Os aquecedores solares de água com tubo de calor aprofundam a sua presença no mercado africano: um avanço da adaptação tecnológica à construção de ecossistemas

Impulsionado pela dupla força da transição energética global e pela estratégia de "independência energética" de África, o continente africano está a tornar-se uma nova arena para a competição das energias renováveis. Como participantes altamente adaptáveis ​​na utilização de energia solar térmica, os aquecedores solares de água com tubos de calor, alavancando as suas principais vantagens de resistência ao congelamento, resistência às intempéries e alta eficiência, estão rapidamente a ganhar espaço na complexa geografia e clima de África. O seu desenvolvimento transcendeu a simples fase de "venda de produtos" e entrou numa nova fase de desenvolvimento diversificada, caracterizada pela "localização de tecnologia + personalização de cenários + sinergia de ecossistemas", proporcionando uma solução de baixo custo e altamente adaptável para a modernização da matriz energética de África.

I. Crescimento explosivo do mercado: da "opção suplementar" à "configuração convencional" 

As contradições estruturais no mercado energético africano são a principal força motriz por detrás do crescimento dos aquecedores solares de água com tubos de calor. De acordo com um relatório de 2024 da Agência Internacional de Energia (AIE), quase 600 milhões de pessoas em África não têm um fornecimento estável de electricidade. Os aquecedores de água tradicionais a combustíveis fósseis não só dependem da rede eléctrica, como também consomem 15% a 20% das despesas mensais das famílias. Os aquecedores solares de água com tubos de calor, com as suas características de "investimento único e consumo de energia zero a longo prazo", estão a evoluir de um "opcional" para um "indispensável".

Os dados de mercado mostram que o mercado africano de aquecedores solares de água deverá crescer de 1,2 mil milhões de dólares para 3,5 mil milhões de dólares entre 2019 e 2024, com uma taxa de crescimento anual composta de 23,7%. Os produtos com tubos de calor representaram uma quota significativa do mercado, aumentando de 18% para 42%. Na África do Sul, a "crise do apagão" de 2022 (mais de 200 dias de falta de energia ao longo do ano) marcou um ponto de viragem para o mercado. As vendas de aquecedores solares de água com tubos de calor aumentaram 120% em relação ao ano anterior, com uma penetração no mercado superior a 30% em 2024, superando em muito a dos produtos tradicionais de tubos de vácuo. Dados de uma loja de eletrodomésticos de Joanesburgo mostram que os modelos com tubos de calor representaram 65% das vendas de aquecedores solares de água no terceiro trimestre de 2024, com alguns modelos populares a exigirem pré-encomendas com duas semanas de antecedência.

O Egipto está a estimular a procura através da sua política de "instalação obrigatória em edifícios". Até 2024, a taxa de instalação de aquecedores solares de água com tubo de calor em novas habitações atingirá os 89%. Os subsídios governamentais cobrem 30% do custo de aquisição, elevando a dimensão do mercado para mais de 210 milhões de dólares. Notavelmente, o mercado africano apresenta um gradiente de penetração: os países de rendimento médio e alto, como a África do Sul e o Egipto, concentram-se em modelos comerciais de alto padrão (como os sistemas centralizados de água quente para hotéis e hospitais), enquanto os mercados emergentes, como o Quénia e a Nigéria, se concentram em modelos residenciais acessíveis, com os produtos com preços entre os 300 e os 500 dólares a representarem mais de 60%.

II. Localização Tecnológica e Inovação: Adaptação Personalizada ao Ambiente Africano 

Os ambientes diversos e extremos da África estão forçando a tecnologia de aquecedor solar de água de tubo de calor a ir além da produção padronizada e em direção a P&D regionalmente adaptável. As empresas estão aproveitando o design modular e uma cadeia de suprimentos localizada para obter uma adaptação precisa de seus produtos a diversos ambientes, incluindo desertos, florestas tropicais e platôs. Na Argélia, na borda do deserto do Saara, altas temperaturas (temperaturas da superfície superiores a 60 ° C no verão) e fortes tempestades de areia apresentam os maiores desafios. Uma empresa chinesa, em colaboração com um Instituto de Pesquisa Local, desenvolveu um aquecedor de água de tubo de calor "edição do deserto". Este aquecedor utiliza um revestimento de cerâmica de três camadas (os tubos de calor suportam temperaturas de até 80 ° C, estendendo sua vida útil do envelhecimento de cinco a oito anos) e um filme à prova de nano-poeira na superfície do coletor. Combinado com um dispositivo automático de limpeza de poeira, isso reduz a eficiência da coleta de calor do dispositivo a apenas 5% a 8% em clima empoeirado (em comparação com uma queda de 20% a 30% para os modelos convencionais). Após seu lançamento na cidade de Oran, no norte da Argélia, esse modelo capturou uma participação de 40% em um ano. Para abordar a alta umidade (umidade média anual excede 85%) e fortes chuvas em regiões tropicais da floresta tropical, como a República Democrática do Congo e o Gabão, a empresa lançou uma "versão de corrosão e o tanque de água de corrosão, com o tanque de aço de 316L), com o corrosão da corrosão do corrosão da corrosão do corrosão da corrosão, o composto de aço de aço de 316L) e uma vedação à prova d'água é instalada na conexão entre o tubo de calor e o tanque de água, estendendo a vida útil do serviço de seis anos para mais de 10 anos. Em Kinshasa, a capital da República Democrática do Congo, uma comunidade instalou um grande número dessas unidades e viu uma taxa de falha de dois anos de apenas 2,3%, muito menor que os 15% das unidades tradicionais. 

