Matéria traduzida e adaptada do inglês, publicada pela matriz americana do Epoch Times.
A energia solar e eólica estão sendo implementadas rapidamente nos Estados Unidos. Elas respondem por cerca de 19% da geração de energia hoje e podem chegar a mais de 40% até 2030. Essa energia limpa substituirá rapidamente o carvão, e muitos esperam que ela simplesmente substitua o gás natural também. Mas isso é um erro: na verdade, a energia solar e eólica dependerão do gás nas próximas décadas.
Hoje, a energia solar e eólica têm um custo relativamente baixo, e os preços provavelmente cairão ainda mais. Mas elas não são como combustíveis fósseis — elas são o que é conhecido como energia renovável variável (VRE) — o que significa que elas só produzem eletricidade quando o sol brilha ou o vento sopra.
Às vezes, essa variação é previsível. Por exemplo, a energia solar não gera energia à noite e gera menos energia no inverno. Mas algumas variações são imprevisíveis; cobertura de nuvens ou secas de vento podem durar semanas. Esses “déficits de VRE” não são um problema, desde que a energia eólica e solar sejam uma pequena porcentagem da geração de eletricidade. Mas, à medida que se tornam dominantes, como preenchemos as lacunas quando o fornecimento de VRE é baixo?
As concessionárias de energia elétrica estão atualmente adicionando muitas baterias de íons de lítio de curta duração (4 horas) para lidar com a variação diária e horária, fornecendo energia suficiente à noite, quando a demanda é alta. O DOE espera que essa tendência se acelere, mas, embora essas baterias sejam confiáveis e possam ser ligadas com o toque de um interruptor, elas só resolvem os déficits de VRE por algumas horas por vez.
Déficits de VRE de duração mais longa são outra questão. O que acontece quando os déficits duram semanas ou meses? Como mantemos as luzes acesas? Estudos detalhados — por exemplo, da Royal Society no Reino Unido — mostram que pode haver períodos prolongados de mau tempo, levando a déficits anuais de até 20% da produção total da rede (em uma rede completamente descarbonizada).
No momento, quando a demanda aumenta ou o fornecimento é interrompido, recorremos principalmente a “usinas de pico” — usinas a gás que funcionam em um único ciclo para alimentar turbinas de eletricidade. Essas usinas são menos eficientes do que as usinas de turbina a gás de ciclo combinado (CCGTs) e sua energia é mais cara, então elas são mantidas em reserva e são pagas para fornecer capacidade ociosa, garantindo que energia de emergência suficiente esteja sempre disponível. Normalmente, os operadores da rede pagam cerca de 15% da demanda de pico de energia como capacidade ociosa. Menos do que isso, e pode haver apagões. Mais do que isso, o dinheiro é desperdiçado. Embora o uso de VRE seja relativamente modesto, as usinas de pico podem cobrir os déficits de VRE.
Mas, à medida que o VRE se torna uma parcela cada vez maior da rede geral, o impacto de eventos climáticos adversos se tornará mais urgente e o fornecimento se tornará mais variável. Uma rede com 40% de VRE precisará de muito mais seguro para garantir que as luzes permaneçam acesas.
Existem alternativas à energia a gás, tecnologias que podem armazenar energia por períodos muito longos e fornecê-la sob demanda em grande escala — principalmente hidrogênio, energia hidrelétrica e ar comprimido. A energia hidrelétrica é barata de operar, uma tecnologia madura e bem estabelecida, e seus geradores duram décadas.
Mas estamos removendo mais represas do que construímos, e não há apetite dos EUA pelas dezenas de novas represas enormes que seriam necessárias. Por outro lado, o hidrogênio verde sofre de eficiência muito baixa — são necessários 100 kWh de eletricidade verde para fornecer 40 kWh de eletricidade distribuível armazenada — e é muito caro para produzir e armazenar, enquanto o transporte também é caro e pode causar emissões sérias.
Além disso, o hidrogênio não se tornará mais barato de repente, como o eólico e o solar. O ar comprimido atualmente opera com cerca de 50% de eficiência. Uma melhoria substancial exigirá resfriamento e, em seguida, reaquecimento do ar, o que é caro quando o ar é armazenado por longos períodos. E as baterias eletroquímicas agora sendo adicionadas à rede não fornecerão a combinação de longa duração, enorme escalabilidade e baixos custos que são necessários.
Isso nos deixa com gás.
Para tornar possível uma rede dominada por VRE, o gás natural deve ser usado como seguro contra déficits de VRE. É por isso que o DOE projeta que a capacidade da usina de pico realmente crescerá durante a transição para energia limpa, e por que ele também não projeta nenhum declínio significativo na capacidade de CCGT.
No entanto, a função da energia a gás mudará. Hoje, as usinas de CCGT são usadas principalmente como energia de base firme, uma fonte de energia usada 100% do tempo, com capacidade adicional disponível por meio de usinas de pico. À medida que a transição para energia verde estiver totalmente em andamento, as usinas de CCGT deixarão de produzir energia de base para fornecer seguro contra interrupção do fornecimento, assim como as usinas de pico fazem hoje.
Eventualmente, podemos esperar construir uma rede verde sem emissões. Nesse mundo, as emissões de gás acabarão sendo eliminadas por completo. Talvez o gás seja substituído por novas fontes de combustível, como geotérmica ou mesmo fusão, a captura de carbono pode eliminar as emissões de usinas de energia a gás, ou as tecnologias de armazenamento escaláveis podem finalmente amadurecer para que possam se tornar o seguro de energia do amanhã. No geral, porém, está claro que não temos toda a tecnologia de que precisamos e que precisamos nos esforçar muito mais para melhorar essas tecnologias críticas, muitas das quais ainda não estão prontas para implantação comercial completa.
Enquanto isso, temos que entender que, nos Estados Unidos, o gás será um facilitador crítico da energia eólica e solar, fornecendo a confiabilidade para a rede que a energia eólica e solar sozinhas não podem. Se levarmos a sério a descarbonização, é disso que precisamos: uma visão realista do curto e médio prazo, um compromisso financeiro massivo para desenvolver as tecnologias críticas que fornecerão energia barata e confiável e uma compreensão realista do papel mutável, mas ainda crítico, do gás em uma rede descarbonizante, onde ainda será necessário nas próximas décadas.
As opiniões expressas neste artigo são as opiniões do autor e não refletem necessariamente as opiniões do Epoch Times
