A esquerda também não gosta de shale gas

Os socialistas/comunistas convertidos a ecologistas não gostam de energia nuclear e definitivamente também não aprovam as novas fontes não convencionais de combustíveis fósseis. Um pouco por toda a parte organizam-se manifestações a pedir a proibição da sua exploração. Também a esquerda caviar de Hollywood, sempre atraída pela visão populista sobre assuntos dos quais nada entende, produziu o filme Promised Land que chegará brevemente aos cinemas. O filme conta a história de representantes de uma empresa de hydraulic fracking que se deslocam a uma comunidade rural em dificuldades financeiras com promessas de fortuna através da exploração de shale gas. Mas são desmascarados por professores activistas que mostram o seu lado destruidor. É essa a visão ecologista das empresas de combustíveis fósseis. Na procura incessante de riqueza prometem o paraíso mas produzem o inferno. Para os ecologistas o hydraulic fracking é uma forma inaceitável de destruir o ambiente para manter o vício dos combustíveis fósseis. Tal como as centrais nucleares são fábricas de bombas atómicas e bombas relógio que inevitavelmente espalham uma morte invisível de radiação.

Agora que algumas empresas fazem prospecção em Portugal para avaliarem a viabilidade comercial de alguns núcleos de shale gas e shale oil, o Bloco de Esquerda (BE) quer que o governo proíba a sua exploração.

Diz o BE que estas novas fontes não convencionais de combustíveis fósseis “são a marca de um modelo energético falhado” o que mostra a objectividade do protesto. A própria notícia do Público mais abaixo contradiz:

A exploração de hidrocarbonetos não-convencionais tem subido significativamente desde 2008, sobretudo nos Estados Unidos, provocando uma autêntica revolução nos fluxos e nos preços da energia. A Agência Internacional de Energia estima que até 2020 os EUA terão ultrapassado a Arábia Saudita e a Rússia, tornando-se no maior produtor mundial de petróleo.

O BE também alega que o hydraulic fracking "deteriora a qualidade e as condições de vida das populações envolventes e a sustentabilidade ambiental do planeta”. Outra evidência tão clara como a energia nuclear ser a coisa mais perigosa que o Homem já produziu. Nenhuma actividade humana é isenta de riscos e falhas. Não será o hydraulic fracking a contrariar essa verdade. Mas a técnica está madura e perfeitamente industrializada (pelo menos nos EUA) e os seus benefícios económicos e ambientais ultrapassam largamente os riscos de contaminação de solos e fontes subterrâneas de água.

Se quisermos uma prova do impacto ambiental do shale gas até podemos usar o indicador que os ecologistas mais gostam, a emissão de dióxido de carbono. Ainda que errado dado que o CO2 não é um poluente, a exploração de shale gas nos EUA deu um forte contributo para a redução das emissões de CO2.

De acordo com a Energy Information Administration (EIA) o sector electroprodutor americano emitiu em 2012 a mesma quantidade de CO2 que em 1992. Em grande parte graças à troca de queima de carvão por gás natural, mais barato devido à exploração de fontes não convencionais.

É esta a realidade Sr. Presidente

No discurso de posse do segundo mandato enquanto Presidente dos EUA Obama elegeu o combate às alterações climáticas como um dos seus objectivos. E no decorrer do discurso debitou um chorrilho de razões para motivar o povo americano para essa luta.

Nos EUA nem toda a gente embarcou no delírio dos alarmistas e ainda há quem faça estudos sérios suportados em dados reais e análises estatísticas robustas. Em 2009 dois investigadores americanos apresentaram o estudo Global Climate Change Impacts in the United States que se encontra resumido aqui. Neste documento são refutadas as alegações dos alarmistas que o Presidente Obama repete aos microfones: Que o clima está a aquecer, que a subida o nível médio do mar está aumentar, que as tempestades, cheias e secas são eventos cada vez mais frequentes e severos. E que todas estas ocorrências terão um impacto muito negativo na vida dos americanos.

Outra questão que o Presidente parece minorar é o extraordinário benefício do shale gas na economia e segurança energética americana. Neste gráfico da Energy Information Association  (EIA) dá para perceber a dimensão e o papel que o shale gas já tem e terá no abastecimento de combustíveis fósseis nos EUA

E aqui um mapa mundo com os preços de gás natural liquefeito de Dezembro passado em que é perfeitamente notória a disparidade de preço que existe nos EUA e no resto do planeta.

China tem reservas de shale gas para 200 anos

Via espectador interessado fui ao encontro desta notícia do jornal The Telegraph que avança que a China tem a maior reserva mundial de gás natural xistoso, cerca do dobro da dos EUA. Em teoria, existe potencial para cobrir as necessidades do país mais populoso do mundo durante 200 anos. Este potencial está a começar a ser solto pelas grandes multinacionais na área casos da Chevron e da Shell.

O impacte da exploração de shale gas na China poderá ser tremendo. A começar pelo ambiental caso a China decida fazer pesar mais o gás natural, em detrimento do carvão, no seu mix electroprodutor.

Mas também no preço mundial do gás natural que se deverá manter estável ou até mesmo baixar nos próximos anos dado que a China poderá replicar a independência energética que os EUA estão a perseguir graças ao shale.

Para as energias renováveis intermitentes o futuro é cada vez menos promissor. A tão ambicionada paridade de custo de produção estará cada vez mais distante. A justificação para a manutenção de tarifas feed-in terá cada vez menos consistência à medida que mais shale gas fora explorado no mundo. Idem para a energia nuclear que tem no shale gas o seu maior concorrente.

Valores não actualizados de reservas estimadas de shale gas. A notícia do The Telegraph menciona 25 trilhões (americanos) de metros cúbicos para a China

A crise europeia, o aquecimento global e o ocaso do sector renovável

Os dois últimos artigos de opinião do site Energy Tribune merecem uma breve reflexão. Neste primeiro Peter Glover resume os anunciados cortes nos apoio às energias renováveis que estão a acontecer um pouco por toda a Europa motivados pela crise europeia encabeçada pela crise da dívida grega. Este cortes são circunstanciais, isto é, resultam de uma pressão económica e não da assunção pelos governos europeus da insustentabilidade do modelo eletroprodutor renovável. A questão natural que se coloca é, passada esta tormenta, os subsídios serão reestabelecidos?