Para resolver os problemas de fornecimento intermitente de energia em algumas partes de África, a combinação "tubo de calor + armazenamento de energia" tornou-se uma nova tendência. Uma empresa queniana lançou uma "unidade integrada de armazenamento de energia solar térmica" que integra um aquecedor de água com tubo de calor num módulo de armazenamento de bateria de lítio de 1,2 kWh. Em dias ensolarados, aquece e armazena calor através de energia solar, enquanto em dias nublados, a bateria de armazenamento fornece aquecimento auxiliar, garantindo o fornecimento de água quente 24 horas por dia. Este produto foi amplamente adoptado nas zonas rurais do Quénia, chegando a mais de 200 aldeias e ajudando os residentes a escapar à dependência da chuva para o aquecimento da água.

III. Penetração Inovadora: "Cobertura Completa da Cadeia" de Casa para a Indústria 

A aplicação de aquecedores solares de água com tubos de calor está a expandir-se para além do "fornecimento de água quente doméstica" para abranger uma gama completa de cenários, incluindo serviços comerciais, produção industrial e bem-estar público, tornando-se um "motor verde" que impulsiona a redução de custos e a melhoria da eficiência em indústrias relacionadas em África. 

No setor comercial, os hotéis em destinos turísticos são pioneiros nesta aplicação. Vinte hotéis à beira-mar na Ilha de Zanzibar, na Tanzânia, irão atualizar coletivamente os seus sistemas de aquecimento solar centralizado de água por tubo de calor em 2023. Cada hotel receberá um fornecimento médio diário de água quente de 5 a 8 toneladas, reduzindo os custos de energia de 12.000 dólares por mês para menos de 3.000 dólares, com um período de retorno do investimento de apenas oito meses. Os dados da Associação de Hotéis mostram que, após a instalação do sistema de tubo de calor, a satisfação dos visitantes com a "estabilidade do fornecimento de água quente" aumentou de 65% para 92%. Alguns hotéis aumentaram as tarifas diárias em 10%, mantendo taxas de ocupação elevadas.

As inovações na utilização do calor residual no sector industrial são também impressionantes. Uma fábrica têxtil em Lagos, na Nigéria, ligou 200 aquecedores solares de água com tubos de calor às tubagens de vapor das suas oficinas de produção. Este sistema utiliza energia solar para pré-aquecer a água de processo (de 25 °C a 50 °C) e, em seguida, aquece-a até aos 80 °C necessários através de vapor. Isto permite poupar mais de 400.000 dólares em custos de gás natural anualmente e reduz as emissões de carbono em 1.200 toneladas. Este modelo de "energia solar + calor residual industrial" foi adotado por mais de 30 empresas dos setores de processamento de alimentos e impressão e tingimento em países como a Nigéria e o Gana. 

No sector da assistência social pública, o projecto "Aquecimento Solar de Água nas Escolas", uma colaboração entre o governo e as empresas, alcançou resultados notáveis. O governo etíope, em colaboração com empresas chinesas, instalou aquecedores solares de água com tubos de calor em 500 escolas rurais de todo o país, equipando cada escola com 20 a 30 unidades de 500 litros. Resolveu-se assim a escassez de água no inverno para professores e alunos, incluindo para lavagem de roupa e utilização do refeitório. Numa escola primária em Oromia, o director declarou: "Após a instalação do equipamento, a incidência de constipações entre os alunos devido ao uso de água fria desceu 60%, e o gasto mensal com o combustível do refeitório desceu de 800 para 150 dólares."

IV. Sinergia entre políticas e ecossistemas: construir um sistema de promoção “específico para África” 

O rápido desenvolvimento dos aquecedores solares de água com tubos de calor em África é indissociável do ecossistema da "orientação política + cooperação local + apoio financeiro". Os países africanos cultivaram solo fértil para o mercado através de uma abordagem tripartida de “aplicação legislativa + incentivos de subsídios + cooperação internacional”. 

