A energia térmica será completamente substituída?

Ⅰ . Lições aprendidas com apagões

Você já passou por uma queda de energia? De repente, tudo fica escuro, os elevadores param, os celulares ficam sem bateria e os aparelhos de ar condicionado desligam. Essa sensação de impotência nos faz perceber que a eletricidade é o "ar" da sociedade moderna.

De fato, grandes cortes de energia ocorreram em todo o mundo:

O apagão norte-americano de 2003 deixou dezenas de milhões de usuários no escuro durante a noite.

Durante a onda de frio de 2021 no Texas, usinas de energia eólica e gás natural foram fechadas em massa e, sem armazenamento de energia como reserva, milhões de pessoas sofreram com temperaturas congelantes e falta de energia.

Cortes de energia em algumas regiões da China: a escassez de carvão e as flutuações na energia renovável sobrecarregaram a rede, forçando restrições de energia.

Esses exemplos nos mostram que depender exclusivamente de energia térmica é arriscado, assim como depender exclusivamente de energia renovável. O sistema elétrico precisa de uma "estratégia de combinação" mais estável.

II . Estruturas de poder em diferentes países

As fontes de energia variam significativamente ao redor do mundo:

China: A energia a carvão continua sendo a principal fonte, mas, nos últimos anos, a capacidade instalada de energia fotovoltaica e eólica aumentou, e o modelo de “energia renovável + armazenamento de energia” está gradualmente se tornando uma tendência.

Estados Unidos: Uma abordagem equilibrada entre gás natural e energia renovável, ao mesmo tempo em que lidera o mundo em tecnologia de armazenamento de energia em baterias, com a Califórnia e outras regiões tendo construído as maiores usinas de armazenamento de energia do mundo.

Europa: Alemanha e Espanha são pioneiras em energia eólica e solar, enquanto a França depende da energia nuclear para a estabilidade da rede. A Europa como um todo está comprometida com a transição energética, com o desenvolvimento de sistemas de armazenamento em aceleração.

Japão e Coreia do Sul: Altamente dependentes de energia importada, esses países precisam equilibrar a segurança do fornecimento enquanto desenvolvem ativamente combinações de tecnologias solares, de hidrogênio e de armazenamento.

No geral, todas as regiões estão caminhando em direção ao modelo “energia renovável + armazenamento”, embora em ritmos variados.

III . Qual é a situação atual?

O desenvolvimento de novas energias está prosperando, mas também enfrenta desafios.

A “capricho” da energia fotovoltaica e eólica: a energia fotovoltaica só pode ser gerada durante o dia, quando o sol está brilhando, e para à noite; a energia eólica depende do clima e para durante os “períodos sem vento”. Essa volatilidade pressiona a operação estável da rede elétrica.

O surgimento das baterias de armazenamento de energia: baterias de íons de lítio e baterias de fluxo agem como gigantes “bancos de energia”, armazenando o excesso de eletricidade durante períodos de excedente e liberando-o durante picos de demanda para ajudar a equilibrar a rede.

Impulsionadores de políticas: A China estipulou explicitamente que novos projetos de energia fotovoltaica e eólica devem ser acompanhados por instalações de armazenamento de energia. Os EUA e a Europa, por sua vez, estão utilizando subsídios fiscais e mecanismos de mercado para incentivar empresas a construir infraestrutura de armazenamento de energia.

Os desafios permanecem: as baterias de armazenamento de energia são caras, têm vida útil limitada e sua reciclagem e reutilização no fim da vida útil continuam sendo questões sem solução.

Em outras palavras, o armazenamento de energia está gradualmente se tornando difundido, mas levará tempo até que ele substitua totalmente as fontes de energia tradicionais.

IV . Por que substituir a energia gerada a partir do carvão?

Proteção ambiental: a energia a carvão é uma grande contribuinte para as emissões de carbono, poluição do ar e efeito estufa.

Segurança energética: As flutuações nos preços do carvão e do gás natural impactam diretamente os preços e o fornecimento de eletricidade.

Viabilidade econômica: a energia fotovoltaica e eólica estão se tornando cada vez mais acessíveis, até mais econômicas do que a energia a carvão.

Metas de neutralidade de carbono: para reduzir as emissões, a energia a carvão deve ser eliminada gradualmente e, eventualmente, eliminada.

V. Pode substituir completamente a energia gerada a partir do carvão?

A resposta é: eventualmente, mas não tão cedo.

Nos próximos 10 anos, a energia a carvão continuará sendo a “espinha dorsal” da rede.

2030–2040: À medida que o armazenamento de energia se torna mais barato e a energia de hidrogênio mais confiável, a energia a carvão gradualmente passará para o “banco”.

Por volta de 2050: Espera-se que a energia renovável combinada com o armazenamento de energia assuma a liderança, com a energia a carvão sendo amplamente eliminada.

Em outras palavras, o futuro sistema de energia provavelmente terá energia renovável e armazenamento de energia como principais fontes, a energia a carvão ficando em segundo plano, com energia nuclear, hidrelétrica e de hidrogênio fornecendo suporte suplementar.

Baterias de armazenamento de energia serão cada vez mais combinadas com energia solar e eólica, assim como smartphones não funcionam sem baterias. No entanto, para que as energias renováveis ​​substituam completamente a energia a carvão, ainda são necessários avanços tecnológicos, apoio político e modernização da rede. O futuro pode não ver a energia a carvão desaparecer repentinamente, mas sim recuar gradualmente para segundo plano, até que um dia você perceba que o setor energético já foi dominado por energia limpa.