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

• Intermitência e Variabilidade

A energia eólica e solar são inerentemente dependentes das condições meteorológicas e geram energia com alta variabilidade. Os operadores da rede elétrica devem garantir o equilíbrio entre oferta e demanda em tempo real, o que exige:

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

• Equilíbrio e investimentos de reserva

Para lidar com as flutuações diárias e sazonais, os planejadores de sistemas devem investir em:

1. Turbinas a gás flexíveis e centrais de pico com capacidade de resposta rápida.
2. Energia hidrelétrica com armazenamento ou energia hidrelétrica de bombeamento para deslocamento de carga
3. Sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS) para balanceamento de curto prazo
4. Esses ativos agregam valor substancial. Despesas de capital e OpEx para o sistema de energia como um todo.

• Custos de transmissão e infraestrutura de rede

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

1. Linhas de transmissão de alta tensão de longa distância (HVAC/HVDC)
2. Reforço da rede e sistemas flexíveis de transmissão CA (FACTS)
3. Tecnologias de redes inteligentes 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 elétrica pode não ser capaz de absorver toda a produção. Os desafios incluem:

1. Redução da produção durante períodos de excesso de oferta
2. Limites regulatórios para a 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 ​​costuma ser maior do que o LCOE (custo nivelado de energia) da própria geração.

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

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

• Custos de conversão e armazenamento

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

A conversão subsequente em amônia verde, metanol ou combustíveis sintéticos requer equipamentos de síntese adicionais e despesas operacionais.

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

• Utilização distribuída e custos de projeto de sistemas

Projetos isolados da rede elétrica devem desenvolver suas próprias instalações de armazenamento, processamento e serviços auxiliares no local.

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

• Políticas e Mecanismos de Mercado

A viabilidade econômica depende fortemente de incentivos políticos, subsídios e contratos de fornecimento.

Em comparação com a venda de eletricidade no mercado atacadista, 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, frequentemente exigindo redundância e recursos de despacho flexíveis.

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

O cenário de custos em evolução

Apesar desses desafios, estudos recentes indicam que os sistemas de energia predominantemente renováveis ​​estão se aproximando da paridade de custos com os sistemas baseados em combustíveis fósseis quando avaliados em nível de sistema.

As principais conclusões incluem:

1. Energia eólica + solar + armazenamento + transmissão + serviços auxiliares Agora podemos fornecer energia confiável a um custo total competitivo.
2. A métrica decisiva já não é a LCOE de uma fonte de geração individual, mas o custo de operação e flexibilidade do sistema integrado.
3. A competitividade a longo prazo será moldada por avanços nas tecnologias de armazenamento, gestão de redes digitais e acoplamento setorial por meio de Vias de conversão de energia em X.