Centrais eléctricas de mudança rápida de carga vs. alta eficiência
Eis um exemplo atual de aumento dos custos e das emissões de CO2 ao ignorar uma transição de rentabilidade.
Há algumas décadas, ninguém imaginava que a energia solar e a energia eólica pudessem produzir mais eletricidade do que todas as centrais calóricas juntas. Voltemos a este tempo para compreender o contexto histórico:
Existem as centrais eléctricas de pico, que funcionam principalmente ao meio-dia. Podem mudar a carga rapidamente, pelo que não há problema em substituí-las num dia de sol por eletricidade solar. As centrais eléctricas de média carga também não são um problema. Mas talvez venhamos a ter tanta energia fotovoltaica no futuro que teremos mesmo de desligar as centrais eléctricas de base. Mas estas centrais de carga de base têm um decréscimo demasiado lento para estarem desligadas até ao meio-dia e um aumento demasiado lento para terem potência total ao pôr do sol. Assim, as centrais eléctricas de carga de base são inimigas da transição energética; congestionam a rede! Na verdade, declarações como esta ainda eram proferidas por políticos Verdes de alto nível na Alemanha, mesmo em 2025. A conclusão: Todas as novas centrais eléctricas têm de ser para mudanças rápidas de carga.
Quem matou o carro elétrico no início do século XX? A bateria de chumbo-ácido. O meu Tesla Y com baterias de chumbo-ácido teria 20 kWh de capacidade e 100 km de autonomia, 40 kW de potência máxima e a bateria teria de ser substituída a cada 6 000 km. Não é brincadeira, foi uma experiência dolorosa no meu primeiro teste de scooters eléctricas, de 2006 a 2009 (1).
O mesmo se aplica a qualquer ideia de baterias à escala da rede. Assim, o ideal da central eléctrica de mudança rápida nasceu para lidar com as mudanças na energia fotovoltaica e eólica.
Este era o contexto histórico há cerca de três décadas. É chocante o facto de ainda estarmos na primeira fase da transição energética. Existem 3 fases de utilização de energias renováveis provenientes do sol e do vento:
- Aleatoriamente, o sol brilha ou o vento sopra, e nós reduzimos a produção das centrais eléctricas calóricas.
- 24-eletricidade, fornecimento estável ao longo de um dia; as baterias tornam possível uma cooperação entre o sol, o vento e as centrais de energia calórica.
- Eletricidade 24×365, um fornecimento estável para todos os dias do ano, e o combustível fóssil para as centrais calóricas é substituído por energia para X.
Na primeira fase, a ideia é, sempre que o sol brilha ou o vento sopra, diminuir a produção das centrais calóricas. No sentido inverso, aumentar a produção das centrais calóricas logo que escureça ou não haja vento. Foi nessa altura que surgiu o desejo de todas as centrais eléctricas poderem fazer mudanças rápidas de carga.
Este método tem um limite: não é possível desligar mais centrais eléctricas do que as que estão em funcionamento. Devido a este limite e ao facto de as pessoas não estarem dispostas a pensar no futuro, durante muitos anos, 70 GW foram citados como o objetivo de expansão da energia fotovoltaica na Alemanha. Nem sequer pensaram que as energias renováveis têm de evoluir da aleatoriedade para a 24-eletricidade. Porquê? As baterias de lítio eram, na altura, demasiado caras para essa tarefa e não estavam convencidos de que isso pudesse mudar. Isto apesar de todas as experiências com descidas de preços em indústrias emergentes.
24-eletricidade é uma cooperação entre as energias renováveis e as centrais calóricas. Há uma previsão do tempo e da procura: no dia seguinte, dividimos a produção em 80% de energias renováveis e 20% de centrais térmicas. Quando há 10 centrais térmicas, deixamos apenas 2 delas funcionar com a maior eficiência. Todas as diferentes produções de energia fotovoltaica e eólica durante o dia são compensadas por baterias. Surpreendentemente, a necessidade de mudanças rápidas de carga nas centrais eléctricas desapareceu. As baterias tornam possível uma mudança de carga tão lenta que até a central de carga de base com mudanças mais lentas pode acompanhar.
Vejamos a situação atual das novas centrais eléctricas a construir na Alemanha.
10% menos CAPEX 10% menos gás natural para queimar já é uma enorme diferença para a versão de bateria optimizada em termos de eficiência. Mas, pensando no passado, continuam a falar de centrais eléctricas de mudança rápida de carga.
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