Solar após 2025: Custos, Armazenamento & Impactos na Rede

Visualizando a Era Solar

Solar energy has been the most significant trend in renewable and low-carbon energy in the past decade. Thanks to a collapse in the price of solar panels, it is quickly becoming the cheapest energy source, especially in countries with favorable weather conditions and high levels of solar radiation.

Assim, uma nova “Era Solar – Um Futuro Brilhante para a Humanidade” já foi discutida em nosso artigo correspondente em 2024.

Um novo estudo de pesquisadores da University of Surrey (Reino Unido), Ehsan Rezaee e S. Ravi P. Silva, mostra o quanto de progresso foi alcançado e discute como o armazenamento de energia será uma parte igualmente importante da discussão sobre energia solar no futuro.

Eles publicaram suas descobertas na revista científica Energy & Environmental Materials, sob o título “Energia Solar em 2025: Implantação Global, Tendências de Custos e o Papel do Armazenamento de Energia na Capacitação de uma Infraestrutura Energética Inteligente e Resiliente”.

História de Sucesso Solar

Queda do Custo Nivelado de Eletricidade (LCOE)

A indústria de energia renovável costuma usar o LCOE, definido como o custo médio líquido presente para gerar uma unidade de eletricidade ao longo da vida útil de uma usina. Essa métrica considera não apenas os custos operacionais, mas também a durabilidade de um sistema e seus custos de capital, proporcionando uma visão mais precisa dos custos totais.

O LCOE para projetos de energia solar fotovoltaica em escala utilitária caiu mais de 80% entre 2010 e 2023, chegando a tão baixo quanto US$0,03 por quilowatt-hora em regiões com alta incidência solar, e entre US$0,05‑0,08 por kWh em média em outras áreas.

O custo total instalado dos sistemas solares fotovoltaicos diminuiu de US$5.310/kW em 2010 para cerca de US$620/kW em 2025, refletindo uma redução de quase 90%.

Essa queda nos custos foi resultado da conjunção de vários fatores:

• O progresso tecnológico está tornando os novos painéis solares mais eficientes, mais baratos e mais duráveis.
• O aumento do volume de produção permite escalonamento, e o custo por unidade está diminuindo, especialmente para painéis solares chineses.
• Mudanças nas políticas que favorecem projetos de energia de baixo carbono, como mecanismos de aquisição competitiva, aumentando a transparência do mercado e impulsionando a eficiência entre os desenvolvedores.

Como resultado, a energia solar fotovoltaica é agora a fonte mais barata de nova geração de eletricidade na maioria das regiões do mundo, superando carvão, gás e até mesmo energia eólica em alguns mercados.

Essa vantagem econômica mudou a narrativa de “por que renováveis?” para “quão rápido podemos implantá‑las?”

Os autores também apontam que a queda nos custos solares é especialmente benéfica para regiões subdesenvolvidas como a África Subsaariana e o Sul da Ásia. Como a infraestrutura de rede nessas regiões é geralmente insuficiente, a energia solar descentralizada pode ter o maior impacto, já tendo fornecido acesso à eletricidade a mais de 100 milhões de pessoas globalmente.

Explosão dos Volumes Solares

De acordo com a International Renewable Energy Agency (IRENA), a capacidade solar instalada global ultrapassou 1,5 terawatts (TW) em 2024, mais que dobrando em relação aos 760 gigawatts (GW) de 2020.

Isso não é apenas impressionante, mas representa uma das adoções tecnológicas mais rápidas da história da energia.

Embora outras renováveis, como a energia eólica, possam desempenhar um papel essencial ao complementar a energia solar, especialmente no inverno, elas são, em geral, mais caras que as instalações solares mais recentes.

Fonte: Energy & Environmental Material

Isso é verdade para quase todas as fontes de energia neste ponto:

• Energia eólica offshore chegando a até US$0,13 por kWh e carvão até US$0,12 por kWh.
• O gás natural situa‑se na faixa média, com valores de LCOE entre US$0,05 e US$0,11 por kWh.
• A energia nuclear apresenta uma faixa de custos mais ampla, de aproximadamente US$0,07 a US$0,14 por kWh.

Portanto, exceto pelas questões de disponibilidade e confiabilidade, ou para tarefas difíceis de eletrificar longe dos combustíveis fósseis, toda a energia deveria idealmente vir de painéis solares fotovoltaicos neste ponto.

Desafios da Rede com Alta Penetração Solar (Curtimento, Estabilidade, Flexibilidade)

Produção Intermitente

Se a energia solar tem sido fundamental para mudar economias desenvolvidas rumo às renováveis e para lidar com as deficiências das redes elétricas em países em desenvolvimento, a integração total da energia solar como principal fonte de energia pode apresentar desafios para a manutenção de redes elétricas estáveis.

