As centrais eléctricas de base são necessárias em relação às energias renováveis? – Imagem: Xpert.Digital
Energias renováveis em ascensão: a era das centrais eléctricas de base acabou?
Centrais nucleares e a carvão sob pressão: como a transição energética está a alterar a carga base
As usinas de carga de base desempenham um papel central no fornecimento de energia tradicional, pois fornecem a energia elétrica constantemente necessária (carga de base). Estas centrais eléctricas, como as centrais nucleares e as centrais a carvão, funcionam continuamente e produzem electricidade a baixos custos variáveis. Mas com a expansão das energias renováveis (ER), a sua necessidade é cada vez mais questionada.
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Por que as usinas de energia de base foram necessárias até agora
As usinas de base foram essenciais para atender à demanda mínima da rede elétrica. Eles são tecnicamente projetados para produzir eletricidade 24 horas por dia e para serem economicamente eficientes quando operados continuamente. Exemplos típicos são as centrais de lenhite e as centrais nucleares, bem como as centrais eléctricas a fio d'água. No entanto, estas tecnologias não são muito flexíveis e só podem responder às flutuações da procura ou à alimentação de energias renováveis até certo ponto.
Desafios colocados pelas energias renováveis
As energias renováveis, como a eólica e a solar, dependem do clima e não geram eletricidade constantemente, mas flutuam. Estas propriedades os tornam tecnicamente incapazes de suportar carga básica no sentido clássico. No entanto, podem garantir o fornecimento de energia de forma fiável através de redes inteligentes, tecnologias de armazenamento e centrais eléctricas flexíveis adicionais.
A transição energética levou a uma redução na necessidade de centrais eléctricas de carga de base rígida. Em vez disso, o conceito de “carga residual” está a tornar-se mais importante: a parte da procura de electricidade que não pode ser coberta por energias renováveis é coberta por centrais eléctricas flexíveis, como centrais eléctricas a gás ou turbinas a gás hidrogénio.
As usinas de base ainda são necessárias?
Estudos mostram que um sistema energético baseado em energias renováveis também pode funcionar sem centrais eléctricas de base. Uma combinação de energia solar e eólica combinada com armazenamento (por exemplo, armazenamento de bateria ou hidrogénio), controlo flexível de carga e centrais eléctricas de carga residual pode garantir a segurança do abastecimento. A integração de centrais eléctricas de base só faria sentido se fossem economicamente competitivas - o que muitas vezes não é o caso devido aos elevados custos de investimento.
Usinas de carga residual são usinas usadas para cobrir a chamada carga residual. A carga residual é a parte da procura de electricidade que permanece após a dedução da alimentação proveniente de energias renováveis flutuantes, como a energia eólica e solar. Estas centrais desempenham um papel central num sistema energético cada vez mais caracterizado por energias renováveis, pois garantem a segurança do abastecimento.
Tipos de usinas de carga residual
- Centrais eléctricas a gás: São consideradas particularmente adequadas porque podem ser ligadas ou desligadas rapidamente.
- Centrais de biogás: Esta fonte de energia renovável também pode contribuir de forma flexível para cobrir a carga residual.
- Usinas hidrelétricas (por exemplo, usinas hidrelétricas reversíveis): armazenam o excesso de eletricidade e a liberam novamente quando necessário.
Abordagens alternativas para proteger o fornecimento de energia
- Tecnologias de armazenamento: Centrais de armazenamento reversível, grandes baterias ou armazenamento de hidrogénio podem compensar as flutuações entre a produção e o consumo.
- Flexibilidade na rede: As redes inteligentes (redes inteligentes) permitem um melhor controlo da oferta e da procura.
- Centrais eléctricas de carga residual: funcionam apenas quando necessário e utilizam frequentemente tecnologias de baixas emissões, como o hidrogénio ou o biometano.
- Diversificação: Uma ampla combinação de fontes de energia renováveis descentralizadas reduz a dependência de tecnologias individuais.
As centrais eléctricas de base já não são absolutamente necessárias no contexto de um sistema energético dominado por energias renováveis. A segurança do abastecimento pode ser garantida através de uma combinação de energias renováveis, armazenamento, centrais eléctricas flexíveis e redes inteligentes. O conceito de carga base está a tornar-se menos importante em favor de soluções mais flexíveis e sustentáveis.
As energias renováveis desempenham um papel cada vez mais importante no fornecimento de energia, também em relação à carga de base. No entanto, a sua contribuição para cobrir a carga de base difere significativamente da das centrais eléctricas tradicionais, uma vez que muitas fontes renováveis dependem das condições meteorológicas e, portanto, são voláteis. No entanto, existem várias abordagens e tecnologias para permitir a sua integração no fornecimento de carga de base.
Energia renovável e seu papel na carga de base
1. Energia renovável de base
- Usinas a fio d'água: Estas são naturalmente capazes de carga básica, pois podem gerar eletricidade constante.
