In Amazzonia, più di 3 milioni di persone sono servite da minigrid isolate. Le centinaia di minigrid alimentate da gruppi elettrogeni diesel gestiti da produttori di energia indipendenti (IPP) e servizi di pubblica utilità nella regione amazzonica fanno tutti uso di sussidi governativi che coprono il 100% dei costi del carburante. Molto spesso, per trasportare un litro di gasolio in queste aree remote e di difficile accesso si consuma più di un litro di gasolio. Solo nel 2023, la combustione di gasolio sovvenzionato nelle minigrid amazzoniche emetterà 1,6 MtCO2eq, con un costo del carburante di 2,5 miliardi di dollari, condiviso da tutti i brasiliani attraverso il Conto del consumo di carburante. La fornitura di energia elettrica dipende dalla logistica di approvvigionamento del gasolio, che può essere interrotta in periodi di siccità, richiedendo che gli impianti di gasolio in determinate località dispongano di grandi serbatoi di stoccaggio del carburante. Inoltre, molte località con accesso da strade sterrate soffrono difficoltà durante la stagione delle piogge, richiedendo maggiori scorte di carburante, come nel caso della città di Oiapoque sotto riportata, che ha una capacità di stoccaggio di 1,5 milioni di litri di carburante, con un'autonomia di 45 giorni .
Negli ultimi decenni, i tentativi di ridurre la partecipazione della generazione diesel nei villaggi e nelle città amazzoniche lungo il fiume e isolati non hanno avuto successo. Gli IPP preferiscono attenersi ai gruppi elettrogeni diesel che conoscono così bene, sotto il comodo riparo dei sussidi progettati molti decenni fa per fornire accesso all'energia, sicurezza energetica e affidabilità del servizio. Nel frattempo, molte tecnologie di energia rinnovabile (RET) hanno registrato riduzioni di prezzo e si sono affermate in termini di affidabilità e utilizzo delle risorse naturali disponibili a livello locale. In questo contesto, le RET come la biomassa, il solare e l'eolico sono state valutate al fine di assistere nella transizione energetica amazzonica e qui viene presentata un'analisi completa.
Biomassa:solo una minoranza delle comunità nei sistemi isolati ha una capacità sufficiente per generare energia utilizzando la produzione di biomassa attraverso i residui delle principali colture della regione, tra cui manioca, açaí, mais, banana e patata dolce, tra molti altri. La produzione di energia attraverso la combustione di residui di legno, ottenuti da segherie che hanno un piano di gestione sostenibile e la certificazione internazionale del loro prodotto è qualcosa di raro nella regione, che si trova in un solo sito (Itacoatiara – AM) operante in Amazzonia (www. itacoatiara.com.br).
Vento:La regione amazzonica ha una bassa velocità media annua del vento (inferiore a 4 m/s), che, unita al difficile accesso e alla mancanza di scala in queste comunità isolate, rende la produzione di energia eolica non competitiva nella regione.
Fotovoltaico:La risorsa di radiazione solare è abbondante e distribuita uniformemente in tutta l'Amazzonia; l'irraggiamento orizzontale globale medio annuo è superiore a 1700 kWh/m2.anno. L'energia solare è una soluzione modulare che è facile da installare e richiede poca manutenzione, ma la tecnologia ha un importante svantaggio, che è l'ampio spazio richiesto. Per l'implementazione di impianti solari in Amazzonia, sono possibili tre opzioni: i) impianti fotovoltaici centralizzati a terra, ii) impianti fotovoltaici galleggianti e iii) piccoli impianti fotovoltaici distribuiti (sul tetto oa terra, compreso l'agrivoltaico).
L'opzione centralizzata a terra di grandi dimensioni incontra un vincolo importante, ovvero la disponibilità di aree adatte per l'installazione di impianti fotovoltaici ad alta intensità di superficie senza ulteriore soppressione del bosco. La foresta pluviale amazzonica è molto fitta di alberi ad alto fusto, e questo è il principale collo di bottiglia di questa soluzione tecnica, poiché per molte località non esistono aree sgombre di questo ordine di grandezza. L'agrivoltaico può svolgere un ruolo importante qui, associando la produzione di energia fotovoltaica e l'uso sostenibile del territorio.
Un'altra opzione sono gli impianti fotovoltaici galleggianti, che potrebbero essere installati sulle sponde dei fiumi vicino ai quali si trova buona parte delle comunità isolate. Il fotovoltaico galleggiante è ampiamente utilizzato in luoghi con alta densità demografica e scarsa disponibilità di aree terrestri come Singapore e Giappone, ed è tipicamente installato su laghi o bacini artificiali, luoghi di acqua ferma, con movimento dell'acqua associato solo al vento locale. La fattibilità tecnica dell'installazione di sistemi fotovoltaici galleggianti lungo i fiumi amazzonici a corrente rapida incontra grande resistenza e scetticismo da parte dei principali e più esperti produttori di sistemi galleggianti.
La terza opzione per la generazione fotovoltaica è la soluzione distribuita sul tetto che viene così comunemente implementata nelle aree urbane, con oltre 2 milioni di installazioni che operano nel sistema di distribuzione dell'energia interconnesso brasiliano. Le analisi effettuate dall'Istituto nazionale brasiliano per la ricerca spaziale (INPE) mostrano che il numero di tetti esistenti in queste comunità isolate può garantire un'alta percentuale di servizio per questi sistemi isolati. L'opzione presenta anche importanti aspetti sociali, perché per l'integrazione fotovoltaica in un gran numero di sistemi, sarebbe necessaria una manodopera locale considerevolmente ampia per l'installazione e la successiva manutenzione.
La tipica abitazione residenziale in queste comunità a basso reddito utilizza tegole in fibrocemento a basso costo, montate su fragili strutture in legno che non possono sopportare i 20-25 kg/m2carico aggiuntivo imposto dal tipico modulo fotovoltaico più la struttura in alluminio utilizzata nel fotovoltaico sui tetti. Per consentire l'integrazione fotovoltaica sui tetti in queste condizioni, le tegole fotovoltaiche in fibrocemento sono state sviluppate da uno dei maggiori produttori di tegole in fibrocemento in Brasile e sono nelle fasi finali dei test di resistenza e affidabilità presso il Solar Energy Laboratory dell'Universidade Federal de Santa Caterina. Il peso aggiuntivo delle strisce di 1/6 di celle solari tagliate sulla tegola finale è trascurabile e la sostituzione di un certo numero di queste tegole fotovoltaiche sui tetti esistenti è semplice. I costi previsti sono inferiori al tradizionale sistema fotovoltaico su tetto, ma è necessario aumentare le dimensioni per ottenere l'accesso alle celle fotovoltaiche a costi competitivi.
In questa valutazione di scenari per una transizione energetica sostenibile e resiliente in sistemi isolati in Amazzonia, una parte di generatori fotovoltaici dovrebbe essere installata centralmente per garantire un sistema centrale di alte prestazioni, disponibilità e affidabilità senza disboscare ulteriori aree forestali, mentre un'altra parte significativa dei generatori dovrebbe essere installata distribuita sui tetti e negli impianti agrivoltaici.
Autori: Prof. Andrew Blakers /ANU) e Prof. Ricardo Rüther (UFSC).
