A energia solar pode ser barata e confiável em toda a China até 2060

Na próxima Conferência das Nações Unidas sobre Mudança Climática em Glasgow, Escócia, muita atenção estará voltada para a China. Como o maior emissor de CO2 do mundo' os esforços da China'

A China já assumiu compromissos importantes para a transição de seus sistemas de energia em direção às energias renováveis, especialmente a geração de energia de fontes solar, eólica e hídrica. No entanto, existem muitas incógnitas sobre o futuro da energia solar na China, incluindo seu custo, viabilidade técnica e compatibilidade de rede nas próximas décadas. As projeções recentes do custo do futuro potencial de energia solar na China têm se baseado em custos desatualizados e superestimados de painéis solares e sua instalação, e tecnologias de armazenamento como baterias de lítio.

Quanto realmente custará a energia solar na China nas próximas décadas, incluindo os desafios que sua variabilidade inerente representa para a rede?

Pesquisadores de Harvard, da Universidade Tsinghua em Pequim, da Universidade Nankai em Tianjin e da Universidade Renmin da China em Pequim descobriram que a energia solar poderia fornecer 43,2% das demandas de eletricidade da China' em 2060, menos de dois anos e meio nos EUA centavos por kilowatthour. Para efeito de comparação, as tarifas de energia a carvão na China variaram de 3,6 a 6,5 ​​centavos por quilowatthour em 2019.

A pesquisa foi publicada como artigo de capa dos Procedimentos da National Academy of Sciences (PNAS).

& quot; As descobertas destacam um ponto de transição energética crucial, não apenas para a China, mas para outros países, em que a combinação de energia solar e sistemas de armazenamento se tornam uma alternativa mais barata à eletricidade a carvão e uma opção mais compatível com a rede," disse Michael B. McElroy, o Gilbert Butler Professor de Estudos Ambientais na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson (SEAS) e autor co-correspondente do estudo.

& quot; Hoje, a energia solar sem subsídios tornou-se mais barata do que a energia a carvão na maioria das partes da China, e essa vantagem competitiva em custos logo se expandirá para todo o país devido aos avanços tecnológicos e quedas de custos," disse Xi Lu, Professor Associado da Escola de Meio Ambiente da Universidade de Tsinghua e autor co-correspondente do artigo." Nossos resultados demonstram que a competitividade econômica da energia solar combinada com investimentos em sistemas de armazenamento pode fornecer benefícios extras para o despacho da rede, o que será especialmente importante para a operação de futuros sistemas elétricos na China."

Lu recebeu seu Ph.D. da Escola de Pós-Graduação em Artes e Ciências de Harvard e começou a lançar as bases para o estudo como um pós-doutorado e associado de pesquisa no Projeto de Energia, Economia e Meio Ambiente de Harvard China com sede no SEAS.

A equipe de pesquisa desenvolveu um modelo integrado para avaliar o potencial de energia solar na China e seu custo de 2020-2060. O modelo primeiro leva em consideração fatores como o uso do solo em toda a China, possível inclinação e espaçamento dos painéis solares e condições meteorológicas como radiação solar e temperatura para estimar o potencial físico da energia solar no espaço e no tempo.

A equipe então integrou os custos de investimento e a velocidade das mudanças tecnológicas para capturar a competitividade de custos em evolução da energia solar em relação à energia a carvão agora e no futuro. Com base nessa base, o estudo desenvolveu um modelo de otimização de hora em hora para avaliar os custos adicionais dos sistemas de armazenamento de energia necessários para suavizar as variações da produção solar, de modo que possa ser integrado à rede para atender à demanda de eletricidade.

Os pesquisadores descobriram pela primeira vez que o potencial físico do fotovoltaico solar, que inclui quantos painéis solares podem ser instalados e quanta energia solar eles podem gerar, na China atingiu 99,2 petawatthours em 2020. Isso é mais do que o dobro do país' s consumo total de energia em todas as formas, incluindo não apenas eletricidade, mas também combustíveis consumidos diretamente por veículos, fábricas, aquecimento de edifícios e muito mais. Os resultados mostram que a energia solar fotovoltaica é um recurso enorme para a descarbonização da China'

Em seguida, demonstraram sua competitividade de custos, com 78,6% do potencial em 2020 igual ou inferior aos preços atuais da energia elétrica a carvão local, parcela que deve crescer ainda mais. Essa vantagem de custo significa que a China pode investir em capacidade de armazenamento, como baterias, e ainda fornecer de maneira econômica 7,2 petawatt-hora ou 43,2% da demanda nacional de eletricidade até 2060.

& quot; A maioria agora percebe que a mudança climática requer a transição do uso de energia fóssil," disse Chris P. Nielsen, diretor executivo do Projeto Harvard-China e co-autor do artigo." Poucos percebem que a descarbonização do sistema de energia é o eixo, especialmente à medida que mais setores ficam eletrificados, e que a acomodação pela grade da variabilidade renovável é a parte mais difícil do quebra-cabeça. É' um grande avanço, e não apenas para a China, se o armazenamento puder tornar a energia solar compatível com a rede a um custo competitivo."

& quot; Nossa pesquisa mostra que se os custos continuarem a diminuir, especialmente para armazenamento, pode haver oportunidades para abastecer veículos, aquecer ou resfriar edifícios ou produzir produtos químicos industriais, tudo usando energia solar. Isso estenderia os benefícios ambientais e climáticos da energia solar muito além do setor de energia como tradicionalmente concebido," disse Shi Chen, co-autor do artigo que ajudou a conduzir o estudo como um Tsinghua Ph.D. estudante e visitante do Harvard China Project.

Esta pesquisa foi co-autoria de Chongyu Zhang, Jiacong Li, He Xu, Ye Wu, Shuxiao Wang, Feng Song, Chu Wei, Kebin He e Jiming Hao.

Este trabalho foi financiado em parte por doações do Gabinete do Presidente da Harvard University e do Harvard Global Institute para o Projeto Harvard-China sobre Energia, Economia e Meio Ambiente.