A economia da África Austral está se desenvolvendo rapidamente, impulsionando uma crescente demanda por eletricidade. Atender com eficiência a essa demanda exigirá o equilíbrio de considerações sociais, econômicas, geográficas, tecnológicas e ambientais.
Pesquisadores da UC Santa Barbara lideraram uma equipe internacional que analisou os recursos e a rede elétrica da região. Usando esses dados, eles desenvolveram um portfólio de energia que atende de maneira mais eficaz aos requisitos de energia da África Austral para 2040, descobrindo que a energia eólica e solar são as opções mais econômicas da região. Além disso, a proposta de seu modelo efetivamente congela as emissões de gases de efeito estufa nos níveis de 2020, enquanto dobra a quantidade de eletricidade que a rede pode produzir. Uma análise detalhada aparece na revista Joule .

Atualmente, os 315 milhões de habitantes da África Austral usam cerca de 275 terawatts-hora, aproximadamente a mesma quantidade que a Califórnia. "No entanto, espera-se que a África Austral duplique sua demanda de eletricidade até 2040", disse o co-líder e autor correspondente Ranjit Deshmukh, professor assistente do Programa de Estudos Ambientais da UCSB. “Desenvolver os excelentes recursos eólicos, solares e de gás natural da região é a opção mais barata para seus consumidores e pode atender a essa demanda sem aumentar as emissões de carbono do setor elétrico da região”.

Deshmukh e seus colegas também descobriram que, apesar de dobrar sua demanda de eletricidade, o Southern Africa Power Pool (SAPP) pode não precisar de nenhuma usina de carvão, nem precisaria de metade de seus projetos hidrelétricos planejados, ambos com impactos ambientais potencialmente enormes. .

Para chegar a essas conclusões, a equipe empregou um conjunto de modelos que levam em conta uma série de fatores estruturais, climáticos e econômicos. Deshmukh e a coautora Grace Wu, também da UC Santa Barbara, desenvolveram uma das ferramentas, chamada MapRE, em 2020. "O MapRE nos permite identificar locais adequados para projetos eólicos e solares com base na velocidade do vento, radiação solar, proximidade de linhas de transmissão e infraestrutura rodoviária e usos da terra", disse Deshmukh, que lidera o Clean Energy Transformation Lab (CETlab) e é pesquisador associado do Environmental Markets Lab (emLab).

O autor principal AFM Kamal Chowdhury, pesquisador de pós-doutorado no grupo de Deshmukh, criou um modelo hidrelétrico chamado VIC-Res-Southern-Africa. Este modelo estima a geração mensal de eletricidade a partir de barragens hidrelétricas existentes e planejadas.

Os autores pegaram os dados do MapRE e VIC-Res, bem como a capacidade de geração e transmissão existente e planejada, e os alimentaram em um modelo de planejamento de eletricidade chamado GridPath, que foi desenvolvido por Deshmukh e a coautora Ana Mileva. Este modelo produz um portfólio de energia recomendado. Tanto o modelo quanto os conjuntos de dados são de código aberto e disponíveis publicamente.

Os resultados foram animadores. “Se os custos de tecnologia e combustível seguirem as tendências previstas”, escreveram os autores, “as tecnologias eólicas e solares provavelmente dominarão os futuros investimentos em geração de eletricidade na África Austral e, portanto, serão a fonte dominante de eletricidade na região até 2040”.

Notavelmente, o modelo sugeriu que a energia do carvão não será competitiva com essas fontes de energia renovável. "A frota atual de usinas a carvão é antiga e cara para operar", disse o coautor Kudakwashe Ndhlukula. "Com uma integração regional mais profunda, seria antieconômico operar essas usinas de qualquer maneira." Ndhlukula é o diretor executivo do Centro Comunitário de Desenvolvimento da África Austral para Energias Renováveis ​​e Eficiência Energética (SACREEE), uma organização intergovernamental que inclui os 12 países do Grupo de Energia da África Austral.

Com o apoio financeiro de fundos climáticos globais, como o Green Climate Fund, as usinas a carvão da região podem até ser aposentadas mais cedo, observaram os autores. O modelo previa que a desativação das usinas elétricas 10 anos antes aumentaria os custos de eletricidade em apenas 4% ao ano. Isso poderia diminuir ainda mais as emissões de gases de efeito estufa em 22% em comparação com os níveis de 2020.

Os pesquisadores também descobriram que a África Austral requer muito menos energia hidrelétrica do que o previsto. Há muita energia hidrelétrica adicional no plano do Southern African Power Pool, e há muito potencial para desenvolver esse recurso, observou Deshmukh. “Mas, usando as premissas de custo do SAPP para energia hidrelétrica – e os mais recentes custos de armazenamento de energia eólica, solar e bateria – descobrimos que nosso modelo não escolheu quase metade dos projetos hidrelétricos planejados”, disse ele. "Basicamente, não é rentável investir nesses projetos."

A equipe também executou um modelo que incluía uma meta de 80% de energia limpa. Sob essa meta, um portfólio ideal reduziria as emissões da região em 2020 pela metade até 2040, aumentando apenas os custos em cerca de 6%, ou US$ 3 por megawatt-hora.

Além de planejar como a África Austral gerará eletricidade, atender com eficiência às suas demandas de energia exigirá cooperação internacional. "A integração regional é a chave para liberar o imenso potencial de energia renovável para um sistema elétrico de custo competitivo na região", disse Ndhlukula.

Um mercado de eletricidade robusto e a capacidade de transmissão para apoiá-lo também serão cruciais. "Os recursos eólicos e de gás natural estão distribuídos de forma desigual pelo sul da África", disse Deshmukh. “Ter um sistema de transmissão robusto ajudará os países a comercializar e se beneficiar dos recursos uns dos outros”.

Felizmente, a região já possui um mercado de energia elétrica com linhas de transmissão interligadas na forma do SAPP. "É uma questão de expandir e dimensionar esse mercado", disse Deshmukh. O modelo sugere que isso pode ser alcançado com um aumento moderado na infraestrutura de transmissão.

O SAPP tem 12 países continentais, nove dos quais estão fisicamente interligados através de uma rede compartilhada a partir de agora. A ligação do Malawi será concluída em 2023, e há planos para adicionar as duas restantes:Angola e Tanzânia.

Este é o primeiro de quatro artigos que a equipe produziu como parte de um projeto maior focado no futuro energético da África Austral. Eles estão atualmente analisando os resultados de uma pesquisa de interessados ​​e formuladores de políticas para entender as barreiras à introdução de energia renovável na região. E eles estão analisando os possíveis impactos sobre a biodiversidade de diferentes fontes de energia renovável. Por fim, o grupo planeja avaliar como as mudanças climáticas podem impactar o setor de energia.

"Este artigo em particular é baseado nas condições ambientais atuais", disse Deshmukh. "O próximo artigo incluirá as influências das mudanças climáticas." + Explorar mais

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