A solar, o vento e o armazenamento substituem cada vez mais plantas de gás

Há alguns anos, é óbvio que a crescente implantação de energia solar e eólica está reduzindo a participação de mercado de carvão e usinas nucleares nos Estados Unidos e na Europa. Essas plantas estão sendo removidas cada vez mais, e uma quantidade insignificante de novas usinas dessas duas tecnologias está sendo construída nas duas regiões.

Mas isso é apenas parte da história. Durante os últimos 15 anos, os Estados Unidos, em particular, conectaram à rede um grande número de novas usinas de gás, muitas das quais são usinas de ciclo combinado. Essas usinas usam combustível de forma mais eficiente que as plantas convencionais, mas também aumentam a velocidade de produção mais lentamente.

No entanto, de acordo com um painel na Cúpula do Future of Energy de Bloomberg New Energy Finance (BNEF) em Nova York, o mercado para novas usinas a gás de ciclo combinado poderia estar chegando ao fim em favor da energia solar e eólica.

«O armazenamento de energia renovável já é muito mais inteligente do que o ciclo combinado», disse Javier Cavada, presidente de soluções de energia da Wärtsilä. «Os ciclos combinados foram reduzidos pela metade em 16, a metade em 17, e este ano veremos se há um louco no ciclo combinado».

E isso vem de uma empresa que fabrica turbinas a gás.

Califórnia lidera o caminho

A declaração de Cavada representa algo como uma perspectiva européia. A capacidade das novas plantas de gás conectadas à rede nos Estados Unidos aumentou de 2016 para 2017, e embora pv magazine não tenha conseguido encontrar uma divisão por tipo de planta nos últimos dois anos, a maioria das implementações tem sido tradicionalmente de ciclo combinado.

No entanto, na Califórnia, os reguladores repetidamente escolhem a energia renovável mais o armazenamento não apenas em novas plantas de gás, mas também na operação contínua de usinas de gás e petróleo, que incluem não apenas usinas de ciclo combinado, mas também usinas de ciclo único. Além disso, as ofertas de energia limpa são frequentemente lançadas a preços mais baixos do que outras opções.

A Califórnia também está ajudando a encorajar os ambientalistas em outros estados, que estão cada vez mais pedindo às empresas de servicio público que implementem opções de energia limpa em vez de construir novas usinas de gás.

Um exemplo vem do Michigan, a «Union of Concerned Scientists» estimou que o fornecedor local DTE Energy poderia economizar para seus clientes US $ 340 milhões com a implantação de energia limpa em vez da nova planta de gás que a empresa está tentando construir.

A lei exige análise financeira de novas plantas de gás em Minnesota. Quando se modelou o custo neto de um novo pico em relação ao armazenamento solar mais o armazenamento, descobriu-se que, neste momento, o armazenamento solar era competitivo, apesar da radiação solar limitada no estado do Meio-Oeste. Esses modelos levam em conta a legislação tributária federal e o Valor da Taxa Solar (VOST) exigido por Minnesota. Isso inclui um cálculo do custo social do carbono quando uma nova infraestrutura fóssil é construída.

Mas não são apenas as novas fábricas de gás que estão com problemas. A Califórnia reduziu o volume de gás natural que queima como combustível para eletricidade todos os anos desde 2014. Em todo o país, em 2017, menos gás foi consumido para gerar energia do que em 2016 e, embora o clima de inverno mais temperado e a geração mais hidrelétrica fossem fatores importante, a proporção de energia eólica e solar no mix nacional de geração também aumentou.

Preços baixos, vantagens técnicas

Isso também ocorre em meio a ofertas baixas recordes de armazenamento solar e eólico, que estão caindo a cada ano à medida que a tecnologia aumenta. No entanto, o preço não é o único fator em jogo. Enquanto as usinas de gás de ciclo único podem aumentar e diminuir sua produção rapidamente conforme a necessidade, o armazenamento da bateria tem a capacidade de fazê-lo ainda mais rapidamente, como demonstrado pela resposta da bateria Tesla a um gerador sem conexão à rede na Austrália.

