De acordo com pt.wedoany.com-Pesquisadores da Universidade Leibniz de Hanôver (Leibniz University Hannover), na Alemanha, e da Universidade LUT (LUT University), na Finlândia, realizaram uma revisão sistemática de 60 estudos de transição energética revisados por pares. A maioria dos estudos considera que, até 2050, a energia solar fotovoltaica e a eólica representarão conjuntamente entre 80% e 99% da geração de eletricidade; os resultados modelados para a participação exclusiva da fotovoltaica variam entre 5% e 98%. As diferenças nas conclusões decorrem principalmente das horas de plena carga solar em cada país, das premissas técnico-econômicas adotadas nos modelos e da complexidade da modelagem.
O estudo, intitulado "Perspectivas da Energia Solar Fotovoltaica como Fonte Dominante no Futuro em Cenários de Transição para Altas Participações de Renováveis", analisou 60 estudos revisados por pares, cada um cobrindo pelo menos os setores de eletricidade, calor e transporte, com a premissa de que a participação de renováveis na oferta de energia até 2050 não seria inferior a 95%. Além de sintetizar as conclusões de cada estudo, o trabalho também analisou em profundidade as principais premissas que levaram à divergência de resultados. No contexto do esforço global para limitar o aquecimento a bem menos de 2°C, a descarbonização dos sistemas energéticos depende fortemente da energia solar fotovoltaica e da eólica; a fotovoltaica entrou no sistema energético a uma velocidade sem precedentes para qualquer fonte de eletricidade na história, impulsionada pela queda de custos, pela disponibilidade quase universal e pela diversificação de aplicações.
As premissas de custo são uma causa importante das diferenças entre as conclusões dos modelos. Nos estudos revisados, as premissas de despesas de capital (capex) para usinas fotovoltaicas de grande escala em 2050 variam entre 151 euros (174,1 dólares)/quilowatt e 720 euros/quilowatt, sendo que cerca de 18% dos estudos ainda assumem valores acima de 500 euros/quilowatt, enquanto o custo real atual da fotovoltaica já está abaixo de 500 euros/quilowatt. Como a queda dos custos fotovoltaicos é mais rápida do que a prevista na maioria dos cenários, os modelos que utilizam esses dados desatualizados subestimam sistematicamente o papel futuro da fotovoltaica.
O desempenho técnico é tão crucial quanto as premissas de custo. Cerca de um terço dos estudos modela apenas uma tecnologia fotovoltaica genérica, sem incluir aplicações como rastreadores de eixo único, módulos bifaciais, fotovoltaica flutuante, agrivoltaica e prossumidores (prosumers) com sistemas de telhado. A resolução temporal também afeta os resultados: em comparação com simulações horárias, o uso de períodos representativos pode distorcer significativamente a avaliação de recursos variáveis como a energia solar; 80% dos estudos revisados adotaram resolução horária. Modelos que combinam um portfólio diversificado de tecnologias fotovoltaicas com acoplamento setorial completo geralmente produzem as participações fotovoltaicas mais altas e, possivelmente, mais realistas.
O acoplamento setorial expande o escopo de uso da fotovoltaica. Os caminhos Power-to-X podem converter eletricidade solar barata em hidrogênio, combustíveis sintéticos, produtos químicos sintéticos, materiais sintéticos, alimentos sintéticos, água limpa e florestas sintéticas, substituindo segmentos de difícil eletrificação no transporte e na indústria que antes dependiam de biocombustíveis ou de importações de combustíveis fósseis. Pouco mais da metade dos estudos revisados inclui pelo menos um caminho de combustível sintético, e, sempre que esses caminhos existem, o valor da fotovoltaica para o sistema energético aumenta. A remoção de dióxido de carbono, geralmente dominada pela bioenergia, enfrenta hoje oportunidades sem precedentes na restauração climática. O estudo conclui que esse sistema energético pode ser visto como uma economia Power-to-X emergente, cuja essência é frequentemente uma economia Solar-to-X.
Os pesquisadores também derivaram uma relação empírica entre horas de plena carga e participação fotovoltaica e a aplicaram globalmente, ponderada pela população, estimando que, até 2050, a energia solar fotovoltaica fornecerá cerca de 61% da eletricidade global. Esse valor não provém de um único modelo, mas é o resultado combinado de dezenas de equipes independentes e diferentes metodologias; as previsões de alguns modelos globais individuais chegam a 70% ou mais. A comunidade fotovoltaica global já estabeleceu como meta uma capacidade instalada de 75 terawatts em meados deste século.
Projeções econômicas independentes mostram que o "ponto de inflexão solar" global pode já ter sido ultrapassado: mesmo sem políticas climáticas adicionais, a energia solar deverá dominar gradualmente o mercado de eletricidade. Até 2025, a capacidade fotovoltaica acumulada global é de cerca de 3 terawatts, com aproximadamente 700 gigawatts adicionados somente naquele ano; cerca de 70% da nova capacidade de geração de eletricidade instalada globalmente em 2025 veio da energia solar fotovoltaica.