Até há uma semana a minha opinião é de que não, jamais os países europeus subsidiarão tanto as energias renováveis como até aqui. Num post recente até considerei que no mundo desenvolvido (pelo menos de acordo com a designação do séc. XX) 2010 marcou o pico da instalação de potencia renovável. Mas, e volto a frisar, até há uma semana, estava convencido que mal a Europa começasse a recuperar os governos restituariam alguns dos subsídios. É essa a posição espanhola ou portuguesa que divulguei aqui. Em boa retórica política foi dito que os cortes são por tempo indeterminado e a interpretação que fiz foi: só quando houver dinheiro!

Mas na semana passada houve um acontecimento que poderá ter ditado a não restituição dos subsídios agora eliminados. O lançamento do livro "Die Kalte Sonne" pelo conhecido ambientalista alemão Fritz Vahrenholt que vem pôr em causa o aquecimento global antropogénico. Este acontecimento, já abordado pelo Ecotretas, tem o potencial de abalar a crença de uma das sociedades mais acérrimas na sua defesa. Os objectivos alemães e europeus na integração de fontes renováveis resultam em grande medida de se acreditar que o planeta está a aquecer.

Junte-se à falência da teoria do aquecimento global a revolução do shale gas e parece-me cada vez menos provável que as fontes renováveis de energia eléctrica voltem a ter a popularidade que gozaram até aqui. Desde a semana passada que acho que as decisões espenhol e portuguesa de parar futuros projectos renováveis serão permanentes.

Só espero é que não se passe de um extremo ao outro, isto é, temo que o carvão volte a ser aceite. Para dar três exemplos, temo que a Alemanha coloque o carvão (de que possui reservas) à frente do nuclear e do gás natural como fonte de energia primária. Temo que a Polónia abrande a sua aposta nuclear ou que a Dinamarca deixe de perspectivar uma inevitável reforma das suas centrais a carvão.

É que entre estes dois cenários, excesso de renováveis ou excesso de carvão não sei qual o pior. Mas creio que à semelhança do resto do mundo será o gás natural a fonte a mais crescer na produção eléctrica europeia. Quanto ao nuclear, como tenho escrito, a exploração de shale gas e o fim da teoria do aquecimento global não lhe augura um futuro risonho no médio prazo.

Mais sobre o impacte ambiental do shale gas

Tirando as referências ao Aquecimento Global antropogénico, que de resto está a levar uma machadada em Durban, aqui fica um artigo de opinião sobre shale gas do The Economist que vai ao encontro daquilo que tenho escrito em vários posts sob os tag carvão e gás natural. Aqui ficam as frases que consideram mais relevantes:

It does appear that fracking can cause earthquakes. But so can geothermal energy production and other parts of the oil and gas production process. Wherever fluids are injected into deep wells, that is a risk. It warrants strict regulation and further study. It is not, however, a reason to shut down a promising industry.

Few new coal-fired power stations are planned in America or Europe anyway (...) Either way, gas-fired power stations are more likely to substitute for solar panels, wind turbines and nuclear power stations. The only way of ensuring that does not happen is to price fossil fuels to cover the cost of the environmental damage they do. Power generated from coal would carry a high carbon-price-tag; power generated from gas a smaller one; power generated from renewables none at all.

Devia ser taxada a emissão de verdadeiros poluentes e não o carbono. Desta forma a proporção entre centrais a carvão e gás não seria de 2:1 mas de 6:1. Naturalmente as centrais nucleares também não pagariam, tal como as renováveis taxas de emissão de poluentes. A diferença é que a potencia nuclear instalada produz pelo menos três vezes mais do que as renováveis, e de forma previsível.

Os empregos verdes...

... não estão aqui como sonhou a Administração Obama mas no petróleo e no gás como mostra o Wall Street Journal neste artigo e do qual retiro alguns parágrafos mais interessantes:

So President Obama was right all along. Domestic energy production really is a path to prosperity and new job creation. His mistake was predicting that those new jobs would be "green," when the real employment boom is taking place in oil and gas.

While Washington has tried to force-feed renewable energy with tens of billions in special subsidies, oil and gas production has boomed thanks to private investment. And while renewable technology breakthroughs never seem to arrive, horizontal drilling and hydraulic fracturing have revolutionized oil and gas extraction—with no Energy Department loan guarantees needed.

The oil and gas rush has led to a jobs boom. North Dakota has the nation's lowest jobless rate, at 3.5%, and the state now has some 200 rigs pumping 440,000 barrels of oil a day, four times the amount in 2006. The state reports more than 16,000 current job openings, and places like Williston have become meccas for workers seeking jobs that often pay more than $100,000 a year.

Shale gas - North Dakota

Se alguém tem dúvidas que os EUA não vão ratificar prolongamento do Protocolo de Kyoto em Durban deve perde-las depois de ler este artigo.

Se alguém tem dúvidas que o gás natural será a fonte de energia eléctrica a crescer mais no mix global nas próximas décadas também terá de rever as suas ideias.

Custos ambientais das centrais termoeléctricas calculados

Indústrias que fazem 50% da poluição (com CO2) - EEA

Revela o jornal Público que o relatório da European Environment Agency (EEA) intitulado "Revealing the costs of air pollution from industrial facilities in Europe" (aqui) afirma que os custos ambientais decorrentes das actividades industriais na Europa cifraram-se, em 2009, entre os 102 e 169 mil milhões de euros.

Em Portugal, os custos variaram entre os 1432 e os 1986 milhões de euros, se estiverem incluídas as emissões de dióxido de carbono (CO2), ou entre 332 e 886 milhões de euros se ficarem de fora essas emissões.

