Solar e eólica competem com usinas de carvão quando se trata de sistemas de armazenamento de energia. O armazenamento de energia torna a rede elétrica mais limpa?  Naga Srujana Goteti Doutoranda em Energia e Sustentabilidade, Rochester Institute of Technology abordou o tema em artigo publicado no site The Conversation. Confira!

O armazenamento de energia torna a rede elétrica mais limpa?


Energia livre de carbono: a resposta está soprando no vento? Talvez, mas o vento nem sempre sopra, nem o sol sempre brilha. A energia gerada pelo vento e pela energia solar é intermitente, o que significa que a eletricidade gerada sobe e desce de acordo com o clima.

O armazenamento de energia torna a rede elétrica mais limpa?
by pixabay


Mas a saída da rede elétrica deve ser controlável para corresponder à demanda variável dos consumidores segundo a segundo. Assim, a intermitência da energia eólica e solar é um desafio operacional para o sistema elétrico.

O armazenamento de energia é uma solução amplamente reconhecida para o problema das energias renováveis ​​intermitentes. A idéia é que o armazenamento é carregado quando o vento está soprando ou o sol está brilhando, e depois descarrega mais tarde quando a energia é necessária. Armazenamento para a rede pode ser uma bateria química como os que usamos em dispositivos eletrônicos, mas também pode assumir a forma de bombeamento de água até uma colina a um reservatório e gerar eletricidade quando deixá-lo fluir de volta para baixo, ou armazenar e descarregar ar comprimido em uma caverna subterrânea.

A forma de armazenamento de energia mais amplamente utilizada na rede elétrica é bombear água para cima e, em seguida, liberá-la nos horários de pico para operar uma turbina elétrica.  

Motivado pela visão de que o armazenamento é uma tecnologia “verde”, os governos estão promovendo cada vez mais o armazenamento de energia distribuída e em escala de serviços públicos. Por exemplo, em novembro de 2017, o governador de Nova York, Andrew Cuomo, assinou um projeto de lei que determina as metas de adoção de armazenamento até 2030 . Outros estados com políticas semelhantes são Oregon, Massachusetts, Califórnia e Maryland. Empresas como a Tesla também têm promovido sistemas de armazenamento como tecnologias limpas.

Mas os grandes sistemas de armazenamento reduzem as emissões em nossas redes atuais? Em um estudo recente , descobrimos que este não é necessariamente o caso - um reflexo de quão complexo o sistema elétrico pode ser.

O papel do carvão


Como o armazenamento pode permitir que as energias renováveis ​​atendam à demanda em constante mudança, muitas vezes presumimos que a tecnologia é inerentemente verde - isto é, ao adicionar armazenamento e renováveis ​​à rede, reduzimos as emissões de gases do efeito estufa. É semelhante a perceber que os computadores podem fornecer benefícios de educação e produtividade e, em seguida, assumir que tudo que uma pessoa faz em um computador é educacional ou produtivo. Para armazenamento de energia e computadores, depende de como você o usa.

Em nossa análise, descobrimos que adicionar armazenamento pode, para algumas redes, aumentar as emissões de carbono. Embora contra-intuitivo à primeira vista, esse resultado faz sentido quando se considera como as redes elétricas são operadas. De um modo geral, toda a rede dos EUA é operada como um conjunto de sub-redes regionais que cobrem os EUA como uma colcha de retalhos.

O armazenamento de energia não tem emissões de fumaça, como usinas a carvão ou a gás natural. Mas o novo armazenamento afeta a operação de outras usinas na rede, resultando em um aumento ou uma diminuição nas emissões de carbono, dependendo do tipo de usinas que fornecem eletricidade para essa região.

Na maioria dos casos, os sistemas de armazenamento nos EUA operam para maximizar o lucro. Para isso, o armazenamento “baixa e vende alto.” A eletricidade é tipicamente barata à noite, quando a demanda é baixa e mais cara durante o dia, especialmente quando as pessoas estão chegando do trabalho e ligando um monte de eletrodomésticos. Assim, os operadores de sistemas de armazenamento tendem a comprar à noite e vender durante o dia. O efeito líquido do armazenamento nas emissões depende, portanto, de que tipo de geradores são usados ​​para atender à nova demanda durante a noite em comparação com o dia.

