A Energia Solar vale a pena?

Um artigo sobre energia solar alerta para necessidade de calcular o custo do insumo de forma completa. Isto pode ajudar o contribuinte de cada local, mas também o próprio consumidor e o governo. O artigo foi escrito para o estado do Mississípi, mas o cerne da análise é válido para qualquer situação. Eis alguns trechos (traduzido via Vivaldi): 

Os moradores do Mississippi são constantemente informados de que fontes de energia renovável, como painéis solares, são agora as maneiras mais baixas de gerar eletricidade, mas essas afirmações são baseadas em truques contábeis criativos que examinam apenas uma pequena parte das despesas incorridas para integrar a energia solar na rede excluindo muitos outros.

Quando essas despesas ocultas são contabilizadas, fica óbvio que a energia solar é muito mais cara que as usinas de carvão, gás natural e nuclear do Mississippi e que adicionar mais energia solar aumentará os preços da eletricidade para as famílias e empresas que dependem dela. Uma das maneiras mais comuns de estimar o custo de geração de eletricidade a partir de diferentes tipos de usinas é uma métrica chamada Custo nivelado de energia, ou Levelized Cost of Energy (LCOE)

O LCOE é uma estimativa do custo médio de longo prazo da produção de eletricidade a partir de uma usina. Esses valores são estimados assumindo os custos da usina, como o dinheiro necessário para construí-la e operá-la, os custos de combustível e o custo para emprestar dinheiro e dividindo-os pela quantidade de eletricidade gerada pela usina (geralmente megawatt-hora), durante sua vida útil.

Em outras palavras, as estimativas do LCOE são essencialmente como calcular o custo do seu carro em uma base de milha após contabilizar despesas como investimento inicial de capital, pagamentos de empréstimos e seguros, custos de combustível e manutenção.

(...) a eletricidade gerada por novos painéis solares custaria US $ 50,67 por megawatt-hora ao considerar o fato de que as concessionárias podem aumentar os preços da eletricidade para cobrir o custo de construção de novas instalações solares que recebam aprovação da Comissão de Serviço Público do Mississippi, mais uma taxa de retorno de dez por cento, mostrada como "lucro".

Essas estimativas de custo são, devo salientar, para o custo não subsidiado da energia solar - o que você pode chamar de custo real ou subjacente de produzi-lo. Isso importa porque a enorme lei de redução de inflação de US $ 370 bilhões do governo Biden oferece subsídios maciços para a energia solar, que na superfície parecem reduzir o custo da energia solar. Na realidade, o que os subsídios do IRA fazem é reduzir o custo pago por alguns, repassando os custos ao contribuinte. O subsídio, em outras palavras, não altera os custos subjacentes da energia solar, que permanecem pouco atraentes, independentemente de quantos incentivos o governo federal nos oferece para irmos à energia solar.

(...) Mas espere, há mais.

Os painéis solares não são apenas mais caros do que as usinas de gás natural, carvão e nuclear existentes na rede elétrica do Mississippi, mas também fornecem menos valor porque não fornecem eletricidade se o sol não estiver brilhando, o que é na maioria das vezes. .

Estatísticas da EIA mostram que as instalações solares no Mississípi geraram apenas cerca de 22% de sua produção potencial em 2021, o que significa que as empresas de serviços públicos precisariam instalar 450 megawatts (MW) de energia solar para gerar 100 MW de eletricidade, em média, ao longo de um ano, exigindo uma enorme capacidade de excesso para obter a mesma produção anual de energia.

Criar uma rede elétrica capaz de incorporar todos esses painéis solares extras exigirá levar milhares de acres de terra, construir mais linhas de transmissão para conectar esses painéis à rede e mover a energia para onde é necessária. Esses custos, incluindo os impostos sobre a propriedade associados à terra, às linhas e aos outros equipamentos, serão repassados aos clientes através de suas tarifas de eletricidade.

De acordo com o Operador de sistemas independentes do meio-continente (MISO), essas linhas de transmissão custam rotineiramente entre US $ 2,5 milhões e US $ 3,1 milhões por milha. Apesar de seu enorme preço, os defensores da energia solar geralmente não incluem esses custos de transmissão em seus cálculos de LCOE porque são inconvenientes.

Por fim, é importante lembrar que não importa quantos painéis solares estejam instalados no Mississípi, as necessidades de eletricidade do estado ainda exigirão o uso de usinas de gás natural ou novas e caras instalações de armazenamento de baterias para fornecer eletricidade quando o sol não estiver brilhando, o que acontece toda noite. Como resultado, as famílias e empresas do Mississípi são forçadas a pagar por dois sistemas elétricos: um que funciona quando o sol está saindo e outro que funciona quando não está. (...)