Sectores mais poluidores (sem CO2) - EEA

Três quartos dos custos totais foram causados pela emissão de apenas 622 unidades fabris, ou seja, 6% do total. O sector que mais polui é evidentemente o sector eléctrico como é patente no diagrama ao lado que não inclui o CO2 que não é um gás poluente.

Voltando a excluir o CO2, segundo o relatório, o Top20 das unidades industriais mais poluidoras da Europa é preenchido por centrais termoeléctricas como se pode ver no quadro abaixo.

Da lista completa de 622 indústrias, 12 estão em Portugal. As indústrias que mais custos causaram foram a Central Termoeléctrica de Sines (entre os 296 e os 357 milhões de euros), a Central Termoeléctrica do Pego (entre 102 e 114 milhões de euros), a Refinaria de Sines (entre os 96 e os 175 milhões de euros) e a Central Termoeléctrica do Carregado (entre 73 e 76 milhões de euros). Como se pode ver no mapa, a Central de Sines está no quadro das indústrias que contribuem para 50% da poluição industrial europeia. 

Tentando ser o mais justo possível com estes dados vou admitir que dos €332M de custos ambientais em Portugal sem CO2, €250M são responsabilidade das termoeléctricas ordinárias.

Diagrama produção eléctrica por fonte (REN)

2009 foi um ano de hidraulicidade média (ver diagramas ao lado) e portanto com uma produção renovável e não emissora de poluentes média. Creio por isso que se pode admitir que foi um ano típico. A produção termoeléctrica ordinária neste ano foi de 23.708 GWh (ver abaixo).

Um reactor nuclear de 1.650MW de potência com uma produtividade de 0,85 produziria cerca de metade deste valor (12.286 GWh) o que significa que permitiria uma poupança de €150M/ano em custos ambientais directos (talvez mais porque acabava produção com carvão) já que tem um impacte ambiental praticamente nulo. Como custaria entre 5 e 7 mil milhões de euros estaria pago ao fim de 30/45 anos só em poupanças ambientais directas (contra um tempo de vida de 60 anos). Podia-se acrescentar os custos indirectos da obtenção e transporte dos combustíveis fósseis.


Produção eléctrica por fonte (REN)

E a alternativa renovável? Prescindir de 24.000 GWh de produção térmica ordinária com PRE renovável seria praticamente impossível do ponto de vista técnico como analisei aqui, para além de ruinoso do ponto de vista financeiro. Também não podemos contar com as novas barragens dado que estas vão acrescentar apenas 3,3% de capacidade de produção líquida ao parque electroprodutor nacional.

A troca de produção a carvão por produção a gás diminuiria a factura ambiental mais de metade do seu valor. Mas as únicas formas de reduzir efectivamente a poluição no sector eléctrico é substituir produção térmica por nuclear ou hídrica. A produção hídrica tem os limites impostos pela natureza para além de outros impactes ambientais que importa contabilizar.

A União Europeia acha que existem mais duas vias, a aplicação de Carbon, Capture and Storage (CCS) às centrais térmicas e a eficiência energética. A primeira é uma delírio sem razoabilidade técnica nem interesse prático como reforçarei no próximo post deste blog. A segunda tem limites que se ultrapassados deixa de ser eficiência energética e passa a ser não produção.

Tenho defendido que seja cobrado às centrais termoeléctricas europeias taxas que traduzam os seus reais custos para o ambiente e saúde. Desta maneira poder-se-á evidenciar o mérito da produção nuclear e sonhar em viabilizar economicamente a produção eólica e solar não subsidiada.

Ministro do Ambiente da Áustria não quer shale gas

Reservas de shale gas na Europa

Diz o ministro austríaco do Ambiente, Nikolaus Berlakovich, que é totalmente contra a exploração de gás xistoso. Talvez seja fácil para o ministro de um país rico em recursos hidroeléctricos recusar assim o shale mas esse é um luxo a que, por exemplo, a Polónia não se pode dar. Como já mencionei noutro post a França também se mostra contra a exploração de shale que me parece ser uma possibilidade viabilizada apenas por este país ter um parque nuclear tão significativo.

Contudo, numa altura de perda de competitivdade da Europa face ao resto do mundo parece-me pouco estratégico países europeus recusarem a exploração de recursos naturais que são a base do enriquecimento de potências emergentes como a Rússia e o Brasil.

Mais, a unidade europeia também deveria passar pela vontade de se assegurar, no conjunto da UE, a mais elevada segurança energética que for possível.

Embora não haja na Europa a experiência que os EUA já acumulam, a exploração de shale gas pode manter-se dentro de níveis aceitáveis de risco. 

RenewableUK tem humor britânico

O comentário de um leitor neste post sobre o shale gas britânico levou-me a pesquisar sobre um relatório elaborado pela consultora KPMG. O relatório intitulado "Thinking about the Affordable" compara dois cenários de mix energético do Reino Unido em 2020, um com forte presença de fontes renováveis e outro com mais peso de nuclear e gás natural. Infelizmente não encontro o relatório pelo que não posso comentar sobre ele. Consegui arranjar um resumo com dois gráficos que ilustram, na visão da KMPG, a grande diferença entre os dois cenários. Na hipótese renovável o gasto em infraestruturas supera em £34B (biliões anglo-saxónicos) a via térmica/nuclear. No primeiro caso é de £108B e no segundo de £74B. O relatório tira três importantes conclusões:

1. Economic modelling of different electricity generation scenarios, to calculate the cheapest way of meeting the UK’s 2020 emission reduction targets, has shown that achieving self-imposed renewable energy targets as well as EU carbon reduction targets could cost an additional £34 billion of upfront investment;
2. Planning constraints and ‘not in my back yard’ public opinion of onshore wind is costing the UK more than £10 billion. Subject to any planning reform, this means  more expensive offshore wind developments are needed;
3. A heavy weighting of renewable energy in the low carbon generation mix costs an additional £55 more per tonne of CO2 saved than the cheapest scenario.

Não encontrei o relatório da KPMG mas encontrei a resposta da associação inglesa de energia eólica, ondas e marés, RenewableUK. O comentário enferma das habituais lacunas da narrativa pró-renovável.

