De acordo com algumas estimativas, cerca de 0,2-0,5% da superfície terrestre do mundo é coberta por estradas. E essa proporção deve aumentar 60% até 2050. Há uma quantidade incrível de espaço reservado para estradas, e na verdade elas são utilizadas principalmente para transporte. E se você os fizer gerar energia? A China está construindo uma das primeiras vias solares do mundo. As rodovias com revestimento solar podem ser as usinas de energia do futuro?
Uma das vantagens dos combustíveis fósseis sobre as fontes de energia renováveis é a densidade de energia. A razão é muito simples: os combustíveis fósseis são energias renováveis que se acumulam ao longo de milhões de anos. Petróleo, carvão, gás natural - todas essas são reservas de energia que foram criadas a partir das plantas (e dos animais que comiam essas plantas) e energia solar acumulada por milhares de anos por meio da fotossíntese. Acontece que os combustíveis fósseis consomem mais energia do que a energia solar em tempo real.
Simplificando: os combustíveis fósseis requerem muito menos terra para gerar energia do que os painéis solares.
Um dos maiores obstáculos para o uso de fontes de energia renováveis é o espaço físico necessário para atender a essas fontes. E nosso consumo de energia cada vez maior torna tudo um problema. A energia primária - a quantidade total de energia consumida pelo homem de todas as fontes - inclui combustíveis fósseis e fontes renováveis. Em 2016, consumimos 478 TW de energia primária e esse número vem crescendo a cada ano.
Por exemplo, se você deseja atender a todas as nossas necessidades de energia com bioetanol de milho, que tem uma densidade de produção de energia de 0,2 watts por metro quadrado (uma das piores entre os biocombustíveis), você precisa de cerca de 2 x 1015 metros quadrados de terra para cultivar milho. Infelizmente, isso é mais de quatro vezes a área da superfície da Terra.
Os oponentes da energia renovável usam este exemplo para mostrar que a infraestrutura de energia renovável simplesmente não é possível. Mas isso é um exagero; a densidade de energia para matrizes de painéis solares pode chegar a 20 W / m2 ou até mais, e a superfície da Terra é o suficiente para isso. É importante notar também que a energia produzida pelos painéis solares é na forma de eletricidade de alta qualidade.
Visto que abandonar os combustíveis fósseis significa usar eletricidade em vez de queimar combustível, o que costuma ser mais eficiente, consumiríamos menos energia primária em um mundo sem combustíveis fósseis; As usinas de combustível fóssil não são 100% eficientes e algumas perdem até 70% de sua energia primária quando convertidas em eletricidade. No entanto, a escala de fontes renováveis que poderiam substituir as fontes de energia tradicionais exigirá muita terra.
É natural que muitas pessoas considerem as redes rodoviárias uma opção.
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Considerando que o terreno já está coberto por estradas, os danos ambientais serão bastante baixos. Essas usinas de energia não sofrerão com os problemas de distância que podemos enfrentar no Saara; para reparos e manutenção bastará chegar até eles … por estrada. Adicionar LEDs e marcações, sinais de trânsito, luzes e bordas aparecerão. Alguém pode até sonhar que um dia os carros receberão energia sem fio, simplesmente viajando por essas estradas.
Parece que isso é completamente impossível. Mas não, as estradas solares têm muito apoio de governos e empresas.
Na China, eles decidiram encerrar 2 quilômetros de painéis solares em um sanduíche entre asfalto transparente e uma camada de isolantes. E esta é a última tentativa de fazer algo. Solar Roadways, uma startup sediada em Idaho, já arrecadou US $ 2 milhões para desenvolvimento na Indiegogo. Scott Bryusov, fundador da empresa, revelou um protótipo de estrada de quintal que poderia suprir metade das necessidades de energia dos Estados Unidos. Infelizmente, a Solar Roadways terá que atrair mais investimentos e superar a barreira dos céticos. David Biello observou em um artigo na Scientific American que "o vidro para essas estradas deve ser temperado, autolimpante e capaz de transmitir luz às baterias mesmo em condições climáticas adversas - esse tipo de vidro simplesmente não existe".
O método chinês utiliza um novo asfalto transparente em vez de vidro e resolve o problema dos cientistas de materiais, pois pode suportar 10 vezes mais pressão do que o asfalto convencional. Construir estradas solares não é um assunto para uma pessoa ou um país; protótipos foram criados na Holanda - a ciclovia SolaRoad, e na França - parece que eles até construíram a primeira estrada solar. Esses projetos já geram energia há vários anos, então a ideia é, em princípio, viável. Infelizmente, existe uma grande lacuna entre “em princípio realizável” e “prático”.
Por exemplo, o preço. Há uma estimativa das Estradas Solares de Scott Bryusov, o custo de substituir estradas americanas por estradas solares será de US $ 56 trilhões, então nenhum financiamento coletivo cobrirá os custos (a menos que todos no planeta paguem pelo caso Bryusov). Há um consenso em qualquer governo sobre investimento em infraestrutura, mas é improvável que estradas solares sejam financiadas sem obstáculos. A estrada solar chinesa custa US $ 458 por metro quadrado, enquanto a estrada de Bryusov custa US $ 746. Melhor, mas não muito.
Obviamente, qualquer solução real para nossa crise energética deve ser radical e massiva. Esquemas drásticos semelhantes para transformar o Saara em um painel solar gigante ou sugar dióxido de carbono da atmosfera também valerão trilhões de dólares.
Mas junto com o custo, há também uma questão muito importante de saber se isso funcionará como uma solução para a crise de energia. As estradas nem sempre foram construídas em locais ideais para painéis solares e podem não estar no ângulo ideal para painéis solares. Se limpar os painéis solares do Saara da poeira é um problema, então manter as estradas funcionando e limpas ao mesmo tempo pode se tornar o pesadelo dos técnicos. É difícil entender por que colocar painéis paralelos à estrada não seria mais barato ou melhor.
E os próprios protótipos …
Um protótipo de estrada na Holanda teve desempenho "melhor do que o esperado", gerando "70 quilowatts-hora por metro quadrado por ano." Mas 70 kWh não é muito. Se você quiser carregar seu carro nessa estrada, 1 metro quadrado lhe dará 500 quilômetros por ano em seu Tesla; entretanto, o carro médio corre 15.000 quilômetros por ano, então esses 500 quilômetros serão uma gota no oceano.
E o problema da densidade de energia? Aumentar a escala do protótipo holandês resultará em uma densidade de 8 watts por metro quadrado. Se você gasta 56 trilhões em estradas solares, cobre cerca de 7,5 x 1010 metros quadrados com painéis e obtém 600 GW de eletricidade. Nada mal - aproximadamente a mesma quantidade de energia consumida pelos Estados Unidos por dia. Mas por 56 trilhões pode-se pensar em algo melhor.
A iniciativa de construir uma estrada solar na China é simbólica à sua maneira. O país está em busca de soluções inovadoras em energia. Quem sabe, talvez um dia as estradas solares se tornem baratas e eficientes o suficiente para se tornarem realidade. Na pior das hipóteses, este projeto nos distrairá de encontrar soluções melhores. Na melhor das hipóteses, a estrada receberá outro compromisso.
Ilya Khel
