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Eólica e solar podem fornecer energia aos principais países do mundo na maior parte do tempo

Fonte: Universidade da Califórnia - Irvine


Um estudo recente liderado por pesquisadores da Universidade da Califórnia em Irvine aborda a questão da confiabilidade de frente.

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Um artigo publicado recentemente na Nature Communications, os autores, incluindo especialistas da Universidade Tsinghua da China, do Carnegie Institution for Science e Caltech, disseram que a maior parte da demanda atual de eletricidade em nações industrializadas avançadas pode ser atendida por alguma combinação de energia eólica e solar. Mas essa descoberta positiva vem com a ressalva de que esforços extras serão necessários para satisfazer completamente as necessidades dos países.


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Os sistemas mais confiáveis, dominados pela energia eólica, são capazes de atender às necessidades de eletricidade dos países estudados de 72% a 91% das vezes, mesmo sem armazenamento de energia, de acordo com o estudo. Com a adição de 12 horas de capacidade de armazenamento de energia, os sistemas tornam-se dominados pela energia solar e podem satisfazer a demanda de 83 a 94 por cento das horas.


"A energia eólica e solar podem atender a mais de 80% da demanda em muitos lugares sem grandes quantidades de armazenamento ou capacidade de geração em excesso, que é o ponto crítico", disse o co-autor Steve Davis, professor de ciência do sistema terrestre da UCI. "Mas dependendo do país, pode haver muitos períodos de vários dias ao longo do ano, quando alguma demanda precisará ser atendida por armazenamento de energia e outras fontes de energia não fósseis em um futuro com zero de carbono."


A equipe analisou 39 anos de dados de demanda de energia por hora de 42 países para avaliar a adequação dos recursos de energia eólica e solar para atender às suas necessidades. Eles descobriram que uma conversão completa para recursos de energia sustentável pode ser mais fácil para países maiores e de latitudes mais baixas como o Brasil, que podem contar com a disponibilidade de energia solar durante todo o ano.

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Os pesquisadores destacaram a Alemanha como um exemplo de país relativamente menor, em termos de extensão territorial, em latitude mais elevada, o que tornará mais difícil atender às suas necessidades de eletricidade com recursos eólicos e solares.


"Dados históricos mostram que países que estão mais distantes do equador podem ocasionalmente experimentar períodos chamados de 'marasmo escuro', durante os quais a disponibilidade de energia solar e eólica é muito limitada", disse o autor principal Dan Tong, professor assistente de ciência do sistema terrestre na Universidade Tsinghua. "Uma ocorrência recente desse fenômeno na Alemanha durou duas semanas, forçando os alemães a recorrer à geração não-renovável, que em muitos casos é fornecida por usinas de queima de combustível fóssil."


Entre as abordagens que os pesquisadores sugeriram para aliviar esse problema estão o aumento da capacidade de geração que excede a demanda anual, o desenvolvimento de capacidades de armazenamento de longo prazo e a combinação de recursos de várias nações em um bloco continental.


Os pesquisadores descobriram que um sistema de energia eólica e solar poderia fornecer cerca de 85% da demanda total de eletricidade dos Estados Unidos, e essa quantidade também poderia ser aumentada por meio do aumento da capacidade, adição de baterias e outros métodos de armazenamento e conexão com outros parceiros nacionais no continente norte-americano.


"Em todo o mundo, existem algumas restrições geofísicas definitivas em nossa capacidade de produzir eletricidade com zero de carbono", disse Davis. "Tudo se resume à diferença entre o difícil e o impossível. Será difícil eliminar completamente os combustíveis fósseis de nosso mix de geração de energia, mas podemos alcançar esse objetivo quando as tecnologias, a economia e a vontade sócio-política estiverem alinhadas."


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Story Source: Materials provided by University of California - Irvine. Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

  1. Dan Tong, David J. Farnham, Lei Duan, Qiang Zhang, Nathan S. Lewis, Ken Caldeira, Steven J. Davis. Geophysical constraints on the reliability of solar and wind power worldwide. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-26355-z


Tradução de Elise Gomes

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/11/211105134636.htm