A RenewableUK prevê que sem renováveis "electricity bills will be pushed up by 52% because of the volatility of fossil fuel prices". Os preços do gás natural, à conta do shale, têm descido em certos mercados, caso do americano. Mesmo a nível global não é provável que o preço do gás natural suba muito nas próximas décadas. Se em solo inglês existirem reservas de gás de xisto como a Cuadrilla admitiu o sector eléctrico britânico dependerá muito menos da importação do que até agora.

O estudo da KPMG refere que com renováveis é preciso investir mais £34B o que só pode surpreender mesmo quem vive iludido com estas fontes. Como tenho repetido inúmeras vezes só renováveis + gás natural (para backup) + barragens ou baterias (para armazenar) pode ser comparado a nuclear + gás natural. Não é difícil perceber que numa solução com elevado peso de renováveis seja preciso investir mais em parque electroprodutor, para além da rede, mesmo que parte dele vá ficar parado boa parte do tempo.

Os argumentos da RenewableUK atingem níveis humorísticos como neste por exemplo:

In Germany, Denmark and Spain, three European countries with a high level of wind power deployment, the low operational cost of wind means that it is the first choice of power source used to meet demand, displacing more expensive options, and thereby actually reducing rather than increasing electricity prices.

Na Alemanha, Dinamarca, Espanha (ou Portugal) a energia eólica não é a "primeira escolha" para responder à procura. Nestes países com excesso de eólica a rede está legalmente obrigada a escoar preferencialmente energia renovável. Se não houvesse esta prioridade imposta nenhum destes países a ia adquirir de livre vontade.

E fica ainda melhor:

The report states that wind farms only generate electricity for about one-third of the time. This is factually incorrect. Wind turbines in fact generate electricity for 80-85% of the time. They generate the maximum possible amount at full speed for about one-third of the time. KPMG appear to have confused these two concepts, leading to a basic error which does not inspire confidence in the rest of their research.

Claro, as turbinas funcionam entre 80-85% do tempo e não os 33% ditos pela KPMG (a média mundial andará pelos 25% mas adiante). É perfeitamente irrelevante que durante períodos destes 80% do tempo os aerogeradores sirvam para pouco mais do que manter acesa a iluminação pública, para a RenewableUK as turbinas trabalham tantas horas quanto um reactor nuclear!

Será que a RenewableUK não entende que o factor de capacidade é uma forma expedita de comparar a produtividade entre fontes de electricidade? Será que a RenewableUK não percebe que dizer que a eólica produz durante 1/3 do tempo não é dizer literalmente que as turbinas trabalham ininterruptamente de Janeiro a final de Abril e depois param o resto do ano?

O irrealismo prossegue:

"Those countries who previously embraced wind energy have reaped the rewards in terms of job creation. In Germany 80,000 people are employed in the wind energy sector, in contrast in the UK which missed its opportunities with onshore wind in the 1990s. Our wind industry currently employs just 10,600. RenewableUK's report "Working for a Green Britain" shows how this will could be increased to almost 90,000 people by 2020, but only if the Government recommits to offshore wind and meeting the 2020 renewable energy targets"

Por "recommits" deve entender-se "subvencionar". Com apoios estatais e prioridade no acesso à rede a violar o mais básico princípio da concorrência todos os empregos se podem criar, mesmo o de vendedor de areia no deserto.

Fico em pânico a pensar que são organizações com esta capacidade de pensamento e argumentação que influenciam o futuro do sector eléctrico europeu! Ou será que é deliberado? Coloca-se a ética e a honestidade na gaveta para continuar a viver à custa de subsídios?

Reino Unido rico em shale gas?

Uma pequena companhia da área da energia, Cuadrilla Resources, diz ter descoberto no centro da Grã-Bretanha um depósito de shale gas que dá às Ilhas Britânicas reservas deste combustível fóssil equivalentes às da Venezuela. A ser verdade isso coloca o Reino Unido no top ten mundial dos países com maiores reservas de gás natural.

O problema é que para o explorar a Cuadrilla precisará de efectuar centenas de furos na região o que está a assustar as populações locais que temem a contaminação dos solos e lençóis de água como já aconteceu nos EUA. A Cuadrilla terá de aplicar a técnica de hydraulic fracturing ou fracking que tem sido motivo de enorme controvérsia nos EUA, como recentemente entre Paul Krugman e Robert Bryce. Fica aqui um video da Cuadrilla a explicar o método:

A empresa diz que os locais nada têm a temer, no entanto a mesma admitiu que a sua actividade poderá ter sido responsável por dois pequenos sismos na região, um de intensidade 2,3 e outro 1,5 (escala de Richter). Este artigo da revista Scientific American confirma que a injecção no subsolo de água e aditivos sob elevada pressão poderá provocar sismos de intensiade 1 ou 2 como os que se verificaram na zona de exploração da Cuadrilla. Mas recusa que possa provocar abalos de maiores proporções.

Como escrevi no post do Krugman não tenho ainda plena opinião formada sobre os riscos reais do hydraulic fracturing mas no video abaixo a opinião de Ronald Bailey é semelhante à da resposta de Robert Bryce a Paul Krugman. O fracking é uma técnica já usada nos EUA há mais de 60 anos. O fracking per si não tem nenhuma falha grave. Tem os riscos associados à perfuração, seja para explorar shale ou não. Os casos de contaminação de água registados nos EUA resultaram de erros na perfuração e não do fracking.

Regressando à Europa será interessante perceber até que ponto esta descoberta irá abalar o actual programa do Department of Energy and Climate Change (DECC) britânico que visa descarbonizar a produção eléctrica do Reino Unido apostando fortemente em fontes renováveis e nuclear.

