quarta-feira, 31 de agosto de 2011

Integração europeia de energia eólica

Consumo de electricidade EU27 (Eurostat)
Analisei recentemente o consumo e produção de eletricidade na Península Ibérica. E rotulei como um case study mundial de integração de eólica em larga escala. Neste faço a extrapolação do exemplo ibérico para a EU27. Para isso socorro-me dos últimos dados do Eurostat

Em 2010 consumiu-se na Península Ibérica 329.977 GWh de electricidade. Na EU27 o consumo foi de 3.115.403 GWh, ou seja, quase dez vezes mais. Naturalmente estamos a falar de outra escala no consumo mas também nos custos e nos desafios técnicos. A produção atingiu 3.115.808 GWh. Desta 54,5% veio de centrais termoeléctricas, 27,6% de centrais nucleares, 12,4% de barragens, 4,6% do vento, 0,7% de painéis solares e 0,2% de unidades geotérmicas. Cerca de 9% da produção andou a migrar mas o saldo final cifrou-se em apenas 2.215 GWh exportados. A bombagem consumiu 42.620 GWh ou 1,4% da produção.

Usando as estatísticas 2010 da European Wind Energy Association (EWEA) a potência instalada de eólica média na EU27 no ano passado foi de 79,631 GW dos quais 2,948 GW (3,7%) de turbinas offshore. De acordo com o Eurostat, toda esta capacidade produziu 143.638 GWh, ou seja, tiveram um factor de capacidade de 20%, bastante abaixo daquilo que se obteve na Península Ibérica. Naturalmente o documento da EWEA não menciona este importante valor. Na verdade, e como é tradição da EWEA, prefere-se comparar valores de capacidade instalada e não de energia gerada. A tentativa de cobrir a realidade vai ao ponto de que, quando se refere à produção eólica em 2010 na EU27, o relatório da EWEA menciona "the wind capacity installed by the end of 2010 would in a normal year produce 181 TWh of electricity".
Mix produtivo EU27 (Eurostat)

Na reflexão que fiz sobre o sector eléctrico dinamarquês terminei o texto a admitir que não mais de 20% da electricidade consumida na Europa poderá ter origem em turbinas eólicas. No entanto como se trata da extrapolação do caso ibérico e aí admiti 25% de integração vou fazer o mesmo exercício para a EU27. Com 25% de eólica mais 13% de hidroelétrica já existentes a Europa conseguiria atingir num, cenário destes, 38% de contributo renovável para a sua geração eléctrica o que seria assinalável. Contudo o aumento da produção eólica tem de ser acompanhado por aumento de bombagem nas barragens pelo que aumentar 20% de geração eólica na EU27 incrementa o contributo hidroeléctrico.

No caso ibérico admiti que ao subir-se para 25% de contributo eólico para o mix produtivo só metade dela era imediatamente consumida. Tenho pena de não ter dados concretos neste aspecto para corroborar a minha suposição e desde já agradeço se alguém me fornecer. Para o caso da Europa comunitária e dado que se trata de uma área maior admito que existe menos correlação de ventos nos vários países o que permitirá consumir de imediato 60% da produção eólica. Admito também que não existirá aumento de procura nos próximos anos ainda que esta estabilidade na procura me pareça muito pouco provável. A intensidade energética das economias mais desenvolvidas da Europa já é muito boa e será impossível obter grandes ganhos de eficiência. Vou também admitir que a existência de 25% de produção eólica numa super rede eléctrica europeia (requisito obrigatório para se atingir esta meta) não trará problemas técnicos ao seu funcionamento ainda que especialistas avisem que com uma integração de eólica nesta proporção é previsível a ocorrência de apagões.

Pode-se questionar porque é que eu apenas estou a admitir no cenário o contributo da energia eólica quando a solar e a geotérmica ainda têm tão pouca expressão. A solar e a geotérmica valem tão pouco do mix europeu porque a primeira não é economicamente rentável e a segunda é tecnicamente inviável.

