Thomas Edison surpreendeu o mundo com sua nova ideia para uma concessionária de energia elétrica que forneceria energia para residências e indústrias de maneira centralizada. Cento e quarenta anos depois, a indústria de energia tem se descarbonizado silenciosamente, embora continue sendo uma maravilha de eficiência e confiabilidade. À medida que as economias gradualmente sentem seu caminho para o “próximo normal” que está emergindo da pandemia COVID-19 – que reduziu a demanda comercial e industrial, criou nova volatilidade nos mercados de combustíveis fósseis e exigiu mudanças operacionais para garantir a segurança dos funcionários – operadores da indústria pode ser necessário recalibrar a velocidade e o escopo dos esforços em andamento para conter as mudanças climáticas, por isso é cada vez mais importante investir em energia, e antes disso, contratar uma Consultoria em Energia Belo Horizonte
O quão longe e rápido irão depender tanto da taxa na qual a economia das energias renováveis melhora quanto do avanço de tecnologias que vão desde combustíveis de hidrogênio até captura, uso e armazenamento de carbono. Também crítico: uma expansão da indústria de baterias para armazenar energia e manter a rede funcionando quando as energias renováveis, como a eólica e a solar, não estão, bem como para acelerar a penetração de veículos elétricos.
Nesta compilação, os especialistas da McKinsey fornecem instantâneos das oportunidades e desafios associados a essas transições, e Lynn Jurich, CEO da Sunrun, empresa de energia solar sediada em San Francisco, fornece uma visão do nível do solo de como é transformar a energia solar residencial em uma novo modelo de negócios para microgeração que ajuda concessionárias a gerenciar suas cargas.
Descarbonizando totalmente a indústria de energia
As energias renováveis e as novas tecnologias podem levar as emissões de energia a zero, mas o fariam de maneiras muito diferentes nos mercados.
A energia renovável está se tornando mais abundante – e mais barata. Mas o ritmo e a natureza de sua expansão variam consideravelmente entre os mercados. Para ver como a indústria de energia poderia fornecer energia barata, confiável e sustentável, mapeamos o mundo em quatro tipos de mercado principais (descritos abaixo), que coletivamente constituem a maior parte do mercado global, e criamos caminhos que mostram a maneira mais econômica de descarbonizar cada tipo de mercado até 2040. Concluímos que chegar a 50 a 60 por cento de descarbonização não é tão difícil tecnicamente e muitas vezes é a opção mais econômica. Ir de lá para 90 por cento de descarbonização é geralmente tecnicamente viável, mas às vezes custa mais. E chegar a 100 por cento provavelmente será difícil, tanto técnica quanto economicamente (exposição).
Mercados ‘ilhados’
Como o nome indica, esses são mercados remotos ou isolados (como o Havaí), onde os sistemas de energia de hoje são caros – eles importam combustível e não têm conexões com outros mercados de energia. Muitos têm climas ensolarados, e a queda dos preços das energias renováveis significa que esses mercados podem atingir mais de 80% da descarbonização, em grande parte escolhendo a combinação de energia de menor custo.
Nossa pesquisa sugere que subir a escada para 90 por cento significaria novos investimentos consideráveis em energia solar, com armazenamento de bateria para backup quando a energia solar não puder ser gerada. Isso imporia algum nível do que a indústria chama de “custos de redução”1 – a incapacidade de usar todas as energias renováveis que estão online com eficiência – mais os custos relacionados de manter ativos térmicos subutilizados em funcionamento e funcionando como backup. Ainda assim, esta penúltima etapa poderia ser alcançada com custos gerais de sistema mais baixos.
Chegar à descarbonização total exigiria o uso de uma tecnologia emergente conhecida como P2G2P (power to gas to power), onde as energias renováveis produzem hidrogênio combustível limpo por meio da eletrólise.2 Esse hidrogênio limpo substitui os combustíveis fósseis por energia de reserva. É uma tecnologia de alto custo agora, mas o preço pode ser contido, já que o uso será principalmente na margem.
Mercados maduros com alto teor térmico
Esses mercados têm grandes populações, são fortemente alimentados por instalações térmicas hoje e têm grandes interconexões com outros mercados de energia para gerenciar cargas. Exemplos são o mercado PJM dos EUA3 e Alemanha. Chegar à descarbonização de 90 por cento exigiria mais geração de vento e armazenamento de bateria. Percorrer a distância final para a descarbonização de 100 por cento provavelmente dependeria da captura, uso e armazenamento de carbono (CCUS), onde as emissões das usinas de combustível fóssil são capturadas e armazenadas. Os custos de capital do CCUS são altos, mas o uso contínuo para geração de energia pode moderá-los.
Esses mercados têm um núcleo substancial de energia limpa de carga básica, como usinas nucleares na França e hidrelétricas no Brasil e nos países nórdicos. Essa é uma grande vantagem estrutural: construindo em uma base de zero emissões, eles podem escolher a opção de descarbonização de menor custo – neste caso, eólica – com pouco ou nenhum custo adicional (usando a energia básica para equilibrar a intermitência renovável) para chegar a 90 por cento descarbonização.