O ponto crucial é que a geração de energia solar depende fortemente das condições climáticas, não apenas das condições gerais (inverno‑verão, ensolarado ou não, dia‑noite), mas também pode ser altamente variável em um determinado local de um minuto para o outro, dependendo da cobertura de nuvens.

Em mercados de alta penetração como Califórnia, Alemanha e Austrália, essas dinâmicas levaram a cortes e preocupações com a estabilidade da rede.

Até o momento, várias estratégias foram implementadas para lidar com o problema, como o uso estratégico da geração hidrelétrica, a implementação de gerenciamento do lado da demanda para alinhar o consumo com a disponibilidade solar e a modernização das redes com infraestrutura digital e inversores inteligentes.

Ainda assim, parece que quando a energia solar ultrapassa a marca de 10‑15% do fornecimento total de energia, como na Califórnia (17%), Austrália (15%) ou Espanha e Itália (10%), os problemas da rede podem se tornar mais importantes que o LCOE da solar sozinho.

Fonte: Energy & Environmental Material

Somente em 2024, a Califórnia cortou mais de 2,5 terawatt-horas de energia solar devido à limitada capacidade de armazenamento e infraestrutura de transmissão.

Desperdiçar energia potencialmente gerada (corte) é apenas uma parte do problema. A maior demanda por energia nas noites e no inverno, quando a produção solar está no seu mínimo ou até inexistente, é outro problema.

Novas soluções devem ser implementadas para manter o crescente percentual solar da produção total e evitar cortes ou produção insuficiente em momentos críticos que possam impedir o crescimento adicional da energia solar.
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Baterias em Escala Utilitária

Custos das Baterias: De US$350/kWh (2015) a US$115/kWh (2024)

Essas inovações estão ajudando a transformar a energia solar de uma fonte intermitente para uma fonte despachável, capaz de garantir a estabilidade da rede e o fornecimento de energia de emergência.

A parte crucial aqui são baterias de grande porte capazes de suportar, no mínimo, várias horas de consumo em uma determinada seção da rede.

Um forte apoio a essa transição é a queda no custo dos pacotes de baterias de íon‑lítio, de US$350/kWh para US$115/kWh entre 2015 e 2024.

Como a energia solar é intermitente, e uma verdadeira utilização da energia solar só é possível com volume de bateria para resolvê‑la, o custo “real” da energia solar provavelmente deveria ser o custo da combinação solar + baterias, e não apenas o LCOE da solar isoladamente.

Felizmente, como o custo de ambos está caindo, isso pode não mudar significativamente o potencial de adoção em massa da energia solar. Espera‑se também que os custos de instalação diminuam com implantações maiores, à medida que mais experiência e soluções modulares estejam disponíveis.

Fonte: Energy & Environmental Material

As Baterias de Íon‑Lítio são a Escolha Certa para Armazenamento em Escala Utilitária?

Outro fator a ser considerado é que as baterias de íon‑lítio podem não ser a tecnologia adequada para baterias em escala utilitária.

Em “O Futuro do Armazenamento de Energia – Tecnologia de Baterias em Escala Utilitária” discutimos os diversos candidatos possíveis, incluindo opções “exóticas” como baterias de fluxo redox, ferro‑ar, sal‑marinho, metal fundido, sódio‑enxofre, polímero, CO2, baterias térmicas com areia ou sais fundidos, etc.

• Sem limite de peso, já que as baterias em escala utilitária devem ser imóveis ao lado de um grande transformador.
• Sem limite significativo de espaço, com contêineres ou grandes edifícios disponíveis nas proximidades dos locais das usinas.
• Será dado um prêmio a baterias ultra‑duráveis, mais adequadas ao modelo de negócios das concessionárias que amortizam investimentos ao longo de várias décadas.
  • (Descrevemos anteriormente em mais detalhes as diferentes tecnologias que poderiam fazer as baterias durar mais de 30 anos em nosso artigo “Baterias Ultra‑Duráveis: Por que a Tecnologia de Próxima Geração Durará Décadas, Não Apenas Anos“.)

V2G e Frotas de Veículos Elétricos como Armazenamento Flexível

Entre 2015 e 2025, as vendas globais de veículos elétricos e híbridos dispararam de 0,5 milhão para 17 milhões de unidades, enquanto as vendas de carros a gasolina e diesel caíram de 70 milhões para 60 milhões de unidades.

A queda nos custos das baterias, espelhando a redução nos preços dos painéis solares, impulsionou a transição para veículos elétricos e foi alimentada pela adoção de EVs, que estimulou a inovação tecnológica e a escala de produção, resultando em uma queda de preço semelhante.