O texto possui, obviamente, um viés, mas alerta para necessidade de decidir baseado em dados. No caso, dados de custos. Há diversos aspectos não considerados na análise, como a existência de um custo político pela dependência energética (favorável à energia solar), o custo de oportunidade da terra (desfavorável), entre outros pontos. Mas veja como é importante discutir com dados. 

Custo da energia renovável em queda, mas não significa seu uso

Texto do Popsci destaca que a energia solar ficou barata (postamos sobre isto recentemente). E questiona a razão de não estar usando mais. 

Sobre o custo, eis um trecho:

Quando se trata do custo da energia de novas usinas, a energia eólica onshore e a solar são agora as fontes mais baratas - custando menos do que gás, geotérmico, carvão ou nuclear.

Solar, em particular, barateou em um ritmo alucinante. Há apenas 10 anos, era a opção mais cara para construir um novo empreendimento energético. Desde então, esse custo caiu 90%, de acordo com dados do Relatório de Custo Nivelado de Energia e destacado recentemente por Our World in Data . Painéis solares em escala de serviço público são agora a opção mais econômica de construir e operar. A energia eólica também apresentou um declínio dramático - os custos de vida útil de novos parques eólicos caíram 71% na última década.

Existem algumas explicações para isto:

[A Energia] Solar tornou-se barato devido a forças chamadas curvas de aprendizado e ciclos virtuosos (...) Aproveitar a energia do sol costumava ser tão caro que só era usado para satélites. Em 1956, por exemplo, o custo de um watt de capacidade solar era de US $ 1.825. (Agora, a energia solar em escala de serviço público pode custar tão pouco quanto $ 0,70 por watt .)

O ciclo virtuoso, uma das explicações é o seguinte:

Quanto mais painéis eram produzidos para satélites, mais seu preço diminuía e mais eles eram adotados para outros nichos. Como o custo diminuiu ainda mais devido a melhorias tecnológicas e ao aumento das economias de escala, a energia solar foi capaz de finalmente estrear como uma fonte de energia de uso geral viável. Desde 1976, cada duplicação da capacidade solar levou a um declínio médio de 20,2% no preço dos painéis.

Há também o investimento do governo na tecnologia. Entretanto, as fontes renováveis ainda não são adotadas substancialmente na maioria dos países (o Brasil é um exceção). Há alguns desafios tecnológicos (como levar a energia produzida em um lugar para outro ou como armazenar a energia para ser usada quando estiver de noite). A explicação pode estar no custo perdido (o texto não usa este termo e faz uma confusão entre custo e gasto):

“Temos usinas fósseis onde já pagamos para construí-las e o custo de produção de mais uma unidade de eletricidade é mais barato do que usar a infraestrutura existente do que construir uma nova infraestrutura na maioria dos casos. Portanto, considerando que já pagamos o custo inicial dessa infraestrutura de combustível fóssil, a economia ainda não se alinha quando vamos facilitar uma rápida eliminação das usinas de combustível fóssil antes do final de seu ciclo de vida. ”

Isso pode mudar em breve, no entanto. O custo de construção de novas energias renováveis ​​está se tornando cada vez mais competitivo com o custo de adicionar capacidade adicional às instalações de combustíveis fósseis existentes. Na análise da Lazard de 2020, os custos vitalícios (quando incluindo subsídios) de energia são $ 31 por megawatt-hora para energia solar e $ 26 por megawatt-hora para vento. O custo de aumentar a capacidade foi de $ 41 para carvão e $ 28 para gás natural.

Outra questão são os contratos de longo prazo:

Além de já estar fortemente investido em combustíveis fósseis, há muita inércia no sistema devido aos contratos de longo prazo entre concessionárias, produtores de energia e mineradoras. E como o uso total de energia do país não aumenta tanto a cada ano, não há muito incentivo para construir novas energias renováveis.

E a questão tecnológica (comentado anteriormente):

O sol e o vento não são consistentes ao longo do dia ou do ano, e às vezes os melhores lugares para ter energia não têm muitas pessoas morando lá. As partes mais ventosas do país - geralmente nas regiões do interior como as Grandes Planícies - têm menos pessoas para usar essa energia do que as cidades costeiras superlotadas. A envelhecida rede elétrica americana não tem atualmente a capacidade de distribuir energia de fontes renováveis ​​por longas distâncias, diz Matt Oliver, economista de energia do Instituto de Tecnologia da Geórgia.

Esses desafios de intermitência e geografia não são intransponíveis - baterias e água podem armazenar energia e melhores sistemas de transmissão podem ser construídos. Mas as soluções exigirão investimentos maciços para desenvolver e construir a infraestrutura necessária.