Paul Krugman blinded by the sun

In his last column in the New York Times Paul Krugman writes about power generation and either shows his lack of knowledge or a complete biased opinion on the subject. He starts by criticizing hydraulic fracturing technology that allows the exploration of shale gas and in which the americans are probably world leaders. Robert Bryce, a renowned journalist and author about the energy business debunks Krugman's arguments and refers the wealth and jobs created through the exploration of shale gas plus the drop in gas prices. In my opinion even more importantly than the beneficts to the price stability, shale gas reorganizes the world gas reserves and that brings energy security to several countries, namely the USA and european coutries. And that is something Krugman can't ignore. The Energy Information Administration (EIA) expects that in 2035 46% of natural gas consumed in the USA will come from shale. Russian Federation and Iran alone own the best part of the conventional natural gas reserves and none can be considered the most friendly country.

Krugman thinks that hydraulic fracturing should internalize all costs associated and his right. Not only that but production of electricity with fossil fuels should pay for all the damages that it makes. If that happens nuclear power will be the cheapest way of power generation.

In the second part of the article Krugman presents solar power as the ultimate solution for power generation and explains that solar power costs follow Moore's Law. He refers this article in Scientific American magazine that says that solar power will achieve price parity with current electricity price in 2020c or early. In 2030 it will be half that price. The numbers seem very optimistic to me but they are irrelevant to Krugman's column. One cannot compare 1 kWh of solar power with 1 kWh produced in a gas powered power plant. It is like compare apples and oranges. Only solar + gas (as backup) + pumped-storage dam or batteries (for storage).

Let's imagine the (impossible) scenario of having solar power capacitiy to produce momentarily (not permanently due to intermittency) all USA power consumption. Even then USA would require exactly the same amount of gas powered power stations than in scenario of 100% gas covering the demand. Even if all this power plants could only, as a whole, be needed for one hour in a year they would have to be ready. In the solar scenario the biggest portion of income of the gas power plants would come from stand-by contracts instead of selling energy to the grid.

One doesn't need to be a Nobel prized economist to understand that solar power can only achieve price parity with natural gas when solar power can cost nothing and hydraulic pump-storage goes for free. When will it happen? Never!

If Krugman argues that fracturing should pay for its shortcomings he must also demand that solar (and wind for that matter) internalize the costs of backup and storage. That is exactly what is happening in Virginia.

Paul Krugman julga ter sido iluminado pelo sol

No Espectador Interessado li esta pequena polémica entre o Nobel da Economia Paul Krugman e o reconhecido jornalista na área da energia Robert Bryce.

Paul Krugman

Na sua última coluna de opinião no New York Times Krugman escreve sobre energia eléctrica e mostra o muito pouco que sabe sobre o assunto ou a forma tendenciosa como analisa a questão. Começa por deitar abaixo o hydraulic fracturing ou fracking que permite explorar o shale gas e onde os americanos estão na vanguarda mundial. Confesso não ter uma opinião formada sobre os riscos da técnica e preciso de estudar mais sobre o assunto. O bom senso diz-me que é perigoso mas o bom senso também me diria que as fontes renováveis de energia são baratas. Robert Bryce que é um conhecedor da matéria desmonta os argumentos de Krugman e menciona a riqueza, emprego e estabilidade de preço do gás natural que a exploração de shale nos EUA tem permitido. Este artigo no Energy Tribune menciona o caso inglês mas chega à mesa conclusão que Bryce, os riscos de exploração do shale gas são largamente compensados pelos empregos que gera e pela manutenção do preço baixo do gás natural. Na minha opinião ainda mais importante do que o preço é a segurança energética que o shale traz aos EUA e Europa, um facto primordial que Krugman não pode ignorar.

Krugman acrescenta que sobre a actividade do fracking deviam ser imputados todos os custos associados, opinião com a qual concordo inteiramente e que estendo ao funcionamento das centrais a gás.

Depois apresenta-nos a energia solar como o futuro do fornecimento de energia eléctrica alegando que o seu custo segue a Lei de Moore. E cita este artigo da Scientific American que prevê que o custo da energia solar consiga paridade com o preço actual do mercado americano em 2020, baixando para metade em 2030. Os números parecem-me extremamente optimistas mas são irrelevantes para o artigo de Krugman. Não se pode comparar o "valor" de 1 MWh solar com 1 MWh vindo da queima de gás. Enquanto Krugman e os pró-renováveis insistirem nesta narrativa estéril é impossível debater soluções energéticas.

Só energia solar + gás natural (para backup) + hidro ou baterias (para armazenagem) pode ser comparado a gás natural. Imaginemos um cenário (irreal na prática) de os EUA terem instalada potência solar capaz de cobrir instantaneamente, mas não permanentemente dada a intermitência da fonte, o consumo do país. Neste cenário o número de centrais a gás teria de ser o mesmo que num cenário 100% gás. A diferença é que no cenário solar + gás + armazenagem as centrais termoeléctricas receberiam mais dinheiro pela garantia de potência do que pela venda de electricidade.

Assim, não é preciso ser um economista nobelizado para entender que a solução solar só conseguirá paridade com a produção a gás quando a produção solar for de graça e a armazenagem em barragens ou baterias sair de borla. Quando é que isso vai acontecer? Nunca!

Se Krugman defende que o shale pague os custos das externalidades nocivas também tem de apresentar a factura das externalidades negativas da solução solar. E o mesmo devia fazer o governo de Portugal.