A nível político, muitos países incorporaram a energia solar térmica nas suas estratégias energéticas nacionais. O "Plano de Energia Renovável 2030" de Marrocos estipula que os novos edifícios residenciais e hoteleiros devem instalar sistemas de aquecimento solar de água, sendo concedidas isenções fiscais de 15% a 20% a projetos que cumpram as normas. A Tunísia exige que os edifícios públicos, como repartições governamentais e hospitais, utilizem 100% de aquecimento solar de água, sendo a aquisição realizada através de um processo de concurso centralizado pela Agência Nacional de Energia. Até 2024, foram adquiridas 20.000 unidades de tubos de calor para remodelações de instalações públicas. As inovações financeiras reduziram efetivamente o limite de investimento inicial. O Quénia lançou um plano de parcelamento solar, permitindo aos utilizadores instalar aquecedores de água com tubos de calor com uma entrada de 30%. O saldo restante é deduzido das contas de electricidade em 12 a 24 prestações, resultando em pagamentos mensais de apenas 15 a 20 dólares. A África do Sul, em colaboração com instituições financeiras internacionais, lançou um programa de empréstimos para energia verde, oferecendo às empresas que instalam sistemas de aquecimento central de água por tubos de calor um empréstimo com juros baixos de 4,5% (em comparação com a taxa de juro anual de 8% a 10% dos empréstimos comerciais padrão). Estas políticas aumentaram significativamente a acessibilidade aos aquecedores de água por tubos de calor, elevando a sua taxa de aquisição em 25% entre as famílias de baixo e médio rendimento. 

A colaboração localizada aborda o desafio da "última milha". As empresas chinesas e europeias estão a estabelecer bases de produção e centros de serviço em África. Uma empresa chinesa construiu uma fábrica de aquecedores de água com tubo de calor em Alexandria, no Egito, com uma capacidade de produção anual de 100.000 unidades. A taxa de aquisição local da empresa chega aos 60% (por exemplo, componentes como suportes e reservatórios de água são produzidos localmente). Isto não só reduz os custos de transporte, como também cria 1.200 empregos locais. A empresa estabeleceu também 20 centros de serviço pós-venda em países como a África do Sul e a Nigéria, com equipas de reparação profissionais e prometendo "resposta 24 horas e serviço no local 48 horas", atendendo às preocupações dos clientes sobre as dificuldades no serviço pós-venda.

V. Desafios de avanço: o percurso progressivo de

"Promoção de produtos" para "Melhoria do ecossistema"

Apesar do rápido desenvolvimento, os aquecedores solares de água com tubos de calor em África ainda enfrentam três desafios principais: otimização de custos, escassez de talento e falta de normas. Estes desafios exigem uma abordagem coordenada de "iteração tecnológica, capacitação e normalização do setor".

O controlo de custos continua a ser fundamental. Atualmente, os aquecedores de água com tubo de calor são 20% a 30% mais caros do que os produtos tradicionais de tubo de vácuo, principalmente devido à dependência de componentes principais importados (como tubos de calor de alta eficiência e revestimentos de absorção seletiva). A solução está na "redução dos custos tecnológicos" e nos "efeitos de escala": a fábrica egípcia reduziu os custos de produção de tubos de calor em 15% através da melhoria dos processos de produção. Com vendas anuais no mercado africano superiores a 500.000 unidades, o efeito de escala reduziu o preço total em 22% em comparação com 2019, e espera-se que seja "competitivo" com os produtos de tubos de vácuo nos próximos três anos. 

A escassez de talento profissional está a prejudicar a qualidade dos serviços. África enfrenta uma escassez de mais de 100.000 novos técnicos de energia. Em algumas áreas, os instaladores carecem de formação profissional, o que leva a um aumento das taxas de avarias nos equipamentos. Para resolver este problema, as empresas estão a colaborar com escolas profissionais locais para lançar um "Programa de Formação em Tecnologia Solar". Uma empresa no Quénia estabeleceu uma base de formação em conjunto com o Politécnico de Nairobi, formando anualmente 500 instaladores profissionais e pessoal de manutenção. Após a conclusão, os graduados podem juntar-se à rede de serviços da empresa, abordando a escassez de talento e melhorando a qualidade do emprego. 

Das varandas sul-africanas aos terraços de hotéis na Tanzânia, dos chãos de fábrica nigerianos aos refeitórios escolares etíopes, os aquecedores solares de água com tubo de calor estão profundamente integrados na transição energética de África, com a sua adaptabilidade, cenários diversificados e custos controláveis. No futuro, com o aprofundamento contínuo da localização tecnológica, a melhoria dos sistemas de apoio financeiro e o estabelecimento de normas industriais, os aquecedores solares de água com tubo de calor não só se tornarão um recurso padrão nos lares africanos, como também desempenharão um papel ainda mais importante nos sectores comercial e industrial, proporcionando um caminho prático para África alcançar a "independência energética verde".