Custo da eletricidade

 

Se for verdade é uma boa notícia. O custo - US$/MwH - da energia solar saiu de 359 dólares para 40, em 2019. Isto torna este tipo de energia o mais barato que existe hoje, com a vantagem de ser renovável. 

Se você quer saber como será o futuro, uma das perguntas mais úteis a se fazer é quais tecnologias seguem a Lei de Wright e quais não.

A maioria das tecnologias obviamente não segue a Lei de Wright - os preços das bicicletas, geladeiras ou usinas a carvão não caem exponencialmente à medida que produzimos mais deles. Mas aqueles que seguem a Lei de Wright - como computadores, energia solar fotovoltaica e baterias - são aqueles que devem ser observados. Eles podem ser encontrados inicialmente apenas em aplicações de nicho, mas algumas décadas depois eles estão em toda parte.

Se você não sabe que a tecnologia segue a Lei de Wright, você pode errar muito em suas previsões. No início da era da computação em 1943, o presidente da IBM, Thomas Watson, disse a famosa frase: “Acho que existe um mercado mundial para talvez cinco computadores”. Na faixa de preço dos computadores da época, isso talvez fosse perfeitamente verdade, mas o que ele não previu foi a rapidez com que o preço dos computadores cairia. De seu nicho inicial, quando talvez houvesse realmente apenas demanda por cinco computadores, eles se expandiram para mais e mais aplicativos e o ciclo virtuoso fez com que o preço dos computadores diminuísse cada vez mais. O progresso exponencial dos computadores expandiu seu uso de um pequeno nicho para a tecnologia definidora de nosso tempo.

Energia Verde será secundária por muitos anos

É sempre bom ler um artigo que desafia o pensamento típico com bons argumentos. Este é o caso do artigo de Gail Tverberg, no blog Our Finite World (via aqui). Tverberg argumenta que não é possível um mundo futuro baseado na chamada energia “verde” (hidráulica, solar e eólica). São vários os argumentos, mas gostaria de destacar dois deles.

O primeiro é que estas fontes de energia são intermitentes. Ou seja, está disponível quando o sol estiver brilhando ou o vento soprando. Mas muitas aplicações da indústria a intermitência é um problema. Se você quiser usar um elevador, a energia intermitente pode significar que a máquina pararia de funcionar se não existir vento soprando. Isto é válido para uma série de situações, o que faz com que a energia verde tenha uma limitação de uso. Conforme lembra Tverberg, para ser útil, a eletricidade precisa estar disponível quando existir uma demanda por parte dos usuários. A luz solar pode ser uma boa fonte de energia em dias claros, mas não em períodos nublados ou durante o período noturno. Talvez por este motivo, a energia verde é responsável por uma parcela bem reduzida do abastecimento mundial: aproximadamente 10% tem sua origem nos ventos, no sol ou na força dos rios (gráfico). E isto não deve mudar tão cedo.

O segundo aspecto interessa ao leitor do blog. Refere-se ao custo de produção. Para Tverberg, não sabemos efetivamente quando custa produzir a energia verde, uma vez que em muitos locais do mundo há um forte subsídio para este setor. E parte deste recurso é proveniente do petróleo e derivados. Assim, não é possível comparar a energia verde com as fontes predominantes e afirmar, como pretendem alguns, que os custos estão cada vez mais próximo. Na visão do texto, há ainda um grande futuro para as fontes tradicionais de energia.

A maior usina de energia solar do mundo

Pegue 300.000 "espelhos" controlados por computador, cada um com 2 metros de altura e 3 metros de largura, e faça com que eles focalizem a luz do sol para o topo de três torres de 140 metros de altura, onde a água se transforma em vapor para turbinas de energia. O que você consegue com isso? A maior usina de energia solar do mundo.

A planta do Ivanpah Solar Electric Generating System (em tradução livre, Sistema Gerador de Energia Solar Ivanpah) ocupa cerca de 12 quilômetros quadrados de terras federais perto da fronteira dos estados da Califórnia e Nevada, nos EUA.

A usina, adiada por questões regulatórias e legais, é um esforço conjunto da NRG Energy, da BrightSource Energy e do Google, e finalmente foi aberta para negócio no último dia 13 de fevereiro.

Segundo nota oficial, o Ivanpah Solar Electric Generating System já está operacional e entregando eletricidade solar para clientes da Califórnia.

Em plena capacidade, as suas torres produzem um total bruto de 392 megawatts (MW) de energia solar, energia suficiente para fornecer eletricidade “limpa” a 140 mil casas no estado californiano e evitar 400.000 toneladas métricas de dióxido de carbono por ano, o equivalente a remoção de 72 mil veículos da estrada.

E, além disso, tem uma aparência incrível. Confira algumas fotos da usina: Gizmodo e Hyperscience