A energia eólica é uma das fontes mais baratas da eletricidade

No início deste setembro, o Departamento de Energia dos EUA (DOE) divulgou a última versão do Relatório Anual do Mercado de Tecnologias Eólicas, que reúne uma grande quantidade de dados para acompanhar as tendências do custo, desempenho e crescimento da energia eólica.

O relatório descobriu que a energia eólica dos Estados Unidos continuará a ser uma das tecnologias de geração de eletricidade de custo mais baixo disponíveis, com o preço de energia eólica em longo prazo disponível através de um contrato de compra de energia chegando a cerca de metade do custo esperado de apenas executar um poder de gás natural plantar.

Além disso, a forte concorrência tanto do gás natural como da energia solar está preparada para impulsionar a indústria eólica para obter preços ainda mais baixos e maior desempenho através do desenvolvimento de turbinas maiores, adaptadas para maximizar a sua produção mesmo em regiões com velocidades de vento menos do que ótimas.

Esta publicação irá rever algumas das principais tendências da energia eólica nos Estados Unidos, rastreadas no relatório DOE. Para um resumo completo, sugiro que você verifique o relatório completo e o deck de slides associado.

A energia eólica é uma das fontes mais baratas da eletricidade nos Estados Unidos

Enquanto o preço total da energia eólica depende diretamente da velocidade do vento, o exame das tendências nacionais no custo instalado da energia eólica mostra definitivamente que a energia eólica se tornou uma fonte de energia extremamente barata.

O consumidor médio dos EUA paga cerca de US$ 0,12 por kilowatt-hora por eletricidade. Esse preço inclui o custo de geração de energia, os fios que o distribuem de geradores para nossas casas e o custo de executar o negócio de serviços públicos. O custo real da geração de eletricidade por si só é de US$ 0,02 a US$ 0,04 por quilowatt-hora – esse é o preço que a energia eólica tem para competir com sucesso.
Com base em dados compilados no Relatório de Mercado de Tecnologias de Energia, a energia eólica vem consistentemente em ou abaixo da taxa de mercado em curso para eletricidade. A energia eólica geralmente é comprada em grandes blocos através de um contrato de longo prazo denominado contrato de compra de energia (PPA).

Nos últimos anos, uma enorme quantidade de energia eólica foi adquirida a um preço de US$ 20 por megawatt-hora ou abaixo de US$ 0,02 por quilowatt-hora. Isso é competitivo com os preços típicos do mercado de eletricidade por atacado por qualquer medida.

Mas é importante notar que o preço da energia eólica oferecido através de um PPA é um preço total que inclui o efeito de subsídios, como o crédito fiscal federal de produção eólica, que fornece um subsídio fiscal de US$ 18 a US$ 23 por megawatt hora de energia produzida. Quando você exclui o crédito fiscal de produção e analisa o custo de energia nivelado (LCOE) do vento interior, ele ainda vem em um custo extremamente competitivo de menos de US$ 50 por megawatt-hora (US$ 0,05 por kilowatt-hora). Para comparação, a Energy Information Administration estima que uma planta de energia de gás natural de ciclo combinado melhor em sua classe tem um LCOE de cerca de US$ 54 por megawatt-hora (US$ 0,054 por kilowatt-hora). Portanto, mesmo quando você explica o efeito do crédito fiscal de produção de energia federal, a energia eólica continua a ser um recurso gerador extremamente competitivo.

Energia eólica competitiva é conduzir o vento a ser mais barato, maior e melhor

Um dos benefícios da energia eólica tornando-se totalmente competitivo com a geração convencional de eletricidade de combustíveis fósseis é que coloca uma pressão significativa sobre a indústria eólica para melhorar continuamente o custo e o desempenho de suas turbinas eólicas para ficar um passo à frente da concorrência.

Os dados da indústria mostram que as turbinas eólicas implantadas em 2016 possuem rotores de diâmetro maior, o que lhes permite capturar mais vento em geral e alturas de cubo mais altas, o que lhes permite capturar os ventos mais estáveis ​​disponíveis em altitudes mais elevadas. O diâmetro médio do rotor em 2016 foi de 108 metros, um aumento de 13% em relação à média anterior de 5 anos, enquanto a altura média do hub em 2016 foi de 83 metros, um aumento de 1% em relação à média anterior de 5 anos. Como resultado, a capacidade de geração média das turbinas eólicas recentemente instaladas nos Estados Unidos em 2016 foi de 2,15 megawatts, 11% acima da média nos últimos 5 anos.

As melhorias no projeto de turbinas eólicas não só ajudaram a aumentar a potência máxima que podem produzir (ou sua capacidade de geração), mas também seu fator de capacidade, uma medida de quantas vezes eles realmente produzem energia. O fator de capacidade média dos projetos instalados em 2014 e 2015 foi superior a 40%, o que significa que eles produziram 40% da energia máxima possível que poderiam produzir, se fosse muito ventoso 24 horas por dia, 365 dias por ano.

QUANTO AOS CUSTOS DE INTEGRAÇÃO ASSOCIADOS À VARIABILIDADE DO VENTO?

Neste ponto, você pode estar perguntando, e quanto a todos os custos associados à variabilidade do vento? Não precisamos de armazenamento para gerenciar as flutuações na produção de energia eólica? Infelizmente, não há respostas curtas para o que são os custos da integração de uma fonte variável de eletricidade como o vento. A resposta é definitiva “depende”.

Uma coisa que podemos fazer é ver como a quantidade de vento que foi forçada à força, ou reduzida, por operadores de rede mudou à medida que a quantidade de energia eólica na rede aumentou. A figura abaixo mostra as taxas de penetração do vento e as taxas de redução do vento entre 2008 e 2016 para sete operadores de sistemas independentes dos EUA (ISOs).

Quando você olha a mudança total na penetração do vento e na redução do vento em todos os sete ISOs, a redução reduziu mesmo que a penetração do vento tenha aumentado significativamente. Isso não significa que os custos de integração do vento não sejam significativos. Na verdade, um grande motivo de redução diminuiu, já que o seu pico é 2009 é que as regiões têm vindo a investir em linhas de transmissão em larga escala para canalizar a energia eólica das planícies para as cidades e equilibrar melhor a produção de energia eólica com a demanda. Na região do Conselho de Confiabilidade Elétrica do Texas (ERCOT), por exemplo, as empresas de serviços públicos investiram US $ 7 bilhões em linhas de transmissão que ligam o ventoso West Texas às cidades leste e central – reduzindo significativamente a redução. Como todos os investimentos em linhas de transmissão, esses custos foram distribuídos em toda a base de clientes, portanto não se refletem no custo da energia eólica. Mas quando você distribui um investimento de bilhões de dólares em milhões de clientes, o custo incorrido por cliente é relativamente modesto.

Como o preço excepcionalmente baixo da energia eólica dos Estados Unidos impulsiona outras instalações de parques eólicos, será interessante ver como as operadoras da rede americana gerenciam o desafio de integrar a energia eólica ao resto da rede. Até agora, pelo menos, eles tiveram sucesso. Mas os formuladores de políticas e os reguladores devem ser conscientes da necessidade de novas capacidades de transmissão e outras atualizações da rede para integrar o vento à medida que mais turbinas estão instaladas em mais lugares. Identificar os investimentos de menor custo para integrar a energia mais renovável não é uma tarefa simples – mas será cada vez mais vital à medida que as energias renováveis ​​descartam o rótulo de “energia alternativa” e se tornem um dos principais contribuintes para o fornecimento de eletricidade nos EUA. (smartenergy)