kWh de capacidade de armazenamento. Quanto é que isso ia custar se estivéssemos a falar de baterias, que até são mais sensíveis do ponto de vista ambiental? Para armazenar o mesmo, seriam largos milhares de euros. Injectar electricidade na rede faz sentido porque, hoje, as baterias são muito caras. Mas e se armazenarmos a energia na forma de calor? O armazenamento térmico é muito mais barato, muito mais disseminado e subaproveitado. Temos mais de dez milhões de sistemas solares térmicos na Europa, cada um com armazenamento integrado. O que acontece é que o armazenamento térmico ainda não é considerado como uma solução integral de cada edifício. Quando os edifícios forem capazes de ter esse armazenamento, soluções para armazenar a curto prazo, de um dia para o outro, e também a mais longo prazo, entre estações do ano, então terão muito mais flexibilidade e capacidade de suprir as próprias necessidades.

As necessidades de autoconsumo?

Sim, porque o nosso maior consumo é de calor e faz mais sentido guardar a energia do que vendê-la à rede se o custo de armazenamento compensar o diferencial de preço entre o valor a que vendemos e aquele a que vamos comprar mais tarde. E o custo do armazenamento térmico é 15 vezes mais barato do que o armazenamento em baterias. Obviamente que se estivermos a falar de uma duração de meses o preço será mais caro, até porque para o armazenamento sazonal temos de calcular o número de ciclos de carga e descarga e amortizar o custo do equipamento por esse número. Ainda assim, temosarmazenamento térmico sazonal a ser usado em redes de aquecimento urbano, na Dinamarca, por exemplo.

Nos planos europeus, também se tem apostado muito nas bombas de calor. Como é que o solar térmico se posiciona relativamente a esta tecnologia?

Primeiro, temos de considerar que há uma variedade enorme de bombas de calor. Às vezes, simplifica-se e parece tudo igual, muito simples, e é mais complexo do que isso. As bombas de calor são uma tecnologia de eficiência energética e são renováveis consoante a fonte energética. Há as que recolhem calor ambiente, mais comuns, ou calor residual, as geotérmicas, que são as mais eficientes, mas também existem bombas de calor para AQS. Estamos a falar de produtos relativamente diferentes, em que a fonte de calor é importante. O solar térmico pode ser uma fonte de calor para as bombas de calor. Podem funcionar em conjunto e há vários exemplos no mercado, embora não sejam a solução mais comum. Há soluções no mercado que combinam até os PVTs com as bombas de calor. É uma solução bastante promissora, que não tem muitos exemplos, mas existe. A bomba de calor, basicamente, é uma tecnologia que multiplica uma fonte térmica original. É excelente, mas é preciso conhecer as diferenças e não colocar tudo no mesmo saco. Todas as opções – bombas de calor, fotovoltaico, solar térmico, biomassa – são necessárias. A nossa visão é de que a autoprodução e o autoconsumo nos edifícios passam por uma solução multi-tecnologia. Os consumidores estarão mais bem servidos quantas mais opções tiverem, porque vão ter mais garantias de que têm soluções que se adaptam ao seu caso, de que vai haver competição no mercado para haver produtos de melhor qualidade, a melhorpreço, com prazos de entrega razoáveis. E competição não é apenas entre o mesmo equipamento, mas entre soluções renováveis diferentes. Choca-me ver em opções políticas uma aposta numa única solução, porque acho que isso não serve os consumidores. Além disso, quando falamos de electrificação, ao mesmo tempo, temos que garantir a eficiência e que temos condições para uma maior electrificação, de forma sustentável, para não sobrecarregar a rede. Não temos capacidade suficiente para todas as casas terem bombas de calor e carros eléctricos, nem temos capacidade de investimento, e o tempo que isso demoraria e o que isso significaria para as casas leva-nos à questão de ser necessário ter edifícios mais auto-suficientes. A electrificação será mais sustentável se também houver uma gestão com soluções independentes ou off-grid, como o solar térmico com armazenamento. Estas soluções, muitas vezes esquecidas, são importantes e fazem parte da mesma discussão.

O solar térmico está bem enquadrado na Directiva europeia para o Desempenho Energético dos Edifícios?