A energia solar, apesar da sua baixa produtividade, permitiria contrabalançar eficazmente a eólica. Produz mais durante o dia e no Verão ao invés da eólica que gera mais à noite e no Inverno. Porém o custo da solar é cerca de quatro vezes superior ao da eólica e por isso proibitivo em larga escala.

A energia geotérmica só é possível ser industrialmente explorada em locais com actividade geotérmica a pouca profundidade. É esse o caso de “zonas novas” da crosta terrestre como a Islândia, Hawai ou Nova Zelândia. A Europa é, comparativamente, geologicamente mais antiga e tem uma actividade geotérmica muito mais estabilizada. Embora existam projectos, nomeadamente em França, de exploração geotérmica a grande profundidade ainda não foi conseguida viabilidade técnica.

Outra energia de que se fala, a obtida nas marés, também ainda não conseguiu mostrar capacidade de ser industrializada pelo que não pode ser considerada. A menos que existam surpresas, num futuro próximo, perseguir maior integração de energia renováveis no sector eléctrico significa eólica + hidro.

Se dos 3.115.808 GWh produzidos em 2010 na EU27, um quarto viessem de turbinas eólicas seria preciso, com um factor de capacidade de 25%, uma potência instalada de 360 GW, ou 435% da existente actualmente. Embora uma parte desta potência fosse instalada no mar, caso estivesse montada em terra, ocuparia 33.356 km2 ou cerca de um terço da superfície de Portugal (92.000 km2). Para obter este resultado usei uma densidade produtiva de 2,7 W/m2.

Produção eléctrica por fonte dos vários países europeus (Eurostat)
Se dos 788.952 GWh produzidos pelas turbinas 40% tivessem de ser armazenados a capacidade de bombagem europeia teria de aumentar 640% para 315.580 GWh (não conto com contributo dos carros eléctricos para esta armazenagem pois não se antevê massificação da sua venda na próxima década). Com uma eficiência de 0,75 na bombagem, 78.815 GWh seriam desperdiçados, ou seja, 10% de toda a geração eólica seria perdida. Fazendo outra comparação, toda a energia eléctrica produzida por Portugal em 16 meses seria deitada fora. Se toda a água bombada fosse turbinada para geração o peso hidroeléctrico no mix subia para 21%. O contributo renovável para a geração eléctrica europeia seria de 46%, mais 8% do que contabilizei no começo do post.

Muitos problemas práticos se colocariam num cenário destes a começar pela hipótese de a Europa não ter recursos hídricos para realizar tanta bombagem ou a exigência de se criar um mercado europeu de electricidade gerido centralmente. Outro que ocorre é a resistência dos europeus à construção das inúmeras linhas de alta tensão para canalizar a energia eólica para as barragens. Os recursos eólicos e hídricos europeus não estão uniformemente distribuídos pelo que alguns países (Reino Unido, Holanda, Dinamarca) seriam os fornecedores e outros (Áustria, Suécia e até Portugal) seriam os armazéns. A Noruega, com a sua elevada capacidade hídrica e eólica teria, forçosamente, de entrar neste mercado para o viabilizar. Os austríacos têm uma atitude NIMBY particularmente vincada pelo que a construção desta rede europeia de linhas de alta tensão teria muita contestação pública. O mercado teria de ser regulado centralmente e teria de haver compensações entre países. De outra forma os países fornecedores teriam preços de electricidade verdadeiramente proibitivos por financiarem a electricidade barata de países armazenadores.

Se o excesso de produção eólica fosse inteiramente exportado daria para cobrir o consumo anual da Turquia (200.000 GWh/ano) e do Egipto (109.000 GWh/ano) juntos. Naturalmente tal seria impossível dado que este abastecimento de electricidade não seria constante nem daria resposta à variação de procura destes países. A exportação também obrigaria, naturalmente, à construção de linhas de alta tensão até às fronteiras.

Em qualquer um dos cenários Portugal seria um dos países menos castigados. Produz eólica mas também consegue armazenar. Mas acima de tudo, como não é porta de exportação, as auto-estradas europeias de electricidade não passariam pelo nosso país.

