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.

Centrais eléctricas de mudança rápida de carga vs. alta eficiência
Quem matou o carro elétrico no início do século XX? A bateria de chumbo-ácido. O mesmo se aplica a qualquer ideia de baterias à escala da rede no passado.

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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Resumo
	Para atingir os objectivos de otimização de custos necessários, não podemos separar o problema da energia de todos os outros problemas: outro grande problema é a habitação.

Introdução
	Muitas imaginações sobre o nosso futuro foram criadas no passado com parâmetros completamente diferentes. Conclusões do passado não controladas põem em perigo o nosso futuro com custos insuportáveis.

A minha experiência pessoal com uma transição de rentabilidade
	Os pássaros podem voar sem conhecerem todos os termos da aerodinâmica. Reagi com a minha alteração de conceção a uma "transição de rentabilidade" em curso sem conhecer o termo neste momento.

Transição energética
	O longo caminho da eletricidade aleatória proveniente do sol e do vento para a eletricidade 24×365. As transições de rendibilidade supervisionadas devem ser consideradas como acidentes graves.

Rendimento solar e conversão em eletricidade 24×365
	A vasta gama de rendimento solar torna-se muito mais ampla após a conversão do rendimento bruto em eletricidade 24×365. 6 exemplos da nossa pesquisa em 50 locais.

O princípio GEMINI: dupla utilização das terras
	O objetivo final do princípio GEMINI é que não haja uma melhor central de energia solar, nem uma melhor habitação possível no mesmo terreno.

Aglomerados de carregamento rápido fora da rede
	Pode começar em pequena escala, algures numa aldeia, com uma única casa GEMINI com uma grande garagem fotovoltaica e um carregamento de 100 kW de corrente contínua.

Indústria de elevada intensidade energética
	Em tempos, desenvolvi uma escala para as possibilidades de energia solar fora da rede, em função do tamanho da energia fotovoltaica. Mas agora é preciso dar um grande salto para cima nesta escala: indústria de funcionamento e de energia intensiva.

Agricultura: Quantos metros quadrados precisa um ser humano para a sua alimentação?
	A humanidade começou como caçadores e recolectores. Há 12.000 anos, 500.000 m² a 2.500.000 m² por ser humano. Com a revolução agrícola, a utilização do solo foi reduzida em duas magnitudes.

Conclusão
	Todos os parâmetros estão em constante mudança. Temos de verificar todos os parâmetros e prever o desenvolvimento para um futuro previsível.

Referências
	Notícias e declarações sobre temas actuais relacionados com a transição energética, a protecção do clima e a necessária evolução para a prosperidade global.