Con los ojos del mundo puestos en la cumbre climática COP26 de las Naciones Unidas en Glasgow, Escocia, las estrategias para descarbonizar la infraestructura energética son un tema de actualidad.
por la Universidad de California, Irvine
Sin embargo, los críticos de las energías renovables cuestionan la confiabilidad de los sistemas que dependen de recursos intermitentes. Un estudio reciente dirigido por investigadores de la Universidad de California, Irvine aborda la cuestión de la confiabilidad de frente.
En un artículo publicado recientemente en Nature Communications , los autores, incluidos expertos de la Universidad Tsinghua de China, la Institución Carnegie para la Ciencia y Caltech, dijeron que la mayor parte de la demanda actual de electricidad en las naciones avanzadas e industrializadas puede satisfacerse mediante alguna combinación de energía eólica y solar. poder. Pero ese hallazgo positivo viene con la advertencia de que serán necesarios esfuerzos adicionales para satisfacer completamente los requisitos de los países.
La mayoría de los sistemas confiables, dominados por la energía eólica, son capaces de satisfacer los requisitos de electricidad en los países estudiados entre el 72 y el 91 por ciento del tiempo, incluso sin almacenamiento de energía , según el estudio. Con la adición de 12 horas de capacidad de almacenamiento de energía, los sistemas se vuelven dominados por la energía solar y pueden satisfacer la demanda del 83 al 94 por ciento de las horas.
«La energía eólica y solar podrían satisfacer más del 80 por ciento de la demanda en muchos lugares sin cantidades locas de almacenamiento o capacidad de generación en exceso, que es el punto crítico», dijo el coautor Steve Davis, profesor de ciencia del sistema terrestre de la UCI. «Pero dependiendo del país, puede haber muchos períodos de varios días a lo largo del año en los que parte de la demanda deberá satisfacerse mediante el almacenamiento de energía y otras fuentes de energía no fósiles en un futuro sin emisiones de carbono».
El equipo analizó 39 años de datos de demanda de energía por hora de 42 países importantes para evaluar la idoneidad de los recursos de energía eólica y solar para satisfacer sus necesidades. Descubrieron que una conversión completa a recursos energéticos sostenibles puede ser más fácil para los países más grandes y de latitudes más bajas, que pueden depender de la disponibilidad de energía solar durante todo el año.
Los investigadores destacaron a Alemania como un ejemplo de un país relativamente más pequeño, en términos de masa terrestre, en una latitud más alta, lo que hará que sea más difícil satisfacer sus necesidades de electricidad con recursos eólicos y solares.
«Los datos históricos muestran que los países que están más lejos del ecuador pueden experimentar ocasionalmente períodos llamados ‘depresiones oscuras’ durante los cuales la disponibilidad de energía solar y eólica es muy limitada «, dijo el autor principal Dan Tong, profesor asistente de ciencia del sistema terrestre en la Universidad de Tsinghua. «Una ocurrencia reciente de este fenómeno en Alemania duró dos semanas, lo que obligó a los alemanes a recurrir a la generación despachable, que en muchos casos es proporcionada por plantas que queman combustibles fósiles».
Entre los enfoques que los investigadores sugirieron para aliviar este problema se encuentran el aumento de la capacidad de generación que supera la demanda anual, el desarrollo de capacidades de almacenamiento a largo plazo y la puesta en común de recursos de varias naciones en una masa terrestre continental.
«Europa es un buen ejemplo», dijo Tong, quien comenzó su trabajo en este estudio como investigadora postdoctoral en el Departamento de Ciencias del Sistema Terrestre de la UCI. «Un sistema que incluye recursos solares de España, Italia y Grecia podría proporcionar mucha consistencia y confiabilidad con abundante viento disponible en los Países Bajos, Dinamarca y la región del Báltico».
Los investigadores encontraron que un sistema de energía eólica y solar podría proporcionar alrededor del 85 por ciento de la demanda total de electricidad de los Estados Unidos, y esa cantidad también podría aumentarse mediante el aumento de capacidad, la adición de baterías y otros métodos de almacenamiento y la conexión con otros socios nacionales. en el continente norteamericano.
«En todo el mundo, existen algunas limitaciones geofísicas definidas en nuestra capacidad para producir electricidad con cero emisiones de carbono», dijo Davis. «Todo se reduce a la diferencia entre lo difícil y lo imposible. Será difícil eliminar por completo los combustibles fósiles de nuestra combinación de generación de energía , pero podemos lograr ese objetivo cuando las tecnologías, la economía y la voluntad sociopolítica estén alineadas».
