Governos e sociedades em todo o mundo enfrentam uma crescente urgência em responder às mudanças climáticas, acelerando a transição para um sistema de energia de baixo carbono, mas permanecem visões diferentes sobre a combinação de tecnologias energéticas que melhor atingirão esse objetivo. A identificação de caminhos tecnológicos é complicada por grandes incertezas em fatores econômicos e tecnológicos.
Mort Webster e uma equipe de pesquisadores da Penn State desenvolveram um modelo para ajudar a reformular as discussões sobre transição energética. Seu modelo demonstra o valor de estratégias de investimento flexíveis e que muitos caminhos são necessários para cumprir as metas de redução de emissões descritas no Acordo de Paris.

Webster espera que suas descobertas, publicadas em Environmental Science &Technology , reverterá as recomendações de políticas emergentes da literatura de pesquisa que pedem a adoção de premissas estreitas que favorecem ou limitam certas tecnologias enquanto avançam recomendações de portfólio altamente específicas. A razão é simples:o futuro é difícil de prever.

"Há muitas ótimas análises e simulações por aí, mas muitos dizem 'este é o caminho' e traçam uma linha perfeitamente previsível indo direto para o ano de 2050", disse Webster, professor de engenharia de energia da Penn State's College of Earth and Mineral. Ciências. "No entanto, há dois anos, o gás natural custava US$ 3 o galão, e neste verão subiu para US$ 9 na Califórnia. Ninguém previu isso. Como podemos prever os custos ou quanto combustível usaremos em 2049?"

Webster observou que os modelos de planejamento com mandatos direcionados e recomendações específicas são bem intencionados, mas a relutância em lidar com a incerteza limita sua praticidade. Por outro lado, Webster vê valor em preservar opções e até mesmo adiar algumas decisões, o que segue um conceito de ciência de decisão há muito estabelecido conhecido como valor de opção.

Webster vê vantagens em dividir os modelos de planejamento em duas estratégias de investimento separadas, de curto e longo prazo, como uma maneira mais promissora de enfrentar o desafio de aposentar a capacidade de geração de eletricidade existente para novas tecnologias. A flexibilidade obtida simplesmente reconhecendo que estamos mais certos das condições de curto prazo, do que aquelas décadas de distância, ajuda a evitar a abordagem seletiva encontrada na maioria da literatura acadêmica e industrial.

A proposta da equipe não é isenta de desafios. Muitas estratégias de curto e longo prazo oferecem recomendações conflitantes devido à grande quantidade de investimento de capital, tempo e infraestrutura que algumas tecnologias exigem. Para Webster, porém, isso simplesmente destaca a importância de ampliar o portfólio de tecnologia com foco na adaptabilidade.

"Não precisamos fazer tudo hoje, que precisamos fazer daqui a 30 anos. Vamos fazer algumas coisas agora e nos dar a capacidade de mudar de ideia dependendo de como as coisas evoluem antes de fazermos o restante dos investimentos", disse Webster.

A equipe de Webster testou sua proposta simulando seu modelo com 2.000 cenários diferentes de condições futuras para identificar os melhores caminhos tecnológicos que minimizaram os custos totais médios em todos os futuros. Os custos de operação e manutenção, novas construções, combustível variável e custos de geração não combustíveis foram calculados como custos. Para garantir a viabilidade, também foram incluídas penalidades por demanda de eletricidade não atendida.

O estudo de caso comparou opções de investimento em tecnologias de energia como nuclear, gás natural, solar, eólica, geotérmica e carvão, com e sem captura de carbono. A análise mostrou que um pequeno número de tipos de portfólio que incluíam energia eólica, solar e gás natural com captura de carbono funcionou bem para um número substancial de futuros possíveis, enquanto outras combinações não eram competitivas em qualquer futuro.

O resultado específico não surpreendeu a equipe. A análise, que leva em consideração a incerteza, o valor da opção e os grupos de tecnologia que funcionam bem quando combinados, demonstrou a utilidade limitada das declarações de que uma determinada tecnologia pode ou não contribuir para um futuro de baixo carbono ou que um compromisso deve ser feito com uma determinada tecnologia. carteira de longo prazo. Os modelos também sinalizaram que as políticas de curto prazo devem se concentrar em investimentos na próxima década que avancem em direção aos compromissos de descarbonização sem excluir opções para investimentos futuros adicionais.

Webster, que é membro do corpo docente do Departamento de Energia e Engenharia Mineral da Família John e Willie Leone, disse que os resultados seguem a abordagem coletiva do departamento e da faculdade.

"Em nosso departamento, adotamos uma abordagem sistêmica e estamos sempre analisando várias disciplinas e recursos", disse Webster. “Somos cientistas e engenheiros que trabalham com petróleo, carvão, energia solar ou armazenamento de energia, mas em vez de promover uma determinada fonte de energia ou tecnologia, vemos que todos podemos coletivamente fazer parte da solução para esse desafio complexo”.

Webster acredita que a reformulação da conversa ajudará os tomadores de decisão a evitar planos específicos de cenário que muitas vezes levam a planos incoerentes de curto prazo ou ações tímidas.

“Se quisermos alcançar uma redução de emissões acumuladas de 80% até 2050, devemos abraçar a incerteza e tomar medidas estratégicas agora que sejam flexíveis para que possamos nos direcionar para qualquer caminho que o futuro nos levar”, disse Webster. + Explorar mais

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