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Os EUA podem mudar para energia predominantemente renovável, sem necessidade de baterias

Os Estados Unidos poderiam reduzir as emissões de carbono da geração de eletricidade em até 78% sem ter que desenvolver novas tecnologias ou usar baterias caras, sugere um novo estudo. Há um problema, no entanto. O país teria que construir uma nova rede nacional de transmissão para que os estados pudessem compartilhar energia.

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"Nossa idéia era que, se tivéssemos uma rodovia nacional interestadual para elétrons, poderíamos mover a energia conforme a necessidade, e poderíamos colocar as usinas eólicas e solares nos melhores lugares", diz o coautor do estudo, Alexander MacDonald, que recentemente se aposentou como diretor do Laboratório de Pesquisa do Sistema Terrestre da NOAA em Boulder, Colorado.

Vários anos atrás, MacDonald estava curioso sobre alegações de que não havia tecnologia disponível que pudesse mitigar as emissões de dióxido de carbono sem dobrar ou triplicar o custo da eletricidade. Quando ele investigou a questão, ele descobriu que os estudos por trás das alegações não incorporavam muito bem o clima variável do país.

Um dos grandes problemas com a energia eólica e solar é que sua disponibilidade depende do clima. Solar só está disponível em dias ensolarados, não durante tempestades ou à noite. As turbinas eólicas não funcionam quando o vento não sopra o suficiente - ou quando sopra demais. Por causa disso, alguns estudos argumentam que essas tecnologias só são viáveis ​​se baterias de grande capacidade estiverem disponíveis para armazenar energia dessas fontes para uso quando não estiverem funcionando. Isso elevaria o custo da eletricidade bem além dos preços atuais.

Mas “há sempre energia eólica e solar disponível em algum lugar”, observa MacDonald. Assim, ele e seus colegas decidiram projetar um sistema de geração de eletricidade de baixo carbono que melhor incorporasse - e até aproveitasse - o clima da nação. Seu estudo aparece hoje na Nature Climate Change .

Seu modelo computadorizado mostrou que ao mudar para fontes de energia eólica e solar - com uma pequena ajuda de gás natural, energia hidrelétrica e nuclear quando o clima não coopera - os Estados Unidos poderiam reduzir as emissões de carbono de 33 a 78% dos níveis de 1990, dependendo do custo exato de energia renovável e gás natural. (Quanto menor o custo da energia renovável e maior o custo do gás natural, maior a economia de carbono.) A adição de carvão ao mix não tornou a eletricidade mais barata, mas resultou em um aumento de 37% nas emissões de carbono.

A chave para esse futuro seria o desenvolvimento de um sistema de transferência de eletricidade em todo o país, para que um dia de vento em Dakota do Norte pudesse impulsionar um dia nublado e calmo em Nova York. Isso não exigiria apenas novos acordos entre os estados - o Texas, por exemplo, tem sua própria rede de energia separada -, mas também uma atualização para as linhas de transmissão que movem elétrons de um lugar para outro.

Na maioria das áreas, a energia se move sobre linhas de corrente alternada de alta voltagem, mas há limitações em quanto essas linhas podem transmitir energia. Mudar para corrente contínua de alta tensão permitiria aos produtores de energia transmitir mais eletricidade a uma distância maior. Isso significa que novas turbinas eólicas e usinas de energia solar poderiam ser construídas nos locais com maior potencial de energia eólica e solar, porque a distância de onde a energia é necessária não importaria.

Construir uma nova rede de transmissão de eletricidade seria um grande trabalho. Mas o modelo de computador mostrou que pode ser rentável, porque a longo prazo permitiria a disponibilidade de energia barata, observa o coautor do estudo, Christopher Clack, matemático do Instituto Cooperativo de Pesquisa em Ciências Ambientais da Universidade do Colorado, em Boulder. .

“Ao construir essas instalações de transmissão, reduzimos os custos para remover o carbono em vez de aumentá-lo”, diz ele.

Alguns estados, como Califórnia e Nova York, já estão no caminho para este futuro de baixo carbono, e Vermont acaba de aprovar planos para uma linha de corrente contínua de alta voltagem do Canadá, observa Mark Jacobson, cientista atmosférico da Universidade de Stanford. No ano passado, ele liderou um estudo publicado na revista Proceedings, da Academia Nacional de Ciências, que mostrou como os Estados Unidos poderiam alcançar uma rede elétrica totalmente renovável, com alguma ajuda da tecnologia de armazenamento.

"Podemos usar os caminhos de transmissão existentes", diz Jacobson, e apenas melhorar as linhas que os atravessam. "Você não precisa de tantos novos caminhos quanto você pensa."

O aumento da energia renovável teria benefícios, além de menores emissões de carbono, como reduções na poluição do ar e custos mais baixos. "Há pouca desvantagem na transição", diz ele.

Além disso, observa MacDonald, a mudança para a geração de eletricidade com baixo teor de carbono poderia servir como um catalisador para menores emissões de carbono em setores como aquecimento doméstico e transporte. "Não importa o quê, você tem que fazer eletricidade primeiro", diz ele, e o resto se seguirá.

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