Ainda que este post não desenvolva exaustivamente o cenário de 25% de eólica na geração eléctrica na EU27, fica uma ideia dos desafios técnicos (instalar turbinas, reforçar bombagem, criar uma super rede europeia de alta tensão), constrangimentos políticos (centralizar a gestão da produção e comercialização de electricidade) e sociais (resistência NIMBY). Não contabilizei custos, talvez o faça noutro post, mas é fácil antever que seriam enormes e, seguramente, um dos maiores entraves a esta solução.

Antevejo três possíveis desenvolvimentos para o sector eléctrico na EU27:

1.   Continuação da expansão eólica
Acreditando que os desafios técnicos são ultrapassados, que existe financiamento, que os europeus aceitam o impacto visual e ambiental de mais turbinas, barragens e postes de elevada tensão, a Europa consegue reduzir o impacto ambiental da sua geração eléctrica. Mas à custa de perda de competitividade económica face a uma Ásia que vai apostar fundamentalmente em combustíveis fósseis e nuclear.

2.   Solução mista termoeléctrica-eólica
Falha pelo menos um dos pressupostos (técnico, financeiro, político-social). Aumenta-se a integração de eólica mas sem que esta faça parte do fornecimento de electricidade de base que continua a ser garantida pelas centrais termoeléctricas. As metas ambientais não são atingidas mas também não há tanta degradação da competitividade exportadora dos países comunitários, uma vez que não se prevê subida acentuada do preço dos combustíveis fósseis na próxima década. Ao dia de hoje este parece-me ser o cenário mais plausível de acontecer.

3.   Aceitação da solução nuclear
A integração eólica não ultrapassa os actuais 5% do mix. A Europa aceita que a energia nuclear é a forma mais barata e eficaz de descarbonizar a sua economia. O impacto visual também é muito menor do que na solução renovável pelo que a aversão NIMBY é capaz de não ser maior nesta solução maioritariamente nuclear. Não é precisa tanta centralização do mercado nem exportação de electricidade dado que o controlo da produção pode ser mais facilmente feito nos países ou regiões.

8 comentários:

  1. Caro Bruno Carmona,
    A sua reflexão é interessante, mas há dados que extrapola da realidade ibérica e que não são extrapoláveis tão facilmente.
    O factor de capacidade médio do vento europeu andará pelos 20%, menos na Alemanha, mas mais nas offshore, onde atinge facilmente 30 e mesmo 35%. Esse é, aliás, o maior interesse das offshore, apesar do seu custo de capital por MWh ser muito superior. Porém, não é possível imaginar uma solução de armazenamento por bombagem à escala europeia como propõe, porque simplesmente não há rios por essa Europa fora que o permitam. A capacidade de bombagem existente na Europa está quase toda concentrada na Noruega e parcialmente na Suécia, o que é bom para a Dinamarca, mas que se limita ao norte.
    A solução pan-europeia é que sim, por filtrar a variabilidade do vento, mas os estudos sobre isso que existem são preliminares (sugiro que os leia, se o assunto lhe interessa; tenho um link para eles algures no meu blog).
    Por outro lado, para uma comparticipação europeia de 25% da energia eólica, em média, haveria ocasiões em que ela se aproximaria dos 90% da capacidade instalada, situações que poderão ser de vazio (e provavelmente serão). Ou seja, nessas alturas a produção eólica ultrapassará o consumo à escala europeia, e a estabilidade da rede estará seriamente em causa. Nenhum operador de rede aceitará tal coisa.
    Nós já temos esse problema, mas a interligação de Espanha a França tem-nos salvo, até agora. Mas não se admire se num próximo Inverno houve um ou mais apagões ibéricos...
    Na verdade, a produção renovável que os ecotópicos têm em mente para atingir o objectivo 20-20-20 é a fotovoltaica, que custa 3 vezes o que custa a de origem eólica (sem contar com os sobrecustos da bombagem e das a gás) e 5 vezes o que custa a de origem nuclear. E outra coisa: a modelação dos consumos em função da disponibilidade do vento e do sol, aquilo a que chamam as "smart grids" e que consiste em o obrigar a jantar à meia-noite se às 20 h o consumo exceder a produção eólica...
    Não vai acontecer. É tudo uma imensa fantasia propagandeada à moda de Goebbels, o inspirador dos pais e avós dos "verdes" alemães que imaginaram isto!