Isto é de importância crítica à medida que mais e mais energia eólica e solar são adicionadas à rede, uma vez que a integração de penetrações de energia eólica e solar exige um grau muito maior de flexibilidade do resto da frota.

Além disso, as baterias podem não apenas permitir que fontes de energia renováveis ​​forneçam energia sob demanda, mas também podem fornecer outros serviços de suporte de rede, incluindo regulação de frequência e energia reativa para estabilização de tensão. Com a recente promulgação de umas regras da Federal Energy Regulatory Commission of EE. UU para que os operadores de rede valorizem as contribuições das baterias e permitam que esses recursos participem dos mercados atacadistas, novas fontes de renda adicional para as baterias estão sendo abertas.

Substituindo o que?

Ainda há muitas perguntas sobre qual papel a energia renovável desempenhará, além do armazenamento no sistema de energia maior, incluindo o que exatamente esses recursos substituirão.

«Eu não concordo que o armazenamento será prejudicial à geração (…) será prejudicial para transmissão e distribuição», argumentou o vice-presidente executivo da Invenergy e diretor de desenvolvimento, Kris Zadlo, no painel.

Se a Califórnia é um exemplo, será prejudicial para ambos. Recentemente, a Califórnia aprovou um projeto de energia limpa da empresa de serviços públicos Pacific Gas & Electric (PG & E) para substituir uma fábrica de petróleo de 40 anos em Oakland. No entanto, o projeto de PG & E estava competindo com alternativas baseadas na construção de infraestrutura física, incluindo transmissão, e não outras propostas para usinas movidas a combustíveis fósseis. E no mês passado, na Califórnia, vimos 20 cancelamentos e 23 revisões de projetos de transmissão – o que resultou em uma economia de US $ 2,6 bilhões para os clientes – devido à geração e eficiência distribuídas.

A capacidade de substituir não apenas novas usinas de gás, mas também de tornar a infraestrutura de transmissão desnecessária muda a ameaça econômica representada pela energia renovável.

Limites

No entanto, mesmo quando os projetos de energia renovável e armazenamento estão chegando a preços mais baixos e sua proliferação é maior do que a de novas usinas de gás, isso não significa que a energia eólica, solar e de armazenamento simplesmente elimina a necessidade de gás ou outra forma de geração flexível.

Os problemas técnicos de integrar níveis muito altos de energia renovável estão além do escopo deste artigo, muitos estudos concluíram que em climas nórdicos sem capacidade hidrelétrica flexível suficiente, será cada vez mais difícil e caro integrar mais de 80% de energia eólica e solar, mesmo com uma distribuição generalizada de baterias.

Uma maneira de resolver esses problemas é tornar a demanda por eletricidade mais flexível. «Os níveis de flexibilidade de demanda que precisaremos para integrar altos níveis de energia renovável levarão mais tempo do que o armazenamento de energia», disse Tanuj Deora, diretor de estratégia da Asociação de Energía Eléctrica Solar.

Mas isso sozinho não pode resolver os problemas sazonais em climas nórdicos. Sem tecnologia para armazenar eletricidade na ordem das semanas, em muitos lugares pode ser necessário gás, hidrelétricas ou alguma outra forma de geração flexível para preencher as lacunas.

«Vamos precisar de armazenamento a longo prazo, para dar uma vida muito mais longa», disse Javier Cavada, da Wärtsilä. «O íon de lítio que está sendo implementado agora é limitado.»

Cavada também acredita que as turbinas a gás de rampa mais rápidas fabricadas por sua empresa ainda são necessárias, pelo menos até que as tecnologias de armazenamento a longo prazo sejam comercialmente viáveis.

Cavada também vê a necessidade das turbinas a gás de rampa mais rápidas que sua empresa fabrica, pelo menos até que as tecnologias de armazenamento a longo prazo sejam comercialmente viáveis. «O gás fará essa transição acontecer nas próximas décadas, mas 100% das energias renováveis ​​são o lugar para onde devemos ir.»