Portugal não suporta um reactor nuclear? (2ª parte)

Depois de ter analisado os cenários de um mix de produção de energia eléctrica em Portugal em 2025 com três e duas centrais nucleares de 1.600 MW parece-me interessante conceber mais dois cenários, 1 reactor nuclear e 0 reactores e máximo de eólica. Antes de continuar parece-me útil esclarecer alguns pontos:

1. Graças à generosidade da remuneração, a co-geração que era suposto servir apenas para aproveitar calor gerado noutras actividades, tornou-se uma oportunidade de negócio para empresas que nem têm a geração eléctrica como core business. Assim a co-geração está sobredimensionada em Portugal, como denunciaram recentemente Delgado Domingos e Mira Amaral, e podia ser reduzida, o que facilitaria a integração de produção nuclear nos vários cenários.
2. Como não consigo saber qual o valor justo mantenho a produção dos últimos 12 meses.A eficiência da bombagem é, como até reconhece o PNBEPH, inferior aos 75% que tenho considerado. Admitindo 70% de eficiência o país, em 2025, terá capacidade de consumir 6.570 GWh/ano em bombagem, ou 2250 MW médios.
3. Para facilitar as contas tenho deixado de fora outras formas de produção eléctrica (solar, biomassa, RSU, mini-hídrica, etc). Não só porque geram quantidades pequenas de energia e por isso facilmente consumidas, mas também porque algumas (solar, mini-hídricas, microprodução) deviam perder os subsídios elevados que recebem e por isso o mais provável seria estarem extintas em 2025.
4. Na 1ª parte admiti que em 2025 não existe produção eléctrica com carvão e através de turbinas eólicas. Em 2025 o nosso parque produtor a carvão já estará velho a que se soma as penalizações ambientais, que espero, tornem economicamente obsoleta esta forma de produzir energia eléctrica. Se Portugal diminuir (ou acabar) com as tarifas feed-in para a eólica a adição de parques vai acabar. Como a longevidade de um parque é de cerca de 15/20 anos em 2025 já sobrará pouca potência eólica instalada.
5. Não acredito que em 2025 o consumo nacional seja igual ao de 2010. Não só porque me parece que obter 25% de eficiência energética como o governo pretende para 2020 é optimista como espero que a economia do país se desenvolva e cresça entre 2015 e 2025. Adiciono mais 5.000 GWh para bombagem o que dá um total de 57.200 GWh. Refiz as contas dos cenários 1 e 2.
6. O consumo mínimo de 4.500MW admitido exclui bombagem.

As condições enunciadas na 1ª parte mantêm-se.

Cenário 3 (1 reactor nuclear - 1.600 MW)
Somando os 1.600 MW aos 734 MW da co-geração a produção de base fica aquém do consumo. A bombagem não é necessária. 21% das necessidades de abastecimento do país (57.200 GWh/ano) são satisfeitas com nuclear. A co-geração vale 11%.  O potencial hidroeléctrico líquido (13.300 GWh/ano) cobre mais 23%. A maior fatia, 45% (25.553 GWh) poderá vir das centrais de ciclo combinado que funcionarão com uma produtividade bastante maior ou numa combinação gás natural/eólica/bombagem acreditando que a produção eólica é economicamente competitiva nessa altura e que a bombagem servirá para aproveitar importação barata da Europa.

Tendo em conta o tempo que leva a construir uma central nuclear e a situação política em Portugal, até este cenário em 2025 me parece mais um acto de fé do que uma forte probabilidade de ser concretizada, ainda que mais provável do que os cenários 1 ou 2.

Cenário 4 (sem produção nuclear, máxima prioridade à co-geração seguida da eólica; não recorrer à exportação por excesso de eólica)
A capacidade máxima de escoamento em vazio é de 6.750 MW (4.500 + 2.250). Descontando os 734 MW da co-geração isso permite o país esticar até um máximo teórico de 6.016 MW de potência eólica instalada sem obrigar à exportação. Este valor é inferior aos 6.800 MW constantes no PNAER português. Com uma produtividade de 25%, o parque eólico forneceria 23% (13.175 GWh) das necessidades do país, praticamente o valor que analisei aqui. A co-geração mais 11% e as barragens mais 31% (23% líquidos e 8% em resultado da bombagem). O gás natural teria de contribuir com os restantes 34%, o que faria da produção termoeléctrica a base do diagrama de cargas.

Conclusão
Tendo em conta os pressupostos que considerei para a construção destes quatro cenários o 4 (eólico) só permite importar menos gás natural (ou usar menos algarvio) do que com a instalação de uma central nuclear. Três centrais nucleares em 2025 iria sobredimensionar e encarecer o parque por obrigar a manutenção de CMECs. A existência de duas centrais nucleares seria o cenário mais racional, que garantia maior independência energética e o preço da electricidade mais baixo.

Se se mantiverem as actuais tarifas feed-in para as renováveis o cenário 4 é aquele que produzirá o preço mais elevado de electricidade, provavelmente o mais alto do mundo em 2025, dado que esse custo é ainda ampliado por se recorrer enormemente à bombagem com uma eficiência baixa. As consequências no preço de se associar eólica subsidiada e bombagem abordei aqui e Pinto de Sá detalhou melhor aqui.

Algarve vai produzir gás natural

O Ecotretas postou este fim de semana que o licenciamento de exploração de gás natural ao largo do Algarve vai finalmente, ao fim de quase dez anos, avançar. A reacção do lobby renovável não se fez esperar, nomeadamente através do Eng. Ângelo Correia que tem interesses no sector. Tudo porque a independência energética e a poupança de importação de combustíveis fósseis é uma dos grandes argumentos dos defensores da produção renovável, como ficou bem patente no recente estudo da APREN.

Estima-se que as reservas algarvias tenham capacidade para 10 anos de consumo nacional. É pena que este potencial algarvio não seja todo aproveitado pelo castramento actual do funcionamento das centrais de ciclo combinadoem virtude da primazia dada ao consumo de energia eléctrica renovável. Infelizmente terá de ser assim durante mais alguns anos. Pelo menos enquanto os parques eólicos portugueses, cuja possibilidade de se desligarem da rede não foi acautelada, não forem desmantelados.

Todas as fontes de electricidade são inesgotáveis

Um dos argumentos usados pelos apoiantes das energia renováveis é que estas são inesgotáveis e portanto renováveis. Esta perenidade de recursos pode ser vista de uma forma mais ou menos pragmática. Os defensores das renováveis afirmam que ao retirarmos os combustíveis fósseis do subsolo estamos a alterar o normal equilíbrio da Terra. É verdade, mas ao instalarmos painéis solares fotovoltaicos também estamos a alocar materiais em locais não naturais. É um facto que o desequilíbrio provocado pelo uso de recursos naturais se traduz inevitavelmente em poluição. Mas isso acontece com todas as formas de produzir electricidade. As 270 toneladas que pesa uma turbina eólica de 2 MW são resultado maioritariamente de aço que usa matéria-prima natural e tem um processo de fabrico bastante intensivo em energia. Também se pode especular sobre o aumento de entropia terrestre que a queima de combustíveis fósseis provoca mas o Universo caminha para um estado de máxima entropia e a influência humana nesse processo é insignificante.

