Energia eólica e solar pode substituir a energia do carvão no Texas

O Texas pode ser um modelo para a nação sobre como substituir efetivamente o carvão por energia eólica e solar para as necessidades de energia do estado, ao mesmo tempo em que atende às metas ambientais, de acordo com uma nova pesquisa de engenheiros da Rice University.

O novo trabalho liderado pelo engenheiro ambiental Daniel Cohan e pelo especialista sênior em ciência da computação Richard Morse, da Escola de Engenharia George R. Brown da Rice, usa modelagem de otimização para identificar as combinações de menor custo de projetos eólicos e solares propostos com potencial para substituir a energia a carvão geração no Texas.

Como os autores afirmam no artigo, que aparece na revistaRenováveis: Eólica, Água e Solar, "Simplesmente, nem sempre venta e nem sempre faz sol, mas quase sempre venta ou faz sol em algum lugar do Texas."

Cohan disse que isso poderia permitir que a energia eólica e solar substituam quase toda a produção de carvão, especialmente se os projetos eólicos e solares estiverem localizados em locais que forneçam produção complementar. O novo artigo baseia-se em um estudo de 2018 de seu laboratório.

"Este artigo é realmente sobre como podemos fazer a transição do carvão o mais rápido possível", disse Cohan, professor associado de engenharia civil e ambiental. "O Texas ainda queima mais carvão e emite mais dióxido de enxofre e outros tipos de poluição do que qualquer outro estado. Embora a transição seja inevitável, é urgente que abandonemos o carvão o mais rápido possível para melhorar a qualidade do ar e a saúde".

“Limpar a energia que usamos para alimentar a sociedade é uma das coisas mais importantes que precisamos fazer”, disse Morse, que venceu o Concurso de Cartazes Malcolm Verdict Memorial no Texas Energy Summit em 2020 por seu trabalho no projeto. "Professor Cohan o anunciou como um projeto de matemática, e essa é minha formação, então poder ajudar com um projeto de integração de energia limpa foi muito interessante para mim."

Várias grandes usinas de carvão do Texas fecharam em 2018, e a maioria das usinas restantes operou muito abaixo da capacidade, inclusive em meio a interrupções durante o congelamento de fevereiro de 2021. A pesquisa da equipe descobriu que apenas um terço dos projetos eólicos e solares já propostos ao Conselho de Confiabilidade Elétrica do Texas até junho de 2020 poderiam substituir quase toda a geração de carvão do estado. Desde junho de 2020, dezenas desses projetos foram construídos e a fila de projetos solares propostos dobrou.

A chave para o sucesso da energia eólica e solar será a expansão das linhas de transmissão conectando as partes mais ventosas e ensolaradas do estado às cidades.

“No Texas, esse é o maior gargalo que retarda o crescimento da energia eólica e solar”, disse Cohan. "O projeto bipartidário de infraestrutura que foi aprovado no ano passado é um bom começo, mas não tem financiamento suficiente para transmissão. Além disso, por não se conectar a outras redes, o Texas perdeu oportunidades de vender energia eólica e solar excedentes para outros estados. ."

Cohan observou que o gás natural continuará sendo fundamental para a confiabilidade elétrica do Texas no curto prazo, especialmente porque o ERCOT trabalha para se recuperar do congelamento de 2021. No entanto, a localização complementar de parques eólicos e solares pode reduzir a necessidade de gás natural e armazenamento e eliminar a necessidade de carvão, disse ele. O estudo mostra que a energia eólica do oeste do Texas tende a atingir o pico durante a noite, enquanto o vento do sul do Texas atinge o pico com a brisa do mar nas tardes e noites de verão. Juntamente com a energia solar diurna, essas fontes complementares podem cobrir a maioria, mas não todas as horas do ano.

"Mesmo com localização complementar, ainda haverá horas em que o sol não está brilhando e o vento não está soprando", disse Cohan. "Historicamente, o principal desafio tem sido as tardes de verão, quando os condicionadores de ar estão funcionando a todo vapor, e o ocasional congelamento profundo. dentro."

Ele disse que eliminar o carvão da rede do Texas é apenas uma questão de tempo. "Acho que nenhuma das empresas de energia quer operar usinas de carvão a longo prazo", disse Cohan. “Eles são mais sujos e mais caros de operar do que construir projetos eólicos e solares do zero, e a maioria das empresas de serviços públicos agora tem planos de atingir emissões líquidas de carbono zero até 2050, se não antes.

"Talvez por isso não estejam investindo na modernização de suas usinas de carvão, muitas das quais com mais de 40 anos e pouco eficientes", disse.

Os coautores do artigo são Sarah Salvatore, graduada em engenharia civil da Rice, e a ex-aluna Joanna Slusarewicz, agora estudante de pós-graduação na Carnegie Mellon University.

A Energy Foundation apoiou a pesquisa.

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"Talvez por isso não estejam investindo na modernização de suas usinas de carvão, muitas das quais com mais de 40 anos e pouco eficientes", disse.

Os coautores do artigo são Sarah Salvatore, graduada em engenharia civil da Rice, e a ex-aluna Joanna Slusarewicz, agora estudante de pós-graduação na Carnegie Mellon University.

A Energy Foundation apoiou a pesquisa.