A directiva é clara, porque se baseia também na directiva das renováveis, que, quando fala em energia solar, põe entre parêntesis solar térmico e solar fotovoltaico. Portanto, os documentos europeus, quando falam em solar, estão a falar das duas tecnologias. Agora, como o fotovoltaico tem muito mais projecção, muitas vezes, há quem interprete só como fotovoltaico. Temos discutido isso com a Comissão Europeia para se referirem mais vezes as duas tecnologias e para se tentar ter linguagem mais clara, até para evitar problemas de tradução porque “painel solar” poderá não ser traduzido para português nas duas formas pois dizemos mais colector quando nos referimos ao solar térmico. Temos tido problemas até com o IVA nalguns países porque a tradução cria essa confusão. Isso também acontece, por exemplo, na iniciativa europeia para a produção de energia solar nas coberturas dos edifícios [inserida no REPowerEU], que vai trazer essa obrigação nos próximos tempos. Este mandato é, muitas vezes, mal entendido como sendo um mandato para o fotovoltaico. Não é; é para o solar, fotovoltaico e térmico. Depois, há outras questões na directiva. No cálculo das poupanças de energia, quando se considera o fotovoltaico, substitui-se o consumo eléctrico e aplica-se um bónus que tem a ver com o factor de energia primária [devido à perda de energia por ineficiências]. As renováveis de aquecimento não têm esse bónus porque se considera que substituem gás. Mas, no fundo, estamos a falar de energia. Como é que uns ganham um bónus porque substituem electricidade e outros não porque substituem gás quando estamos a tentar substituir o gás com electricidade? Há algumas incongruências, algumas limitações nestas argumentações e alguns conceitos ambíguos ou amplos, porque os próprios Estados-Membros não querem directivas muito prescritivas. De certa forma, essa flexibilidade na implementação também é importante porque estamos a falar de realidades diferentes. Em Portugal, cada apartamento tem o seu esquentador ou a sua caldeira, e será muito difícil mudar. Isso faz muita confusão a alguém da Europa Central.

A Solar Heat Europe lançou um roteiro para a energia solar térmica na Europa. Que impacto tem tido?

A reacção ao roteiro foi muito interessante. No roteiro, identificámos algumas questões essenciais para serem trabalhadas, dando sugestões do lado da procura e do consumo de energia, algumas de nível europeu e muitas viradas para o nível nacional. Algumas vemos reflectidas no pacote Fit for 55. Mas não só. Tentámos, em termos de consciencialização, exemplificar algumas questões e isso teve uma repercussão muito interessante. Abordámos, por exemplo, a questão da densidade energética, explicando que, na mesma área de um edifício, o solar térmico produz três vezes mais do que um fotovoltaico, ou a de que, na Grécia, instalar um termossifão poupa mais emissões do que um carro eléctrico e custa 30 ou 40 vezes menos. Tentámos ainda comunicar de forma diferente para mostrar que o solar térmico é a tecnologia que oferece a energia a preços mais baixos, considerando os custos nivelados, ou, usando a ideia de COP [coeficiente de desempenho], que, se uma bomba de calor tem um COP de três, o solar térmico tem um de 60. Iremos trabalhar mais agora em sugestões para facilitar a fase de transposição das novas directivas europeias, das renováveis e da eficiência energética dos edifícios, que é essencial. Os países estarem a acordar para o aquecimento é muito importante e, sendo o aquecimento uma questão local, vai ser preciso haver comunicação entre políticas nacionais ou governo e municípios, que não têm competências de energia. A nível europeu, o trabalho que está a ser feito para tratar o aquecimento não é tão bom como deveria ser, mas a situação está a mudar. Queremos é que mude de forma mais rápida e com mais qualidade.
“Na mesma área de um edifício, o solar térmico produz três vezes mais do que um fotovoltaico.”

Este artigo foi originalmente publicado na edição nº 150 da Edifícios e Energia (Novembro/Dezembro 2023).

O conteúdo Pedro Dias: “O futuro da energia nos edifícios é multi-tecnológico” aparece primeiro em Edificios e Energia.

De acordo com o relatório Market Outlook 2022, o mercado europeu da energia solar térmica registou um crescimento de 12 % em 2022 em comparação com 2021, alcançando, assim, uma capacidade acumulada de 40,5 GWth em operação na Europa, distribuída por mais de dez milhões de instalações em edifícios.

Os resultados são positivos, mas ainda há muito potencial por explorar, diz Pedro Dias, Policy Director da Solar Heat Europe, à Edifícios e Energia. “Em termos geográficos, [há] países que estão claramente a demorar mais tempo nesta transição, e Portugal é um deles”, refere. 

No que diz respeito ao solar térmico para aplicações industriais, por exemplo, o responsável aponta para um caminho ainda pouco percorrido em Portugal, que é “um dos países com melhores condições para isso”. Um dos desafios da aplicação do solar térmico na indústria, não só em Portugal, tem que ver com o facto de cada vertente industrial ter necessidades específicas. “A demonstração [de exemplos de aplicação] é feita quase sector a sector. Não é só uma questão do solar térmico; é uma questão mais geral, mas afecta uma introdução mais rápida da tecnologia e também o haver uma maior consciencialização sobre o potencial da tecnologia. 

Mas há outros desafios que têm condicionado a disseminação do solar térmico. Segundo o Market Outlook 2022, “a maior parte das medidas políticas implementadas até à data na Europa têm incidido sobretudo sobre a agenda da electricidade”, contrastando com o facto de a maior fatia do consumo de energia nos edifícios estar relacionada com o aquecimento, ambiente ou de águas quentes.

