Por que a energia renovável pode ser cara em condições de conexão à rede

• Intermitência e Variabilidade

A energia eólica e solar são inerentemente dependentes do clima e geram energia com alta variabilidade. Os operadores da rede devem garantir o equilíbrio entre oferta e demanda em tempo real, o que requer:

1. Mferramentas sofisticadas de despacho e previsão de sistemas
2. Maiores reservas e capacidade de espera para manter a confiabilidade.

• Investimentos de equilíbrio e backup

Para lidar com as flutuações diárias e sazonais, os planejadores do sistema devem investir em:

1. Turbinas a gás flexíveis e usinas de pico com capacidade de rampa rápida
2. Energia hidrelétrica com armazenamento ou bombeamento para transferência de carga
3. Sistemas de armazenamento de energia de bateria (BESS) para equilíbrio de curto prazo
4. Esses ativos adicionam CapEx e OpEx substanciais ao sistema de energia geral.

• Custos de Transmissão e Infraestrutura de Rede

Os recursos eólicos e solares concentram-se normalmente em áreas remotas com alta qualidade de recursos (por exemplo, desertos e regiões costeiras). O fornecimento de energia aos centros de demanda exige:

1. Linhas de transmissão de alta tensão de longa distância (HVAC/HVDC)
2. Reforço da rede e sistemas de transmissão CA flexíveis (FACTS)
3. Tecnologias de rede inteligente para acomodar fluxos bidirecionais e variáveis
4. Esses investimentos representam uma parcela significativa dos custos de integração de energias renováveis.

• Custos de integração de políticas e sistemas

Mesmo onde a energia renovável é abundante, a rede pode não ser capaz de absorver toda a produção. Os desafios incluem:

1. Restrição durante períodos de excesso de oferta
2. Limites regulatórios na capacidade de hospedagem da rede
3. Requisitos adicionais de confiabilidade do sistema para alta penetração de energias renováveis

Como resultado, o custo total da integração de energias renováveis ​​é frequentemente maior que o LCOE da própria geração.

Por que a energia renovável pode ser cara em condições fora da rede/Power-to-X

Para projetos projetados para consumir energia renovável diretamente (por exemplo, produção de hidrogênio, amônia, metanol), surgem fatores de custo adicionais.

• Custos de conversão e armazenamento

A energia renovável deve ser convertida por meio de eletrólise ou outros processos em portadores de energia química.

A conversão posterior para amônia verde, metanol ou combustíveis sintéticos requer equipamento de síntese adicional e despesas operacionais.

Cada etapa de conversão gera perdas de eficiência, aumentando o custo por unidade de energia utilizável.

• Custos de utilização distribuída e projeto de sistemas

Projetos off-grid devem desenvolver suas próprias instalações de armazenamento, processamento e auxiliares no local.

Sem as economias de escala proporcionadas por grandes redes interconectadas, esses sistemas enfrentam custos unitários mais altos.

• Mecanismos de Política e Mercado

A viabilidade econômica depende muito de incentivos políticos, subsídios e acordos de compra.

Em comparação com as vendas de eletricidade no atacado, os projetos Power-to-X enfrentam maior complexidade financeira e retornos indiretos.

• Custos de flexibilidade e confiabilidade

Sistemas isolados devem equilibrar oferta e demanda de forma independente, muitas vezes exigindo redundância e recursos de despacho flexíveis.

Isso aumenta tanto o investimento de capital quanto os custos contínuos de manutenção.

O cenário de custos em evolução

Apesar desses desafios, estudos recentes indicam que os sistemas de energia dominados por energias renováveis ​​estão se aproximando da paridade de custos com os sistemas baseados em combustíveis fósseis quando avaliados no nível do sistema.

As principais descobertas incluem:

1. Energia eólica, solar, armazenamento, transmissão e serviços auxiliares agora podem fornecer energia confiável a um custo total competitivo.
2. A métrica decisiva não é mais o LCOE de uma fonte de geração individual, mas o custo da operação e flexibilidade do sistema integrado.
3. A competitividade de longo prazo será moldada por avanços em tecnologias de armazenamento, gerenciamento de rede digital e acoplamento de setores por meio de caminhos Power-to-X.