- Usinas de energia de biomassa: Elas também podem fornecer energia contínua e, portanto, são consideradas capazes de carga básica.
- Usinas geotérmicas: utilizam energia geotérmica e oferecem geração de eletricidade confiável e constante.
2. Capacidade limitada de carga de base de energia eólica e solar
- As usinas de energia eólica e solar dependem do clima e, portanto, não estão constantemente disponíveis. No entanto, as centrais eólicas offshore são consideradas quase capazes de suportar carga de base devido às suas elevadas horas de carga total.
- A chamada “estagnação sombria” (sem vento e sem luz solar) representa um problema que deve ser compensado por soluções de armazenamento ou outras tecnologias.
3. Tecnologias de armazenamento e flexibilidade
- Para compensar as flutuações na energia eólica e solar, são utilizadas soluções de armazenamento, como armazenamento em bateria, centrais eléctricas reversíveis ou armazenamento de hidrogénio. Essas tecnologias permitem armazenar o excesso de energia e liberá-la quando necessário.
- As redes inteligentes (redes inteligentes) podem otimizar a alimentação de energia renovável e colmatar lacunas no fornecimento.
4. Alteração do conceito de carga base:
- Com a expansão das energias renováveis, o conceito tradicional de carga base rígida está cada vez mais sendo substituído por um sistema mais flexível. Em vez de uma oferta básica constante, o objectivo é equilibrar dinamicamente a oferta e a procura.
- A combinação de diferentes fontes de energia renováveis (por exemplo, eólica, solar, biomassa) pode garantir um abastecimento estável porque se complementam parcialmente.
desafios
- A expansão do armazenamento e das redes flexíveis é crucial para permitir a integração das energias renováveis no fornecimento de carga de base.
- Tecnologias de ligação, como centrais eléctricas a gás, são temporariamente necessárias para colmatar lacunas no fornecimento.
- A longo prazo, um sistema inteiramente baseado em energias renováveis poderá ser possível se forem feitos avanços tecnológicos no armazenamento e na gestão da rede.
As energias renováveis podem dar um contributo importante para a carga de base através de combinações adequadas, tecnologias de armazenamento e controlo inteligente da rede. No entanto, o conceito tradicional de carga de base rígida está a ser cada vez mais substituído por abordagens mais flexíveis.
As centrais eléctricas convencionais de carga de base sempre desempenharam um papel central no fornecimento de energia, fornecendo a quantidade contínua e mínima de electricidade que uma rede eléctrica necessita 24 horas por dia. Este fornecimento constante de energia é essencial para evitar cortes de energia e garantir a estabilidade da rede.
Por que são (ainda) necessárias centrais eléctricas convencionais de carga de base?
- Garantir o fornecimento de energia: Garantem um fornecimento constante de energia, independentemente da hora do dia ou das condições meteorológicas. Isto é particularmente importante para processos industriais, eletrodomésticos em funcionamento contínuo (por exemplo, frigoríficos) e infraestruturas públicas, como iluminação pública.
- Estabilidade da rede: As usinas de carga de base contribuem para a estabilidade de frequência e tensão na rede elétrica, o que é essencial para a operação segura de todo o sistema.
- Baixos custos variáveis: Estas centrais eléctricas são concebidas para gerar electricidade de forma rentável, uma vez que normalmente funcionam continuamente.
Quais usinas cobrem a carga básica?
Tradicionalmente, são utilizadas usinas de carga de base que são tecnicamente capazes de gerar eletricidade durante longos períodos de tempo:
- Centrais eléctricas convencionais: As centrais eléctricas a carvão, nucleares e a gás natural dominam aqui devido à sua fiabilidade e baixos custos operacionais variáveis.
- Energia renovável: Centrais eléctricas a fio de água, centrais de biomassa e centrais geotérmicas também podem ajudar a cobrir a carga de base porque podem fornecer energia contínua.
Perspectivas futuras
Com a transição para as energias renováveis, o papel das centrais eléctricas de base está a ser reavaliado:
- Geradores voláteis, como o eólico e o solar, não têm capacidade de carga básica porque sua produção depende do clima. A sua integração requer, portanto, soluções de armazenamento ou tecnologias complementares, como a conversão de energia em gás ou centrais eléctricas virtuais.
- As tecnologias de armazenamento, como o armazenamento em baterias ou as centrais eléctricas reversíveis, estão a tornar-se cada vez mais importantes para compensar as flutuações e tornar as energias renováveis capazes de suportar cargas de base.
- Futuro sem centrais eléctricas tradicionais de carga de base: Os cenários mostram que um sistema energético também pode funcionar sem centrais eléctricas tradicionais de carga base se as energias renováveis forem interligadas e armazenadas de forma eficiente.
As centrais eléctricas convencionais de base continuam actualmente a ser indispensáveis para um fornecimento de energia estável. Ao mesmo tempo, a sua importância está a ser complementada ou substituída por tecnologias inovadoras e soluções sustentáveis como parte da transição energética.
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