Solar tornou-se o novo tipo de geração de eletricidade favorito do mundo, de acordo com dados globais que mostram que mais energia solar fotovoltaica (PV) está sendo instalada do que qualquer outra tecnologia de geração.
Em todo o mundo, alguns 73 gigawatts de nova capacidade solar fotovoltaica foram instalados no 2016. A energia eólica ficou em segundo lugar (55GW), com o carvão relegado a terceiro (52GW), seguido pelo gás (37GW) e hidroeléctrico (28GW).
Juntos, PV e vento representam 5.5% da geração de energia atual (como no final do 2016), mas crucialmente eles constituíram quase metade de toda a nova capacidade líquida de geração instalada no mundo todo durante o ano passado.
É provável que a construção de novas usinas de carvão caia, possivelmente com muita rapidez, porque a energia eólica e a energia eólica estão agora praticamente competitivas em todos os lugares.
A Hydro ainda é importante nos países em desenvolvimento que ainda têm rios para represar. Enquanto isso, outras tecnologias de baixa emissão, como nuclear, bioenergia, solar térmica e geotérmica, têm pequenas participações de mercado.
O PV e o vento agora têm vantagens tão grandes em termos de custo, escala de produção e cadeias de suprimento que é difícil ver qualquer outra tecnologia de baixa emissão desafiando-os na próxima década ou mais.
Este é certamente o caso na Austrália, onde o PV e o vento compreendem virtualmente toda a nova capacidade de geração, e onde a capacidade solar fotovoltaica é definido para alcançar 12GW por 2020. Vento e solar PV estão sendo instalado a uma taxa combinada de cerca de 3GW por ano, impulsionado em grande parte pelo governo federal Meta de Energia Renovável (RET).
Isso é o dobro do triplo da taxa dos últimos anos e um retorno bem-vindo ao crescimento após vários anos de atividade moderada devido à incerteza política sobre o RET.
Se esta taxa for mantida, então pela 2030 mais da metade da eletricidade australiana virá de energia renovável e a Austrália terá cumprido sua compromisso sob o acordo climático de Paris puramente através da poupança de emissões no setor elétrico.
Para levar a ideia mais longe, se a Austrália duplicasse a actual taxa combinada de instalação de energia e fotovoltaica para 6GW por ano, atingiria 100% de electricidade renovável em cerca de 2033. Modelagem pelo meu grupo de pesquisa sugere que isto não seria difícil, dado que estas tecnologias são agora mais baratas do que a electricidade produzida a partir de carvão e gás de nova construção.
Futuro renovável em alcance
A receita para uma rede de eletricidade renovável 100% acessível, estável e viável é relativamente simples:
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Use principalmente PV e vento. Essas tecnologias são mais baratas do que outras tecnologias de baixa emissão, e a Austrália tem muito sol e vento, razão pela qual essas tecnologias já foram amplamente implantadas. Isso significa que, em comparação com outras fontes renováveis, elas têm projeções de preços mais confiáveis e evitam a necessidade de hipóteses heróicas sobre o sucesso de opções mais especulativas de energia limpa.
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Distribuir geração em uma área muito grande. A disseminação de instalações eólicas e fotovoltaicas em amplas áreas - digamos, um milhão de quilômetros quadrados do norte de Queensland até a Tasmânia - permite o acesso a uma ampla variedade de climas diferentes e também ajuda a atenuar os picos na demanda dos usuários.
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Construa interconectores. Conecte a ampla rede de energia fotovoltaica e eólica com linhas de energia de alta tensão do tipo já usado para mover eletricidade entre estados.
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Adicione armazenamento. O armazenamento pode ajudar a combinar a geração de energia com os padrões de demanda. A opção mais barata é bombeamento de armazenamento de energia hidrelétrica (PHES), com apoio de baterias e gerenciamento de demanda.
A Austrália possui atualmente três sistemas PHES - Tumut 3, Vale canguru e Wivenhoe - todos os quais estão nos rios. Mas há um vasto número de potenciais locais fora do rio.
Em um artigo do projeto financiado pelo Agência Australiana de Energia Renovável, nós identificamos sobre Sites 5,000 no sul da Austrália, em Queensland, na Tasmânia, no distrito de Canberra e no distrito de Alice Springs, que são potencialmente adequados para o armazenamento de bombas hidrelétricas.
