2.000 gigawatts de energia solar necessários para 100% de energia renovável

Pesquisadores de Stanford têm um plano que equilibraria 2.000 GW de capacidade solar e 2.300 GW de energia eólica com 3.300 GW de capacidade de bateria e uma grande quantidade de carga flexível. Os consumidores economizariam 64% nas contas totais de energia, em parte devido à eletrificação do transporte e do aquecimento.

Os EUA precisariam de 1.500 GW de energia solar em grande escala e 500 GW de energia solar em telhados para atingir 100% de energia renovável até 2050, de acordo com umplano Desenvolvido pelo professor de engenharia de Stanford, Mark Jacobson, e sete coautores. A capacidade da bateria de 3.300 GW equilibraria a energia solar e eólica — auxiliada por 512 GW de carga flexível média anual.

Vários estados adotaram uma meta política de 100% de eletricidade renovável até 2050, mas o plano de Stanford iria além, eletrificando todo o transporte e aquecimento. A carga flexível para ajudar a equilibrar as energias renováveis variáveis incluiria casos de uso para armazenamento de frio, armazenamento de calor, resposta à demanda e produção de hidrogênio para uso em caminhões movidos a células de combustível.

Os autores afirmam que "devemos interromper" 80% das emissões de combustíveis fósseis até 2030 para evitar um aquecimento global de 1,5°C, citando um estudo anterior. Atingir 80% da meta final de energia solar dos EUA até 2030, partindo do nível atual de cerca de75 GWdc , exigiria uma taxa de crescimento anual composta de 36% nas instalações solares, com base numa relação CC-CAproporção de 1,33 . Essa taxa de 36% é notavelmente mais agressiva do que o crescimento anual de 18%.alvopela Associação das Indústrias de Energia Solar.

Atingir 80% dos 3.300 GW de capacidade de bateria previstos pelos planos de Stanford até 2030, partindo do nível atual dos EUA de1 GW exigiria uma taxa de crescimento anual composta de pouco mais de 100%. Isso se compara a uma Associação de Armazenamento de EnergiapublicarcitandoTom Leyden, diretor sênior da EDF Renewables North America, disse: " Nos próximos 3 a 5 anos, vocês verão um crescimento tremendo" no armazenamento, já que "alguns consultores estimam que haverá um crescimento de 14 vezes nos próximos quatro ou cinco anos", enquanto um período de 3 anos representaria uma taxa de crescimento anual em instalações de 100%.

Com o plano, os consumidores economizariam 64% em seus custos anuais de energia em 2050, em comparação com um cenário de "manutenção normal", devido à energia solar e eólica de baixo custo, além da economia gerada por bombas de calor de alta eficiência energética, veículos elétricos e veículos movidos a células de combustível. A economia, considerando as mortes e doenças evitadas pela poluição do ar e os benefícios climáticos, é maior, com custos 87% menores do que no cenário de "manutenção normal".

O plano identifica vários processos industriais que podem operar amplamente em períodos de alta geração renovável, proporcionando assim carga flexível: 'liquefação de ar; metalurgia de indução e panela; bombeamento de água com acionamentos de velocidade variável; e produção por eletrólise de alumínio, cloro-álcali, hidróxido de potássio, magnésio, clorato de sódio e cobre.' Outras pesquisas identificaram um meio de operardessalinizaçãocomo uma carga flexível também.

O roteiro, que consiste em planos para cada região do mundo, precisaria de "apenas 0,17% e 0,48% de terra para pegada e espaço, respectivamente" em uma base global, dizem os autores.

Para conduzir sua análise, os pesquisadores de Stanford usaram o modelo LOADMATCH, que "combina o fornecimento variável de energia com a demanda variável, armazenamento e resposta à demanda... a cada 30 segundos em cada região de 2050 a 2052", conforme ilustrado neste conjunto complexo de gráficos, que o artigo explica:

A modelagem partiu de uma premissa simplificadora de "transmissão perfeita" — ou seja, sem congestionamento. O artigo citou pesquisas anteriores que demonstravam que, se o congestionamento na transmissão de longa distância for um problema, "aumentar a capacidade de transmissão aliviará o congestionamento com apenas um aumento modesto no custo".

O artigo da equipe de Stanford, 'Impactos dos planos de energia do Novo Acordo Verde na estabilidade da rede, custos, empregos, saúde e clima em 143 países', foipublicadona revista One Earth e também está disponível em PDF.

Citações de notícias da PV-Magazine em 6 de janeiro de 2020