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  2. Caro Pinto de Sá,

    O propósito da análise de 25% de integração eólica foi mesmo mostrar o absurdo que é esta solução. Já o é para a escala ibérica, pelo menos do ponto de vista económico. Na Europa, o parque eólico teria de ser 435% maior. A bombagem teria de crescer 640% admitindo que 60% da produção eólica era consumida de imediato, o que me parece muito optimista. Face a estes valores só má fé ou total irresponsabilidade podem explicar que Greenpeace, IPCC ou EWEA continuem a insistir em cenários deste género.

    Sobre o seu blog, li-o na totalidade e foi uma das referências para ter ganho mais consciência deste grande embuste que é a aposta nas renováveis. Considero-o obrigatório para quem quer saber a verdade sobre o tema e coloco links para ele frequentemente.

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  3. O constante ataque que faz a quem tem ideias diferenres das suas faz com o prof. Pinto de Sá caia no ridículo. Já não é a primeira vez que vêm com essa conversa de Goebells. Fique sabendo que a Propaganda nazi, foi inspirada no livro de Edward Bernays como mesmo nome e veja lá, sr. Pinto de Sá, que este autor era judeu.
    Não desdenho da "fachada" das renováveis mas a sua conversa é de baixo nível e cínica e para além disso o sr. não dono da verdade.

    Luiz Rodrigues

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  4. Só hoje, por acaso, vi este post do Sr. "Luiz Rodrigues" Anónimo.
    Verifico que pretende dar-me lições de História e para isso diz que Goebbels se inspirou num livro de um certo judeu! É de rir, e depois ficar triste...
    A semelhança da propaganda ecotópica com a de Goebbels vem do seguinte: a) ser encarada como uma técnica de manipulação de massas, cuja vontade é desprezada, assentando portanto numa atitude intrinsecamente anti-democrática; b) como técnica que é, explorar as emoções e técnicas psicológicas como a repetição à exaustão; c) sobretudo, e esta é a principal característica, MENTIR COM TOTAL DESFAÇATEZ, sempre!
    Sobre as mentiras de Goebbels, além da absurda imputação aos judeus de todos os males que afligiam a Alemanha, nomeadamente ao longo da guerra e de cada vez que a Wermacht era derrotada (!!!), entre muitas outras lembro apenas o caso do ataque à Polónia em Setembro de 39: Goebbels mandou vestir com fardas polacas alguns judeus, que depois foram mortos a tiro junto de postos fronteiriços, na véspera do ataque à Polónia. No dia da invasão, o que os media alemães noticiaram é que a Alemanha tinha sido atacada pela Polónia, mostrando fotografias desses "soldados polacos" mortos, e que a Wermacht estava apenas a ripostar em auto-defesa com sucesso... isto apesar da invasão até ter sido decidida em partilha acordada com a URSS semanas antes!
    Caro "Luiz", além de já cá andar há quase 60 anos e ter na juventude vivido muita coisa política, a História é a minha paixão!
    De resto, não sou só eu que considera a natureza da propaganda ecotópica, que o anterior Governo repetia, típica de Goebbels: Medina Carreira também o notava com frequência e perfeita acuidade!