Mina de urânio

Mais pragmaticamente, a única vantagem do carácter renovável das energias ditas renováveis é não nos termos de preocupar em desenvolver futuras formas de obtenção de energia eléctrica. Mas isso é altamente improvável, as sociedades vivem em competição constante na procura de formas mais eficientes de produzir riqueza e bem-estar. Com esta premissa e os exemplos históricos pode-se especular quanto tempo o Homem leva a introduzir novas tecnologias. Parece-me que 100 anos é uma almofada razoável para renovação tecnológica. Isto é, creio ser razoável afirmar que daqui a 100 anos as formas de produção eléctrica estarão reinventadas e nessa altura o Homem não precisará dos combustíveis que hoje consideramos essenciais. Desta forma, é lícito afirmar que qualquer recurso natural que dê para ser explorado durante um século é inesgotável ou equiparado a renovável.

As reservas naturais podem categorizar-se, grosso modo, em economicamente exploráveis, tecnicamente exploráveis, provadas e existentes. O tamanho das reservas vai aumentando da primeira para a última. à medida que se caminha para a maturação de uma tecnologia existe a tendência de todas tenderem para o mesmo valor quer pelo aumento das primeiras quer pela diminuição das últimas através do consumo. A grande incógnita é saber-se que percentagem das reservas existentes são conhecidas e isso coloca alguns problemas na previsão do tempo que restará de exploração. Existem muitos estudos sobre as reservas mundiais de petróleo, carvão, gás natural e urânio.

Petróleo
Prevê-se que o petróleo tenha reservas provadas que dão para o explorar até à segunda metade do presente século. Trata-se de um problema para o sector dos transportes pois actualmente não existe alternativa economicamente viável ao petróleo. O sector eléctrico já pouco depende de derivados de crude para a produção.

Central termoeléctrica a gás natural

Carvão
O carvão continua a ser a fonte mais usada e é também o combustível fóssil para o qual são apontadas reservas mais duradouras. A produção de carvão deverá atingir o pico em 2030 e as reservas devem durar cerca de 150 anos. Este valor sofrerá alterações consoante a evolução da procura mundial nas próximas décadas.

Gás natural
A reservas de gás natural têm aumentado nos últimos anos devido aos avanços nas técnicas de exploração de depósitos não convencionais de gás. Apesar de se estimar que o consumo de gás natural aumente bastante à medida que for substituindo o carvão como principal fonte de geração eléctrica as reservas convencionais e não convencionais darão para mais de 100 anos de exploração.

Urânio
As reservas de Urânio com o padrão de consumo actual chegam para 80 anos. No entanto, as centrais nucleares actuais só consomem cerca de 5% do urânio natural e isso está preste a alterar-se com a introdução, na próxima década, das centrais nucleares de 4ª geração e do tório como combustível alternativo.

Evocar o desaparecimento de matérias-primas para justificar a aposta no vento e no sol para produção de energia eléctrica não é rigoroso uma vez que as reservas de carvão, gás natural e urânio dão para mais de um século de utilização tornando-as por isso pragmaticamente inesgotáveis. Esse não é o caso do petróleo cujas reservas podem acabar em metade do tempo e ainda não existe verdadeira alternativa.

Nuclear é energia concentrada

A energia nuclear é incontornável se a humanidade quiser obter a sua energia de forma ambientalmente sustentável. As energias renováveis não garantem produção em quantidade e estabilidade satisfatórias. As alternativas com combustíveis fósseis são demasiado poluidoras. A energia nuclear é a única que concilia abundância de produção com ausência de emissão de poluentes. Durante este século o Homem será capaz de dominar e industrializar a fusão nuclear e replicar na Terra a forma como se gera a energia nas Estrelas. Nessa altura a sustentabilidade energética da humanidade estará praticamente resolvida. Enquanto não chegamos lá, os avanços que se estão a fazer em tecnologia de centrais de fissão nuclear irão melhorar a sua eficiência e minimizar os defeitos que lhes são apontadas.
 

Uma das grandes vantagens da energia nuclear sobre todas as outras formas de produção de energia, mesmo o petróleo, é a sua extraordinária densidade. Seja densidade de área usada se quisermos comparar com as renováveis ou densidade do combustível se quisermos comparar com combustíveis fósseis. A densidade na energia é eficiência e a eficiência é limpa.

Densidade energética de área usada

Hinkley C (3.300 MW)

Este é um desenho da futura central nuclear Hinkley C em Inglaterra. Ela será constituída pela EDF e contará com dois reactores Areva EPR de 1.650 MW de potência. Terão uma potência combinada de 3.300 MW. Quando a obra estiver concluída a central vai ocupar 67 ha de terreno, um bem cada vez mais escasso e precioso. Se aplicarmos o factor de capacidade de 0,85 típico destas centrais esta terá uma densidade de 4,18 kW/m2.

Com um factor de capacidade de 0,28 seriam precisos 10,02 GW de potência eólica instalada para replicar, com vento, a mesma energia produzida pela central Hinkley C. Para se ter uma noção ,este valor representa cerca de 2,5 vezes o parque eólico português. Em número de turbinas traduz-se em 5008 unidades de 2 MW. Embora existam diferenças na densidade de produção de parques eólicos de acordo com a localização e tipo (onshore/offshore) é lícito assumir um valor de 2,7 W/m2 para um parque eólico onshore. Com uma densidade destas, um parque eólico que fornecesse a mesma energia anual que Hinkley C precisaria de 1.222 km2 cerca de 1/4 da superfície do Algarve (5.412 km2). Essa área (122.200 ha) daria para construir 1.823 centrais nucleares Hinkley C. Estas centrais seriam capazes de produzir anualmente 44.794 TWh, ou seja, mais do dobro do consumo mundial de electricidade em 2010 (aproximadamente 18.000 TWh).