No sector residencial, “80 % do consumo de energia nos edifícios na Europa é para aquecimento, ou para o aquecimento ambiente ou para águas quentes sanitárias (AQS). [A parcela para] AQS, por si só, representa 14,5 % do consumo dos edifícios e é mais do que o consumo de electricidade para electrodomésticos [e iluminação, 13,6 %], por exemplo”, destaca Pedro Dias.

A par de conseguir dar resposta a uma parte considerável das necessidades de energia nos edifícios, o solar térmico apresenta outros benefícios, diz o Policy Director. “Em edifícios, o solar térmico, na mesma área, produz três vezes mais energia do que o fotovoltaico”, e “todos os sistemas solares térmicos têm armazenamento”, sublinha, apontando também para o facto de ser uma solução made in Europe. “Mais de 90 % do que é vendido na Europa é produzido na Europa (…). Temos fabricantes em Portugal, como temos fabricantes na Finlândia, Chipre, Suécia.”

Perspectivando o futuro, a Solar Heat Europe assume como objectivo chegar a 2030 com 21 milhões de sistemas de solar térmico instalados em edifícios, com 140 GWth de capacidade operacional e com 750 GWh de capacidade de armazenamento, contribuindo ainda para a criação de 250 mil empregos e para a descarbonização, evitando 33,3 megatoneladas de dióxido de carbono por ano.

“Para conseguirmos descarbonizar os edifícios, precisamos de diferentes opções [tecnológicas], precisamos de ter mais produção nos próprios edifícios e o solar térmico tem provas dadas e tem novas soluções. Continua a apresentar novas soluções também no mercado, para o fazer de uma forma fiável e competitiva em termos de custos”, conclui Pedro Dias.

Recorde-se que em Junho deste ano foi também lançado o Solar Heat Worldwide 2023, um documento do Programa de Colaboração em Tecnologia de Aquecimento e Arrefecimento Solar da Agência Internacional de Energia (IEA SHC). Disponível para consulta gratuita no website do IEA SHC, o relatório aponta para um mercado solar térmico que tem já uma capacidade de 540 GWth a nível, fornecendo aquecimento a 115 milhões de clientes em todo o mundo.

Recorde-se também que, em Julho deste ano, o Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG) publicou o relatório Estimativa de potenciais técnicos de energia renovável em Portugal – eólico, solar fotovoltaico, solar concentrado, biomassa e oceanos, no qual aponta para um potencial técnico do solar térmico por explorar. De acordo com as contas do LNEG, é possível alcançar uma capacidade de 9,3 GWt para produzir, anualmente, 7,9 TWh com base nesta tecnologia.

Nova Directiva das Energias Renováveis: um impulso para o solar térmico

Na segunda-feira, o Conselho da União Europeia adoptou a revisão da Directiva das Energias Renováveis, que vai, assim, ser formalmente adoptada com metas mais ambiciosas quanto à adopção de energias renováveis. Para a Solar Heat Europe, que, em comunicado, congratula a decisão, esta poderá ser uma oportunidade para dar um impulso ao solar térmico.

“A Solar Heat Europe acolhe com aprazer este regulamento-chave para a transição energética da Europa, apelando à promoção e implementação activas do aquecimento e do arrefecimento com base no solar térmico, como uma tecnologia pronta a utilizar para facilitar a descarbonização de  um vasto número de edifícios, de sistemas urbanos de aquecimento e de indústrias”, refere a entidade, num comunicado.

Desde a meta global de atingir, em 2030, uma parcela de renováveis de 42,5 % no consumo de energia na Europa, até à meta obrigatória para o sector de aquecimento e arrefecimento e às metas indicativas para as renováveis e para o calor residual no aquecimento urbano e para as renováveis nos edifícios e na indústria, a nova directiva introduz novos alvos para os quais o aquecimento solar e aquecimento renovável “são de directa relevância”, comenta a Solar Heat Europe. 

A associação aponta ainda para a simplificação de processos de licenciamento, que leva, por exemplo, a que “o processo de aprovação de licença para a instalação de equipamento de energia solar com uma capacidade de 100 kW ou menos não deva exceder um mês, e [a que] a ausência de resposta pelas autoridades resulte na licença a ser considerada atribuída”.

Relevando a importância da nova directiva para a descarbonização da Europa, Guglielmo Cioni, presidente da Solar Heat Europe, sublinha, no entanto, “a importância de introduzir mais alvos vinculativos em futura legislação, especialmente na indústria e no aquecimento urbano”. Isto porque, explica o responsável em comunicado, a indústria do solar térmico, com fábricas por toda a Europa, está pronta “para acelerar a produção e instalação”.

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