Em redes com muita energia de carvão - os estados do Centro-Oeste, do Oeste e do Sul dependem fortemente do carvão - as usinas de carvão são normalmente usadas para atender pequenas mudanças na demanda à noite. Plantas de gás natural tendem a trabalhar durante o dia para atender a demanda de pico. Nessas redes de eletricidade, o armazenamento tende a carregar a energia do carvão à noite, deslocando a energia do gás natural durante o dia.

O poder do carvão é uma fonte de eletricidade mais poluente do que o gás natural, com cerca de duas vezes as emissões de carbono para cada unidade de eletricidade produzida. Portanto, em locais onde o novo armazenamento significa mais geração de carvão e menos gás natural, o armazenamento aumentará as emissões totais de carbono da rede.

No Meio-Oeste, descobrimos que adicionar uma capacidade de armazenamento de 3 gigawatts, energia suficiente para abastecer cerca de 500 mil residências nos EUA, eleva as emissões de carbono, o equivalente a adicionar 6.700 carros por ano à estrada. E à medida que mais armazenamento é adicionado, as emissões de carbono aumentam.

Por outro lado, descobrimos que em Nova York, um estado com muito pouca energia a carvão, a adição de armazenamento reduz as emissões de carbono. O Centro-Oeste é atualmente a rede de eletricidade mais suja nos EUA, e Nova York é uma das mais limpas, então outras regiões cairiam em algum lugar entre elas.

Nem sempre é fácil ser verde


Então, como podem os planejadores da rede alcançar a promessa de um casamento feliz entre armazenamento e renováveis, supondo que eles tenham que morar na mesma casa com o velho tio Carvão?

Uma possibilidade é que, mesmo com o armazenamento operando para maximizar o lucro, adicionar vento e energia solar suficientes à rede possa neutralizar o efeito do carvão. Com excesso suficiente de energia renovável, o armazenamento sob qualquer forma - baterias ou reservatórios de água, por exemplo - usaria preferencialmente a energia solar e eólica, porque são as fontes mais baratas quando o suprimento de energia excede a demanda. O armazenamento ainda estaria mudando a energia do carvão da noite para o dia, mas permitir mais energias renováveis ​​seria suficiente para compensar as emissões extras.


As regulamentações podem ser projetadas de modo que os sistemas de armazenamento de energia sejam carregados com excesso de eletricidade do vento e da energia solar, o que é um passo para tornar o armazenamento mais limpo.  

Estudamos isso e descobrimos que, para a rede Centro-Oeste, há um ponto de virada quando a energia eólica e solar atinge cerca de 18% da capacidade total de geração: nesse ponto, a adição de armazenamento começa a diminuir em vez de aumentar as emissões. O atual nível de adoção é de 10%, portanto levaria algum tempo até que o armazenamento no Meio-Oeste reduzisse as emissões.

Outra opção é mudar a forma como o armazenamento é operado. Com um preço modesto no carbono, por exemplo, o custo de diferentes geradores mudaria de forma que o armazenamento cobrava com menos frequência das usinas de carvão, reduzindo as emissões mesmo na malha do meio-oeste do carvão.

Embora um imposto nacional sobre carbono não pareça provável em um futuro próximo, há outros caminhos para garantir os resultados ecológicos do armazenamento. Por exemplo, os estados podem implementar políticas que incentivem o uso de recursos de carbono zero em vez de carvão.

Independentemente disso, o armazenamento sempre nos ajudará a usar mais nossas fontes de eletricidade de baixo custo. A questão é se isso é carvão, nuclear ou renováveis.

Ver artigo original.

Naga Srujana Goteti, PhD Student in Energy and Sustainabiltiy, Rochester Institute of Technology; Eric Hittinger, Assistant Professor of Public Policy, Rochester Institute of Technology, and Eric Williams, Associate Professor of Sustainability, Rochester Institute of Technology This article was originally published on The Conversation.  sob licença Creative Commons.
Compartilhe esta postagem em suas Redes Sociais!

.
Aproveite e veja outras publicações!
Confira as mais lidas na barra lateral.
Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

0 comentários:

Postar um comentário

 
Top