É provável que, se parques de baterias em escala utilitária começarem a ser instalados em massa, a escala de fluxo de caixa para os fabricantes de baterias e os volumes de produção será semelhante em magnitude à transição de pequenos eletrônicos para EVs, reduzindo ainda mais os preços das baterias.

Já, mesmo os EVs estão lentamente avançando para baterias de estado sólido mais densas ou baterias de íon‑sódio mais baratas e menos dependentes de materiais críticos.

Portanto, os EVs podem contribuir para a queda de custos das baterias em escala utilitária, mesmo que estas não sejam baseadas na tecnologia de íon‑lítio.

Outro papel que os EVs poderiam desempenhar, especialmente se suas baterias se tornarem mais duráveis que o restante do carro, é o de armazenamento de bateria adicional opcional, com o EV absorvendo energia excedente em determinados períodos e fornecendo energia a casas e à rede à noite.

Aqui, o uso de IA para otimizar o papel das baterias dos EVs será importante para equilibrar perfeitamente a mobilidade versus os requisitos da rede.

Ventosas de Políticas & Ventos Contrários Comerciais

As políticas verdes globalmente, embora frequentemente interrompidas por mudanças nas situações políticas, como a administração Trump interrompendo o Inflation Reduction Act (IRA) de Biden, devem continuar impulsionando mais renováveis e fontes de energia de baixo carbono.

Por exemplo:

• As iniciativas da UE, o Green Deal e o REPower.
• O esquema PLI da Índia visa reforçar a fabricação solar doméstica & o programa PM‑KUSUM (Pradhan Mantri Kisan Urja Suraksha evam Utthaan Mahabhiyan) para promover energia solar descentralizada para agricultura e eletrificação rural.
• Brasil, Vietnã e África do Sul também estão ampliando a adoção solar por meio de tarifas feed‑in, leilões competitivos e financiamento concessional.

Outras políticas verdes também podem impulsionar a energia solar.

The European Hydrogen Backbone (segue o link para uma explicação detalhada deste megaprojeto), que busca absorver o excesso de energia renovável e transformá‑la em hidrogênio, pode ajudar a absorver o excedente solar e convertê‑lo em combustível para transporte marítimo e industrial, ajudando indiretamente a energia solar a substituir o gás natural.

Formas semelhantes de armazenamento de energia, como hidrogênio, combustíveis sintéticos ou amônia, também podem ajudar a melhorar a rentabilidade solar ao utilizar o excedente de produção diurna e de verão.

Tecnologias Futuras

Perovskitas Tandem: Recorde de Eficiência de 34,85%

Embora o progresso passado em painéis solares de monossilício e policristalino tenha levado à atual queda de preço e aumento da produção de energia solar, uma geração diferente de fotovoltaicos está surgindo.

Isso pode mudar radicalmente a forma como a energia solar é produzida, com preocupações sobre uso excessivo de terra provavelmente compensadas pelo aumento da eficiência na conversão sol‑energia.

Células solares de perovskita‑silício tandem alcançaram agora eficiências recorde de até 34,85%, superando significativamente o limite teórico das células de junção única.

Um aumento na eficiência dos módulos solares de cerca de 22% de eficiência de conversão de energia para ~34%, o que é provável até 2030, representaria um passo monumental na redução da necessidade de superfície terrestre em 50%.

 Reciclagem

À medida que os painéis solares se tornam uma das principais fontes de energia da humanidade, ou talvez A principal fonte de energia, gerenciar adequadamente os painéis solares ao final de sua vida será essencial.

Isso é especialmente importante, pois os painéis solares fotovoltaicos contêm muitos minerais importantes, incluindo prata (segue o link para um relatório de investimento sobre este metal) e potencialmente metais pesados poluentes.

Já, novos processos de reciclagem estão recuperando mais de 90% dos materiais de painéis solares usados. Mais progresso na tecnologia de reciclagem e regulamentação rigorosa devem evitar a depleção de recursos e promover uma verdadeira economia circular solar.

Novos Métodos de Implantação

Painéis solares bifaciais permitem que os painéis produzam energia de ambos os lados e possibilitam a instalação vertical, desbloqueando a possibilidade de maximizar a produção nas manhãs e noites (voltados para Leste e Oeste).

Agrivoltaics e outras integrações de atividades agrícolas em campos solares também podem reduzir a pegada territorial da energia solar.

Futuro da Energia Solar

O surgimento de cortes, a necessidade de reciclagem do volume explosivo de painéis solares envelhecidos, e a crescente discussão sobre a durabilidade da centralização da produção de painéis solares na China são apenas algumas das fissuras que apareceram na indústria solar nos últimos anos.

