Featured08/11/2021
Energia eólica: a combinação com a energia solar pode suprir a maior parte das necessidades dos países industrializados. Crédito: Pixabay/CC0 Public Domain
Com os olhos do mundo na cúpula do clima COP26 das Nações Unidas em Glasgow, Escócia, as estratégias para descarbonizar a infraestrutura de energia são um tema de tendência. Ainda assim, os críticos das energias renováveis ​​questionam a confiabilidade dos sistemas que dependem de recursos intermitentes. Um estudo recente liderado por pesquisadores da Universidade da Califórnia em Irvine (EUA) abordou a questão da confiabilidade de frente. Seus resultados foram divulgados em artigo na revista Nature Communications.
No texto, os autores, incluindo especialistas da Universidade Tsinghua, da China, do Carnegie Institution for Science e do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), dos EUA, disseram que a maior parte da demanda atual de eletricidade em nações industrializadas avançadas pode ser atendida por alguma combinação de energia eólica e solar. Mas essa descoberta positiva vem com a ressalva de que esforços extras serão necessários para suprir completamente as necessidades dos países.
Os sistemas mais confiáveis, dominados pela energia eólica, conseguem atender às necessidades de eletricidade dos países estudados de 72% a 91% das vezes, mesmo sem armazenamento de energia, de acordo com o estudo. Com a adição de 12 horas de capacidade de armazenamento de energia, os sistemas tornam-se dominados pela energia solar e podem satisfazer a demanda de 83% a 94% das horas.
Dados de 39 anos
"A energia eólica e a solar podem atender a mais de 80% da demanda em muitos lugares sem grandes quantidades de armazenamento ou excesso de capacidade de geração, que é o ponto crítico", disse o coautor Steve Davis, professor de ciência do sistema terrestre da Universidade da Califórnia em Irvine. "Mas dependendo do país, pode haver muitos períodos de vários dias ao longo do ano, quando alguma demanda precisará ser atendida por armazenamento de energia e outras fontes de energia não fósseis em um futuro com zero carbono."
A equipe analisou 39 anos de dados de demanda de energia por hora de 42 países importantes a fim de avaliar a adequação dos recursos de energia eólica e solar para atender às suas necessidades. Eles descobriram que uma conversão completa para recursos de energia sustentáveis ​​pode ser mais fácil para países maiores e de latitudes mais baixas, que podem contar com a disponibilidade de energia solar ao longo do ano.
"Os dados históricos mostram que os países que estão mais distantes do equador podem ocasionalmente experimentar períodos chamados de 'marasmo escuro', durante os quais a disponibilidade de energia solar e eólica é muito limitada", disse a autora principal Dan Tong, professora assistente de ciência do sistema terrestre na Universidade Tsinghua. "Uma ocorrência recente desse fenômeno na Alemanha durou duas semanas, forçando os alemães a recorrer à geração despachável, que em muitos casos é fornecida por usinas de queima de combustível fóssil."
Objetivo atingível
Entre as abordagens sugeridas pelos pesquisadores para aliviar esse problema estão o aumento da capacidade de geração que excede a demanda anual, o desenvolvimento de capacidades de armazenamento de longo prazo e a combinação de recursos de várias nações em uma massa continental.
"A Europa é um bom exemplo", disse Tong, que começou seu trabalho neste estudo como pós-doutoranda no Departamento de Ciência do Sistema Terrestre da Universidade da Califórnia em Irvine. "Muita consistência e confiabilidade podem ser fornecidas por um sistema que inclui recursos solares da Espanha, Itália e Grécia com vento abundante disponível na Holanda, Dinamarca e região do Báltico."
Os pesquisadores descobriram que um sistema de energia eólica e solar poderia fornecer cerca de 85% da demanda total de eletricidade dos Estados Unidos, e essa quantidade também poderia ser aumentada por meio do aumento da capacidade, adição de baterias e outros métodos de armazenamento e conexão com outros parceiros nacionais no continente norte-americano.
"Em todo o mundo, existem algumas restrições geofísicas definitivas em nossa capacidade de produzir eletricidade com zero de carbono", disse Davis. "Tudo se resume à diferença entre o difícil e o impossível. Será difícil eliminar completamente os combustíveis fósseis de nosso conjunto de geração de energia, mas podemos atingir esse objetivo quando as tecnologias, a economia e a vontade sociopolítica estiverem alinhadas."