Cada um desses sites tem entre 7 e 1,000 vezes o potencial de armazenamento do Bateria Tesla atualmente sendo instalada para suportar a grade do sul da Austrália. Além disso, a energia bombeada tem uma vida útil de 50 anos, em comparação com 8-15 anos para baterias.
É importante ressaltar que a maioria dos sites prospectivos da PHES está localizada perto de onde as pessoas vivem e onde novas usinas fotovoltaicas e eólicas estão sendo construídas.
Assim que a pesquisa por sites em Nova Gales do Sul, Victoria e Austrália Ocidental estiver concluída, esperamos descobrir 70-100 vezes mais o potencial de armazenamento de energia PHES do que o necessário para suportar uma rede de eletricidade renovável 100% na Austrália.
Gerenciando a grade
Os geradores de combustíveis fósseis atualmente fornecem outro serviço para a rede, além de apenas gerar eletricidade. Eles ajudam a equilibrar a oferta e a demanda, em escalas de tempo, em segundos, através da “energia inercial” armazenada em seus geradores de fiação pesados.
Mas no futuro este serviço pode ser realizado por geradores similares usados em sistemas hidrelétricos bombeados. E a oferta e a demanda também podem ser combinadas com a ajuda de baterias de resposta rápida, gerenciamento de demanda e “inércia sintética” de fazendas fotovoltaicas e eólicas.
A Wind e a PV estão proporcionando uma concorrência cada vez maior pelo gás em todo o mercado de energia. O preço do vento e do PV de grande escala no 2016 foi A $ 65-78 por megawatt hora. Isso está abaixo do preço atual de energia por atacado no Mercado Nacional de Eletricidade.
Evidência anedótica abundante sugere que o preço da energia eólica e fotovoltaica caiu para A $ 60-70 por MWh este ano, à medida que a indústria decola. Os preços deverão cair abaixo de A $ 50 por MWh dentro de alguns anos, de acordo com os atuais preços internacionais de referência. Assim, o custo líquido de mudar para um sistema de eletricidade renovável 100% nos próximos anos 15 é zero comparado com a continuação da construção e manutenção de instalações para o atual sistema movido a combustíveis fósseis.
O gás não pode mais competir com o vento e a energia fotovoltaica para a entrega de eletricidade. Bombas de calor elétrico estão dirigindo o gás para fora da água e aquecimento de espaço. Mesmo para a entrega de calor de alta temperatura para a indústria, o gás deve custar menos de A $ 10 por gigajoule para competir com fornos elétricos movidos a energia eólica e fotovoltaica custando A $ 50 por MWh.
É importante ressaltar que, quanto mais o PV e o vento de baixo custo forem implantados no atual ambiente de eletricidade de alto custo, mais eles reduzirão os preços.
Depois, há a questão de outros tipos de uso de energia além da eletricidade - como transporte, aquecimento e indústria. A maneira mais barata de tornar essas fontes de energia verdes é eletrificar virtualmente tudo e depois conectá-las a uma rede elétrica alimentada por fontes renováveis.
Uma redução de 55% nas emissões de gases com efeito de estufa na Austrália pode ser alcançada através da conversão da rede elétrica em fontes renováveis, juntamente com a adoção em massa de veículos elétricos para transporte terrestre e bombas de calor elétricas para aquecimento e resfriamento. Além disso, podemos desenvolver caminhos renováveis movidos a eletricidade para fabricar combustíveis e produtos químicos à base de hidrocarbonetos, principalmente através da eletrólise da água para obter hidrogênio e captura de carbono da atmosfera, para alcançar uma redução de 83 nas emissões (com o 17 residual de emissões provenientes principalmente da agricultura e do desmatamento).
Fazer tudo isso significaria triplicar a quantidade de eletricidade que produzimos, de acordo com a estimativa preliminar do meu grupo de pesquisa.
Mas não há escassez de energia solar e eólica para conseguir isso, e os preços estão caindo rapidamente. Podemos construir um futuro de energia limpa a um custo modesto, se quisermos.
Sobre o autor
Andrew Blakers, professor de engenharia, Universidade Nacional Australiana
Este artigo é de A Conversação. Leia o artigo original.
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