O armazenamento e a transmissão não são as únicas soluções para os mercados de fontes renováveis de alta penetração, escreve Chris Brown, chefe da Vestas nos EUA.
Ao olhar para os mercados de energia renovável dos EUA, Texas e Califórnia são os líderes em energia eólica e solar, respectivamente. Existem mais de 27 gigawatts de vento no Texas, de acordo com a American Wind Energy Association , e 25 gigawatts de energia solar na Califórnia, de acordo com a Solar Energy Industries Association.
Mas, como vimos a energia eólica e solar crescer em muitos mercados, também vimos surgir desafios de integração de redes, incluindo níveis recordes de penetração de tecnologias individuais.
Histórias de redução solar pelo operador de sistema independente da Califórnia (CAISO) são bem conhecidas em toda a indústria. Quando 26 gigawatts de energia solar atingem o pico às 16:00 na rede da Califórnia, os retornos dos proprietários do projeto podem despencar devido aos baixos preços da energia e ao possível corte.
O Texas enfrenta seu próprio conjunto de questões. Quem já pisou em Houston no meio de julho sabe que o clima do verão no Texas é quente e estagnado. Esse tipo de ambiente se traduz em menor produção de vento quando a demanda por energia é mais alta. Essa discrepância levantou algumas preocupações no verão passado, quando os preços no atacado da eletricidade no Texas atingiram seu valor de mercado em US $ 9.000 por megawatt-hora.
Esses cenários devem fazer-nos parar e considerar como a melhor integração das energias renováveis pode evitar dramáticos vales e picos de preços. Uma maneira de avaliar a integração da tecnologia é observar o valor dos projetos eólicos nos mercados de ventos fortes e o valor dos projetos solares nos mercados de energia solar.
Mas como definimos valor? Uma maneira é observar simplesmente quanto do preço médio da energia de mercado um projeto eólico ou solar pode capturar em um determinado ano. Uma porcentagem alta significa que o projeto é mais valioso, enquanto uma porcentagem baixa significa que o projeto é menos valioso.
Os gráficos abaixo, criados por membros da equipe de inteligência de mercado da Vestas Americas, mostram como o valor da energia eólica e solar para a rede mudou ao longo do tempo no Texas e na Califórnia. O mais interessante é como o valor da energia eólica e solar muda com a crescente penetração de seus recursos individuais no mercado.
Usando dados de vento de nossos parques Vestas no CAISO e dados solares da ferramenta PVWatts do National Renewable Energy Laboratory, vemos que no mesmo local na Califórnia, o valor da energia solar diminuiu drasticamente, mesmo com o aumento da penetração. Especificamente, a penetração solar em escala de serviços públicos passou de menos de 1% em 2010 para quase 15% em 2018 e a penetração solar distribuída atingiu 5% no mesmo ano, segundo dados da S&P Global e da US Energy Information Administration, respectivamente.
No Texas, a história é um pouco diferente, com o vento mantendo um valor mais estável, mesmo quando a penetração cresceu de 7% em 2010 para 17% em 2018. Mas a energia solar deve crescer no Texas. Minha equipe pensa que mais de 15 gigawatts podem ser instalados entre hoje e 2023, mostrando que outros veem o grande valor que a energia solar fornecerá ao Texas em um futuro próximo.
Então, como avançamos? Certamente existem maneiras diferentes de lidar com altas penetrações de energias renováveis, incluindo melhorias na transmissão e armazenamento, mas uma solução alternativa hoje disponível prontamente é criar vento nos mercados de energia solar pesada e solar nos mercados de energia solar. Esses gráficos indicam que, em larga escala, o vento pode ser mais valioso para a rede quando combinado com a energia solar e vice-versa. Solar e eólica são recursos complementares, juntos fornecendo uma curva de oferta relativamente plana.
Na Califórnia, o custo nivelado da energia eólica ainda é maior que o LCOE da energia solar. Mas seu maior valor significa que a receita do vento será mais forte e os retornos a longo prazo serão melhores, levando a um maior desenvolvimento. Deveríamos começar a considerar altos níveis de penetração de energias renováveis não como um problema, mas como uma oportunidade de mostrar a força e a flexibilidade dessas tecnologias.
Existem algumas indicações de que essa transição de integração já está acontecendo. E prevejo que veremos estados com ventos fortes como o Texas se tornarem novos líderes em desenvolvimento solar, junto com o Centro-Oeste. A energia eólica crescerá nos mercados dominados pela energia solar no sudoeste, aprofundará a Nova Inglaterra e ressurgirá na Califórnia.
E quanto à transmissão e armazenamento? Em lugares como o Texas, a transmissão pode ajudar bastante a diminuir os desafios decorrentes da alta penetração. Mas a probabilidade é frustrantemente pequena de que um aumento significativo na transmissão seja realizado a tempo de resolver esses desafios no curto prazo. As barreiras com a localização rápida da transmissão, não apenas no Texas, mas também nos EUA, ainda são muito significativas.
O armazenamento também é aclamado como um remédio para a alta penetração de fontes renováveis; no entanto, precisamos ser realistas sobre o armazenamento em seu estado atual de mercado. A economia ainda não existe para resolver os problemas de que estamos falando, e mesmo quando chegam lá, o armazenamento pode não ser a melhor maneira de os perfis de carga atenderem economicamente a demanda em muitos mercados.
Quando a energia solar e eólica for implantada em altas penetrações em um mercado único, será uma grande história de sucesso. Isso provará que as forças de mercado renováveis são incrivelmente eficientes e podem fornecer um remédio autoconservador para a relação entre valor e penetração. Poucas outras indústrias podem reivindicar tais capacidades, e a indústria renovável dos EUA, nossa economia e o clima serão melhores para ela.
Atenciosamente
Alexandre Kellermann
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