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  5. Uma das imposições da TROIKA foi que os subsídios ao dispor das tecnologias renováveis mais maduras acabem, ou que o seu custo seja pago pelos contribuintes.
    Existem 1000 maneiras de abordar a resolução deste problema, a regra normal na Tugolândia seria 6 meses a discutir as variadíssimas opções, e posteriormente a decisão ser adiada pedindo mais estudos ou criando uma comissão de acompanhamento do problema (Tachos).
    Mas como isto é uma imposição da TROIKA…(SANTA TROIKA!) A coisa tem mesmo de ir em frente.
    Em minha opinião e muito sucintamente, os contractos tem todos de ser renegociados, pois foram mal negociados desde o inicio, existindo em muitos casos matéria que poderia ser tratada em tribunal, mas nem vamos por aí! Nem vale a pena…
    É olhar para os preços praticados internacionalmente fazer uma média e aplicar em Portugal.
    Entender, que se o Brasil faz leilões públicos e tem como preço 44€/MW, Portugal pode chegar a preços médios de 20% ou 25% superiores, não mais (O rendimento no Brasil é 20% superior devido à qualidade dos ventos).
    Mas em Portugal podemos facilmente chegar a 55€/MW para a energia eólica e deixar de pagar em média 90€ (que é um roubo, existiu dolo na negociação dos contratos e nas tarifas aplicadas).
    A Alemanha, com ventos muito inferiores aos nossos consegue preços perto dos 70€/MW.
    Mas ao falar do futuro energético em Portugal, vem sempre à baila a energia NUCLEAR.
    A pressão vai aumentar até final do ano e consequentemente teremos de tomar decisões relativamente ao nosso futuro energético para 2030.
    O preço da energia nuclear ronda os 40€/MW, é o que o estado francês paga à EDF, mas eles tem reclamado aumentos de 10% a 15% , como o preço em França foi fixado por portaria a EDF foi obrigada a cortar despesa tendo reduzido pessoal, o que já ocasionou 1 ou 2 acidentes.
    Não foram muito graves, mas aconteceram!
    Mas vamos considerar que o preço é de 40€/MW + 50% para desmantelamento e tratamento dos resíduos no final do ciclo de vida da central.
    Ficaremos com 60€/MW + Riscos associados.
    Não podendo ficar indiferente a este assunto, Portugal Bipolar vota Contra.
    Nuclear? Não, Muito Obrigado!
    Fica aqui a promessa de lutar por energia eléctrica a valores entre os 60€ a 65€ por cada MW sem recorrer ao nuclear e claro sem riscos de catastrofe associados!


    Este objectivo é mais do que possível, temos de apostar em mais renováveis e em mais capacidade de armazenamento, não é fácil, mas é aliciante, desenvolve variadíssimos sectores produtivos Portugueses e torna Portugal mais independente de combustíveis fosseis.

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  6. Caro Portugal Bipolar,

    Obrigado pelo seu fundamentado comentário. Ele ficaria melhor neste post que o convido a ler se ainda não o viu

    http://luzligada.blogspot.com/2011/09/corte-nos-incentivos-potencia.html

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  7. Obrigado pelo Link, ainda não tinha lido esse post.
    Parabéns pelo blog, julgo que fazem falta mais blogs com dados e opiniões sobre energia.
    Quando em 2010 procurei este tipo de informação era difícil de encontrar e estava muito dispersa.
    Notei igualmente que me era bastante difícil aceder ao preço real da energia.
    Pode ser falta de capacidade da minha parte, nunca devemos excluir essa hipótese...
    Adiante, julgo que o meu comentário anterior fica melhor aqui, pois as nossas opiniões sobre a opção nuclear são exactamente opostas.
    Gostaria igualmente de declarar Guerra!
    Tipo, uma guerra saudável, movida pela força dos argumentos, tipo a haver vencedores, quem perder paga o café.
    Vamos a isso?
    O ponto de partida é energia suficiente para as necessidades de Portugal a menos de 65€/MW e 70% green até 2030 para Portugal continental.
    Ilhas 100% green em 2030?
    Por mim, temos guerra! :)

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  8. Caro Portugal Bipolar,

    €65/MWh continua a ser um preço muito elevado, 40% acima do actual.

    Contudo, e ultrapassando a questão económica, pode explicar que mix preconiza para atingir esses 70% green em Portugal.

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