Nos modelos utilizados pela Agência Internacional de Energia (IEA) e pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), o papel futuro da fotovoltaica é frequentemente subestimado. Após corrigir dados de custo desatualizados e abordagens de modelagem excessivamente simplificadas, o estudo conclui que a fotovoltaica se tornará a fonte de energia dominante nas próximas décadas. Para os modeladores, é necessário abandonar curvas de custo pessimistas e incorporar todas as tecnologias fotovoltaicas disponíveis; para os formuladores de políticas, planejar com base em premissas de ontem pode resultar na construção do sistema energético de ontem, e não do que está por vir.
Outro estudo, realizado em colaboração entre a Universidade LUT, a Universidade Leibniz de Hanôver, o Centro Comum de Investigação (Joint Research Centre) da Comissão Europeia e a Universidade Técnica da Dinamarca (Technical University of Denmark), baseou-se em um banco de dados com mais de 1.000 artigos de análise de sistemas 100% renováveis para revisar a evolução do papel da fotovoltaica nesses estudos ao longo dos últimos cinquenta anos. A participação da fotovoltaica nos estudos iniciais era geralmente insignificante, enquanto os estudos recentes indicam uma participação global da oferta fotovoltaica entre 60% e 80%. O estudo identificou 29 artigos marcantes no banco de dados, cada um introduzindo novos elementos relacionados ao papel da fotovoltaica; esses marcos podem ser classificados em quatro categorias: abordagens visionárias sobre o papel da fotovoltaica, avanços nas aplicações de sistemas fotovoltaicos, expansão do conhecimento econômico e avanços metodológicos que permitem uma descrição mais realista da fotovoltaica no sistema energia-indústria.
Nas análises mais avançadas de sistemas 100% renováveis, a fotovoltaica pode ser descrita com até oito aplicações sistêmicas, empregando resolução horária e projetos de pesquisa interconectados com múltiplos nós; os modelos podem cobrir todos os setores — eletricidade, calor, transporte, indústria, dessalinização e remoção de dióxido de carbono — incorporando simultaneamente caminhos completos de Power-to-X, bem como combinações de flexibilidade, como redes elétricas, armazenamento e resposta à demanda, e diversos caminhos de acoplamento setorial e conversão de energia. No entanto, distinguir sistemas fotovoltaicos entre instalações em solo, de grande escala e em telhados ainda está longe de ser uma prática padrão — apenas 16% de todos os estudos fizeram essa distinção. Globalmente, os estudos constatam cada vez mais que, até meados deste século ou depois, a fotovoltaica representará entre 60% e 80% da oferta total de energia; a média das previsões dos estudos de transição é de 61%.
A correspondência entre os 29 artigos marcantes e os diversos elementos é a seguinte: 13 relacionados a abordagens visionárias, 16 a avanços nas aplicações de sistemas fotovoltaicos, 15 à expansão do conhecimento econômico, 13 a avanços metodológicos e 4 a outras contribuições específicas; um artigo pode ser classificado em múltiplas categorias simultaneamente. Em termos de distribuição temporal, as abordagens visionárias predominaram na década de 1970; a atividade de pesquisa nesse campo foi limitada entre os anos 1980 e 2000; na década de 2010, surgiram avanços metodológicos diversificados que estabeleceram as bases para as análises modernas de sistemas 100% renováveis; e, a partir dos anos 2020, quase todos os marcos expandiram métodos, conhecimento econômico e a diversidade dos sistemas fotovoltaicos.
Os artigos considerados marcantes impulsionaram as perspectivas de pesquisa para participações fotovoltaicas muito elevadas, por meio de bases conceituais no final da década de 1970 e de análises quantitativas em meados da década de 1990. A introdução da resolução horária tornou possível a análise detalhada de viabilidade técnica; o valor da fotovoltaica distribuída em telhados foi reconhecido desde cedo e, por fim, quantificado como parte de soluções de sistemas energéticos de menor custo, embora os sistemas fotovoltaicos de grande escala tenham menor custo de geração. Ao incorporar caminhos diversificados de Power-to-X e opções de flexibilidade em modelos de otimização que visam minimizar custos, considerando restrições tecnológicas e sociais específicas, os estudos mostram que o potencial de contribuição da fotovoltaica é de 60% a 80% para atender a todas as necessidades energéticas humanas. Quase cinquenta anos de pesquisa relevante estabeleceram as bases para análises abrangentes e para a previsão de participações fotovoltaicas de 61% ou mais, além de contribuir para a compreensão do papel da energia solar fotovoltaica na construção de uma civilização sustentável — a chegada da era solar.
