Quando as temperaturas em Minneapolis caíram para 27 graus abaixo de zero durante o vórtice polar de janeiro de 2019, a concessionária Xcel Energy pediu a todos os clientes de Minnesota que reduzissem seus termostatos para conservar o gás natural necessário para a geração de energia. Em Michigan, onde também era mais frio que o Pólo Norte, A General Motors até fechou várias fábricas como precaução contra interrupções.

Isso pode parecer um paradoxo. A produção de gás dos EUA está em alta, e a geração de eletricidade a partir de fontes renováveis ​​está crescendo em ritmo recorde.

Como um economista de engenharia que estuda os mercados de eletricidade e cadeias de abastecimento de combustível, Procuro maneiras de manter o fornecimento de energia, apesar do clima cada vez mais incerto e extremo. Eu também edito um jornal acadêmico dedicado a analisar os custos, benefícios e riscos do investimento de capital. Com base no que vi, tornar a geração elétrica mais flexível e, ao mesmo tempo, aumentar o acesso ao gás armazenado seria a melhor maneira de ajudar a manter as luzes acesas sem sacrificar o calor quando o frio atinge.

Mais energia do gás

O déficit de gás em 2019 foi apenas o mais recente em uma série de situações semelhantes. Os primeiros vórtices polares em 2013 e 2014 atingiram a Nova Inglaterra de maneira especialmente forte. O "ciclone bomba" que atingiu a Costa Leste no inverno de 2018 esgotou os suprimentos, fazendo os preços do gás dispararem.

Não é só que os períodos de clima extremo estão se tornando piores e mais comuns, mesmo que eles sejam. A rede elétrica depende cada vez mais do gás natural.

Muitos dos geradores a carvão mais antigos que estão sendo aposentados estão sendo substituídos por outros a gás e fontes renováveis ​​como energia eólica e solar. A parcela da eletricidade movida a gás natural aumentou para 32 por cento em 2017, de 18 por cento em 1990, já que a participação do carvão caiu de 76% para 30% no mesmo período.

O gás natural custa muito menos do que costumava, e os geradores a gás são mais flexíveis. É muito mais fácil ligar e desligar usinas movidas a gás, por exemplo, do que os reatores nucleares. O que mais, as usinas de gás natural podem aumentar ou diminuir a produção rapidamente para suavizar a inevitável variabilidade na geração de eletricidade a partir de turbinas eólicas e painéis solares - quando o sol não está brilhando e o vento não está soprando.

Como a energia renovável é responsável por maiores parcelas da geração de eletricidade, projeta-se que a produção de energia a partir do gás continue crescendo, também.

Nenhum substituto fácil

A maior parte do gás aquece residências e propriedades comerciais e abastece a fabricação de tudo, desde papel de jornal até alumínio e atum enlatado. Após anos de crescimento, a geração de eletricidade ainda consome apenas cerca de um terço de todo o uso de gás nos Estados Unidos.

E, enquanto os utilitários têm diferentes escolhas que podem fazer, não há uma maneira fácil ou imediata de encontrar um substituto para seus outros usos - especialmente se eles quiserem uma fonte relativamente limpa. Os sistemas de aquecimento levam muito tempo e muito dinheiro para serem convertidos para os proprietários, e é ainda mais difícil para os fabricantes.

Para evitar interrupções no serviço, a maioria dos grandes usuários industriais e comerciais, bem como empresas locais de gás, estabeleçam contratos firmes que garantam a entrega do gás de que precisam.

Os contratos de gás para geração de eletricidade são diferentes. Muitas empresas de energia, principalmente no Nordeste e Centro-Oeste, têm "contratos interruptíveis" com fornecedores de gás. Esses acordos permitem que eles paguem preços mais baixos que lhes permitam competir nos mercados atacadistas de eletricidade, mas tem uma desvantagem. Eles tornam essas empresas uma prioridade mais baixa do que outros clientes para o fornecimento de gás.

O setor de energia elétrica e seus reguladores podem ver que os clientes não querem ter que ajustar seus termostatos para 65 graus ou menos durante o tempo frio intenso. E realmente, eles tomaram medidas para reduzir a vulnerabilidade da rede aos gargalos de gás, por exemplo, ajustando o calendário dos mercados atacadistas de eletricidade para ajudar as usinas a comprar gás adicional quando necessário. E uma comunicação melhor está melhorando as previsões com relação à demanda e tornando mais fácil para as usinas aprenderem sobre interrupções no fornecimento mais cedo.

Investimentos de longo prazo

As pressões a frio aumentam a necessidade de eletricidade e gás natural para aquecer casas e empresas ao mesmo tempo, fazendo com que os preços da eletricidade no atacado disparassem à medida que os operadores do mercado de eletricidade lutavam para manter a rede operando sem problemas.

A demanda por eletricidade flutua por hora, dia e estação, ampliado apenas ocasionalmente por eventos climáticos severos, e a variabilidade nos compostos de geração renovável oscila nas demandas de usinas elétricas movidas a gás. Em vez de construir pipelines que raramente serão usados ​​em plena capacidade, faz sentido investir em flexibilidade para que o sistema de geração se ajuste mais facilmente às mudanças na demanda de eletricidade e no fornecimento de combustível.

Embora não aumentem os preços da eletricidade no varejo imediatamente, esses aumentos de preços de curto prazo sinalizam a necessidade, e fornecer a justificativa, para investimentos de longo prazo para evitar aumentos das taxas ou mesmo interrupções.

Uma dessas estratégias é adaptar geradores de gás para capacidade de combustível duplo. Praticamente, isso significa construir um tanque de armazenamento para outro combustível, como óleo, junto com os tubos e outros equipamentos para injetá-lo na câmara onde o combustível é queimado. É um investimento significativo, mas, dessa maneira, quando as condições meteorológicas extremas fazem com que a demanda por gás ultrapasse a capacidade dos gasodutos disponíveis, as usinas de energia podem mudar para um combustível alternativo temporariamente.

Assim como qualquer tipo de inventário, sejam copos de papel ou calotas, ajudará a evitar interrupções na cadeia de abastecimento, o gás armazenado também pode manter o fluxo de energia. A pesquisa que conduzi com George Gross mostrou que os investimentos para expandir a capacidade das instalações de armazenamento de gás reduziram o risco de altos preços da eletricidade de forma mais eficaz do que os retrofits de combustível duplo.

Armazenar grandes quantidades de gás natural não é isento de riscos, como os residentes do sul da Califórnia aprenderam em 2015. Vazamentos do depósito de Aliso Canyon em Los Angeles deixaram os residentes próximos doentes e emitiram gases de efeito estufa.

Mas ainda acredito que uma reserva de gás em dias de neve pode ser a melhor maneira de manter as luzes acesas quando as temperaturas caem para níveis extremamente baixos.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.