Não se deve esquecer que esses problemas surgiram principalmente devido ao crescimento explosivo da indústria, levando, por exemplo, a produção de energia solar a superar a capacidade da rede elétrica de lidar com ela.

Por trás do crescimento mais rápido do que o esperado da energia solar está o colapso do LCOE, levando a solar a se tornar a forma mais barata de energia na Terra, e isso antes de mais avanços de tecnologias como células solares de perovskita.

À medida que as baterias se tornam cada vez mais baratas a cada dia, a questão da intermitência e do descompasso entre produção e demanda pode ser resolvida com muito mais armazenamento adicionado às redes elétricas.

Da mesma forma, a reciclagem ou a construção de cadeias de suprimentos locais são principalmente questões políticas que podem ser resolvidas agora que os problemas foram identificados.

Conclusão

A energia solar agora é mais barata que todas as outras alternativas, e ainda tem um longo caminho a percorrer para ficar ainda mais barata com maior escala e inovação.

Portanto, mesmo que as baterias não ficassem mais baratas (uma possibilidade muito improvável), os custos adicionais de armazenamento deveriam ser mais um obstáculo temporário ao domínio da energia solar do que um limite real.

Isso significa que, a longo prazo, é provável que se torne a forma dominante de produção de energia, com hidrelétrica, eólica e energia nuclear igualmente de baixo carbono desempenhando um papel de apoio, notadamente compensando a menor produção solar no inverno.

Outras opções futuras, como usinas solares orbitais que fornecem energia solar estável 24/7, também poderiam ajudar a aliviar alguns dos últimos limites relacionados ao clima da energia solar.

Em última análise, isso nos leva à conclusão de que a verdadeira questão sobre a energia solar não é “quanto”, mas “quando”, com o objetivo final agora à vista de uma sociedade majoritariamente alimentada por energia solar, com equilíbrio da rede e aplicações de nicho alimentadas por outras soluções de baixo carbono.

Investindo em Inovação Solar

First Solar

First Solar é o maior fabricante de painéis solares nos EUA e em todo o hemisfério ocidental, com unidades de fabricação nos EUA, Malásia e Vietnã.

A empresa não utiliza a tecnologia clássica de silício cristalino e, em vez disso, usa suas fotovoltaicas de filme fino proprietárias.

Baseadas em telureto de cádmio, são mais eficientes, produzidas a menor custo e podem ser facilmente fabricadas em massa.

Fonte: Department Of Energy

Os painéis solares de filme fino de telureto de cádmio também são mais duráveis, mantendo 89% do desempenho original após 30 anos.

Fonte: First Solar

O cádmio e o telureto são subprodutos da mineração de outros metais, o que significa que os produtos da First Solar têm um impacto mínimo, usando recursos que antes tinham pouco uso. Os painéis de filme fino também podem ter uma alta taxa de reciclagem.

O foco da empresa na tecnologia de semicondutores de filme fino permite que ela seja totalmente verticalmente integrada, tornando-a radicalmente diferente da indústria de painéis solares baseada em silício.

Diferentemente das fábricas tradicionais, onde cada ator se especializa em um único segmento, como a purificação de policristalino, e as células solares levam muitos dias para ser produzidas, a First Solar pode transformar matérias‑primas em produtos acabados em menos de 4 horas.

Fonte: First Solar

A vantagem tecnológica da First Solar, combinada com sua localização geográfica, faz dela a provável beneficiária do crescente impulso dos países ocidentais para obter seus painéis fora da China. A empresa está aumentando rapidamente sua capacidade de produção, visando alcançar uma capacidade nominal de 25 GW até 2026, a partir dos atuais 11 GW.

A First Solar investiu um total de US$2 bi em P&D desde sua fundação. As equipes de P&D da First Solar projetam uma eficiência de célula de 25% para filme fino de CdTe e caminhos para 28% de eficiência de célula até 2030.

No longo prazo, a First Solar busca integrar sua experiência com filme fino de telureto de cádmio à tecnologia de perovskita, tornando os painéis solares resultantes ainda mais eficientes.

Fonte: First Solar

No geral, a First Solar é uma líder tecnológica que deve se beneficiar das tarifas sobre importações chinesas, algo que provavelmente compensará o efeito negativo na indústria solar decorrente da reeleição de Trump.

Embora atualmente focada principalmente em solar de filme fino usando telureto de cádmio, sua expertise em fabricação de painéis solares não baseados em silício pode lhe dar uma vantagem significativa com perovskita.

(Você também pode ler mais informações sobre a First Solar no relatório de investimento dedicado à empresa)

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