As contas são simples mas elucidativas. O terreno, em terra, que um parque eólico precisa de ocupar para gerar tanta electricidade quanto um reactor Areva EPR de 1.650 MW daria, caso ele fosse preenchido de reactores, para abastecer o mundo de electricidade. Sem aumento de poluição ou custo da electricidade.

Densidade energética do combustível

Comboio transporte carvão

Aqui também a vantagem do nuclear é óbvia. O núcleo do urânio isótopo U235  ao ser quebrado nas centrais nucleares liberta uma energia com uma densidade de 4,7TWh/l. O isótopo U235 constitui apenas 3% do combustível nuclear actual que é maioritariamente o isótopo "natural" U238. Os dois reactores de Hinkley C vão produzir cerca de 24,57 TWh/ano, ou seja, vão precisar de cerca de um garrafão de 5 litros de urânio U235 todos os anos. Na prática, 166l de urânio (97% U238 + 3% U235). Destes, cerca de 160l ficam como resíduos. As futuras centrais nucleares vão consumir U238 pelo que precisarão de muito menos combustível para além de poderem consumir os resíduos das actuais.

A densidade energética do diesel (10,94 kWh/l), carvão (6,28 kWh/l) ou gás natural liquefeito (7,2 kWh/l) são simplesmente de ordens de grandeza diferentes das do urânio na fissão nuclear. É por isso que se, figuradamente uma central nuclear podia ser alimentada à colher, uma central a carvão precisa de uma linha de comboio.

Supertanque GNL

Naturalmente as proporções mantêm-se na dimensão e consumos energéticos necessários para a extracção e distribuição dos combustíveis. Num mundo dominado por energia nuclear as imagens de supertransportadores GNL e superpetroleiros seriam muito mais raras.

O filme seguinte da autoria do excelente blog Brave New Climate ilustra bem porque razão o mundo não pode passar sem energia nuclear. Para o assunto específico deste post, peço atenção para o minuto 2:10 em que se compara a energia contida numa bola de golfe de urânio para fissão (a quantidade de energia que uma pessoa precisa durante toda a sua vida) com uma manada de 800 elefantes que é o equivalente energético em carvão.

Euromilhões polaco

Iniciei este blog a comentar os avanços na perfuração que desencadearam um novo paradigma no sector energético por permitir a extracção do gás natural preso em camadas de xisto no subsolo. À medida que se melhoram as técnicas de perfuração e se viabiliza a exploração de reservas não convencionais de gás natural o mundo assiste a uma redistribuição das quantidades relativas a que cada país tem acesso. Se em 2002 cerca de 75% do gás natural vinha da Rússia e do Médio Oriente (ver quadro) as reservas de gás xistoso (shale gas em inglês) existem em países como a Índia, África do Sul, Argentina e França (ver mapa-mundo). Este facto tem bastante importância por duas razões:

1. Gestão da produção 

Reservas mundias de gás xistoso

Com o crescimento da procura mundial por electricidade e o esgotamento das capacidades hidroeléctricas globais a utilização de gás natural torna-se vital para dar resposta às variações de consumo durante o dia. As centrais termoeléctricas a gás natural têm uma vantagem enorme sobre as centrais a carvão ou nucleares. Essa vantagem é o menor tempo de arranque ou paragem e até mesmo a capacidade de operarem sem ser na potência nominal. Essa característica torna-as particularmente flexíveis para cobrir variações de carga na rede, nomeadamente as provocadas pela intermitência das energias eólica e solar.

2. Segurança energética

Esta é provavelmente a maior razão pela qual a capacidade de extracção de gás natural contido em camadas xistosas é tão significativo. Até há pouco tempo o gás natural estava quase todo na posse de países politicamente menos estáveis e muitos deles com quezílias históricas com os países ocidentais. Por exemplo, 40% do gás natural consumido em Portugal vem da Argélia. Este cenário vai mudar o paradigma. Nos EUA, que estão a liderar a tecnologia e extracção de shale gas, cerca de metade da electricidade aí consumida é produzida queimando carvão. Sendo os EUA o maior consumidor de electricidade do mundo a substituição de todas as centrais a carvão por gás natural teria um impacto decisivo na qualidade do ar não só do continente americano mas de todo o mundo. E isso agora é possível com gás natural obtido dentro de fronteiras. Estima-se que as reservas americanas de gás natural com o contributo do shale assegurem, ao ritmo de consumo actual, o fornecimento durante 100 anos. A Energy Information Association (EIA) americana prevê que em 2035 cerca de metade do gás consumido nos EUA seja shale.

Esquema do processo hydraulic fracking

Também a Europa comunitária foi presenteada com reservas de gás xistoso. A Polónia, cuja produção eléctrica depende quase na sua totalidade de carvão, detém as maiores reservas europeias e já se diz que se pode tornar na Noruega (que é rica em petróleo) do gás natural. As segundas maiores reservas europeias pertencem à França, no entanto, não vão ser exploradas enquanto não se esclarecer melhor as dúvidas relativamente à segurança do fracking necessário para libertar o gás da sua prisão de xisto. Os receios dos franceses não são infundados, o hydraulic fracking envolve a injecção de água a alta pressão com areia e agentes químicos para abrir fracturas na rocha e assim soltar o gás natural. Este método já originou contaminação de águas subterrâneas nos EUA e tem levantado questões sobre a sua segurança. Nenhuma forma de obtenção de energia é isenta de riscos, principalmente uma que ainda dá os primeiros passos. Estes casos verificados apontam para a necessidade de existência de legislação mais profunda e inspecções mais rigorosas para que o hydraulic fracking e o shale gas não tragam mais desvantagens do que benefícios. A reserva francesa em relação à exploração do gás xistoso terá que ver com a segurança do processo mas, provavelmente, também com a ameaça que a abundância de gás natural constitui para a expansão da energia nuclear.