Energía eólica y solar podrían reemplazar la energía del carbón en Texas

Texas puede ser un modelo para la nación sobre cómo reemplazar efectivamente el carbón con energía eólica y solar para las necesidades energéticas del estado y al mismo tiempo cumplir con los objetivos ambientales, según una nueva investigación realizada por ingenieros de la Universidad de Rice.

El nuevo trabajo dirigido por el ingeniero ambiental Daniel Cohan y el estudiante senior de informática Richard Morse de la Escuela de Ingeniería George R. Brown de Rice utiliza modelos de optimización para identificar las combinaciones de menor costo de proyectos eólicos y solares propuestos con el potencial de reemplazar la energía a carbón. generación en Texas.

Como afirman los autores en el artículo, que aparece en la revistaEnergías renovables: viento, agua y solar, "En pocas palabras, no siempre hay viento ni sol, pero casi siempre hay viento o sol en algún lugar de Texas".

Cohan dijo que eso podría permitir que la energía eólica y solar reemplacen casi toda la producción de carbón, especialmente si los proyectos eólicos y solares se ubican en ubicaciones que brindan una producción complementaria. El nuevo documento se basa en un estudio de 2018 de su laboratorio.

"Este documento trata realmente sobre cómo podemos dejar el carbón lo más rápido posible", dijo Cohan, profesor asociado de ingeniería civil y ambiental. "Texas todavía quema más carbón y emite más dióxido de azufre y otros contaminantes que cualquier otro estado. Aunque la transición es inevitable, es urgente que abandonemos el carbón lo más rápido posible para mejorar la calidad del aire y la salud".

"Limpiar la energía que usamos para alimentar a la sociedad es una de las cosas más importantes que debemos hacer", dijo Morse, quien ganó el Concurso de carteles conmemorativos de Malcolm Verdict en la Cumbre de energía de Texas en 2020 por su trabajo en el proyecto. "El profesor Cohan lo anunció como un proyecto de aprendizaje matemático, y esa es mi experiencia, por lo que poder ayudar con un proyecto de integración de energía limpia fue muy interesante para mí".

Varias grandes plantas de carbón de Texas cerraron en 2018, y la mayoría de las plantas restantes han operado muy por debajo de su capacidad, incluso en medio de interrupciones durante la congelación de febrero de 2021. La investigación del equipo encontró que solo un tercio de los proyectos eólicos y solares ya propuestos al Consejo de Fiabilidad Eléctrica de Texas para junio de 2020 podrían reemplazar casi toda la generación de carbón del estado. Desde junio de 2020, se han construido docenas de esos proyectos y la cola de proyectos solares propuestos se ha duplicado.

La clave del éxito de la energía eólica y solar será una expansión de las líneas de transmisión que conecten las partes más ventosas y soleadas del estado con las ciudades.

“En Texas, ese es el mayor cuello de botella que frena el crecimiento de la energía eólica y solar”, dijo Cohan. "El proyecto de ley de infraestructura bipartidista que se aprobó el año pasado es un buen comienzo, pero no tiene suficientes fondos para la transmisión. Además, al no conectarse a otras redes, Texas ha perdido oportunidades para vender excedentes de energía eólica y solar a otros estados. ."

Cohan señaló que el gas natural seguirá siendo fundamental para la confiabilidad eléctrica de Texas en el corto plazo, especialmente mientras ERCOT trabaja para recuperarse del congelamiento de 2021. Sin embargo, la ubicación complementaria de parques eólicos y solares puede reducir la necesidad de gas natural y almacenamiento y eliminar la necesidad de carbón, dijo. El estudio muestra que la energía eólica del oeste de Texas tiende a alcanzar su punto máximo durante la noche, mientras que el viento del sur de Texas alcanza su punto máximo con la brisa marina en las tardes y noches de verano. Junto con la energía solar diurna, estas fuentes complementarias pueden cubrir la mayoría, pero no todas, las horas del año.

"Incluso con una ubicación complementaria, todavía habrá horas en las que el sol no brille y el viento no sople", dijo Cohan. "Históricamente, el principal desafío han sido las tardes de verano, cuando los acondicionadores de aire funcionan a todo trapo, y ocasionalmente heladas profundas. Los vientos solares y costeros funcionan bien durante los picos de verano, pero pueden tener momentos de calma algunas noches cuando necesitaremos algo más para patear". en."

Dijo que eliminar el carbón de la red de Texas es solo cuestión de tiempo. “Creo que ninguna de las compañías eléctricas quiere operar plantas de carbón a largo plazo”, dijo Cohan. “Son más sucios y más costosos de operar que construir proyectos de energía solar y eólica desde cero, y la mayoría de las empresas de servicios públicos ahora tienen planes para alcanzar emisiones netas de carbono cero para 2050, si no antes.

“Quizás por eso, no han estado invirtiendo en mejoras a sus plantas de carbón, muchas de las cuales tienen más de 40 años y no son muy eficientes”, dijo.

Los coautores del artículo son Sarah Salvatore, estudiante de ingeniería civil de Rice, y la alumna Joanna Slusarewicz, ahora estudiante de posgrado en la Universidad Carnegie Mellon.

La Energy Foundation apoyó la investigación.

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“Quizás por eso, no han estado invirtiendo en mejoras a sus plantas de carbón, muchas de las cuales tienen más de 40 años y no son muy eficientes”, dijo.

Los coautores del artículo son Sarah Salvatore, estudiante de ingeniería civil de Rice, y la alumna Joanna Slusarewicz, ahora estudiante de posgrado en la Universidad Carnegie Mellon.

La Energy Foundation apoyó la investigación.