Energia eólica na Dinamarca - Wind power in Denmark

Parque eólico offshore de Middelgrunden , 3,5 km fora de Copenhague. Quando construído em 2000, era o maior do mundo.

A Dinamarca foi pioneira no desenvolvimento de energia eólica comercial durante os anos 1970 e hoje uma parte substancial das turbinas eólicas em todo o mundo é produzida por fabricantes dinamarqueses como a Vestas - o maior fabricante mundial de turbinas eólicas - junto com muitos fornecedores de componentes. No setor de eletricidade da Dinamarca, a energia eólica produziu o equivalente a 47% do consumo total de eletricidade da Dinamarca em 2019, um aumento de 43,4% em 2017, 39% em 2014 e 33% em 2013. Em 2012, o governo dinamarquês adotou um plano aumentar a participação da produção de eletricidade proveniente do vento para 50% até 2020 e para 84% até 2035. A Dinamarca teve o 4º melhor desempenho de arquitetura energética do mundo em 2017, de acordo com o Fórum Econômico Mundial , e a segunda melhor segurança energética no mundo em 2019 de acordo com o Conselho Mundial de Energia .

História

Turbinas eólicas em Vendsyssel , 2004

O inventor dinamarquês Poul la Cour experimentou, ensinou e construiu disciplinas sobre energia eólica por volta de 1900.

À medida que as preocupações com o aquecimento global aumentaram na década de 1980, a Dinamarca se viu com emissões de dióxido de carbono per capita relativamente altas , principalmente devido às usinas elétricas movidas a carvão que se tornaram a norma após as crises de energia de 1973 e 1979 . A energia renovável se tornou a escolha natural para a Dinamarca, diminuindo a dependência de outros países para obter energia e a poluição causada pelo aquecimento global.

Muitos países tentaram subsidiar tecnologias verdes, como a energia eólica, e a maioria não conseguiu tornar uma indústria viável. O sistema dinamarquês foi uma exceção, fornecendo 30% do custo de capital inicial nos primeiros anos, que foi gradualmente reduzido a zero, mas ainda mantendo uma tarifa feed-in. O subsídio de custo de capital foi reduzido para 20% em junho de 1985, quando as turbinas eólicas recebiam DKK 50 milhões por ano. Outras formas de energia renovável receberam 37 milhões. A instituição de pesquisa Teknologisk Institut identificou muitas necessidades específicas de melhoria, levando o desenvolvimento de soluções ad hoc a sistematizadas.

Em 29 de março de 1985, um ano antes do desastre de Chernobyl , os dinamarqueses aprovaram uma lei proibindo a construção de usinas nucleares. Nesse processo, o movimento popular dinamarquês teve um papel importante. O logotipo do sol sorridente do Movimento Antinuclear Dinamarquês (OOA) "Atomkraft, Nej Tak" ("Energia Nuclear, Não, Obrigado") se espalhou pelo mundo, e as alternativas renováveis ​​foram promovidas pela Organização Dinamarquesa para Energia Renovável (OVE).

A Dinamarca adotou uma meta de redução das emissões de carbono em 22% em relação aos níveis de 1988 até 2005. O planejamento da energia eólica foi deliberadamente simplificado pelas autoridades a fim de minimizar os obstáculos.

Recursos eólicos

Imagens externas
Arquivo do mapa dos ventos da Dinamarca
Produção de energia eólica de hoje
Prognóstico da energia eólica de amanhã , por Nord Pool Spot .
Dados atuais do sistema de energia , fornecidos por Energinet.dk
Dados atuais do sistema de energia , fornecidos pela EMD
Dados do sistema de energia das últimas 2 semanas

A Dinamarca tem velocidades de vento médias relativamente modestas na faixa de 4,9–5,6 m / s medidas a 10 m de altura. Os recursos eólicos onshore são mais elevados na parte ocidental do país e nas ilhas orientais, com as costas voltadas para o sul ou oeste. O país possui grandes recursos eólicos offshore e grandes áreas de território marítimo com profundidade de água rasa de 5–15 m, onde a localização é mais viável. Esses locais oferecem velocidades de vento mais altas, na faixa de aproximadamente 8,5–9,0 m / s a ​​50 m de altura. Não houve grandes problemas de variabilidade do vento, embora haja um problema temporário resultante da conexão de um grande bloco de energia eólica de parques eólicos offshore a um único ponto em uma seção fraca da rede de transmissão. O recurso eólico sobre a Dinamarca foi mapeado em 1999 pelo EMD International A / S e pelo Laboratório Nacional de Risø . O mapeamento foi feito usando uma resolução de grade de 200 m usando os modelos em WindPRO e WAsP. Os resultados foram validados em mais de 1200 turbinas eólicas em todo o país.

A Dinamarca está conectada por linha de transmissão a outros países europeus (por exemplo, Cross-Skagerrak ) a um nível de interconexão elétrica (capacidade de transmissão em relação à capacidade de produção) de 44%. A Dinamarca também manteve suas usinas de energia tradicionais, portanto, não precisa instalar usinas de pico de carga adicionais para equilibrar sua energia eólica. Em vez disso, ele adquire energia adicional de seus vizinhos quando necessário. Com algum fortalecimento da rede, a Dinamarca planeja aumentar a participação do vento ainda mais para 50% do consumo em 2020 e até 84% em 2035.

Os analistas esperam que o custo da energia eólica seja de 30 øre / kWh e seu custo de manuseio seja de 15 øre / kWh, sendo inferior ao do carvão e do gás natural a 55 øre / kWh, no mínimo. Devido à sua incapacidade de acompanhar a carga, a energia eólica tem um preço mais baixo.

Consumo relacionado à energia eólica

As usinas de aquecimento distrital dinamarquesas usam 100 Petajoule / ano, mas pouco desse consumo vem de 180 MW de caldeiras a eletrodo instaladas em usinas ou 37 MW de grandes bombas de calor . As caldeiras só são utilizadas para absorver a energia elétrica da própria usina quando os preços estão negativos, para evitar o pagamento de impostos. A expansão do aquecimento urbano movido a energia eólica é calculada para ser economicamente eficiente sem impostos.

O número de bombas de calor domésticas parou em 70.000 em 2015 devido aos pellets de madeira isentos de impostos , e a meta de 300.000 pequenas bombas de calor em 2035 é improvável de ser alcançada, reduzindo o valor de mais energia eólica, a menos que o imposto sobre eletricidade seja reduzido.

Capacidades e produção

Energia eólica na Dinamarca

Imagem externa
Estabilidade da rede e compartilhamento do vento

No final de 2015, a capacidade da Dinamarca era de 5.070 MW.

A Dinamarca tem a maior proporção de energia eólica do mundo. Em 2015, a Dinamarca produziu 42% da eletricidade do vento, acima do recorde de 2014 de 39% do consumo total de energia. No mês de janeiro de 2014, essa participação era superior a 61%. O mês de menor participação de energia eólica foi julho, com 23%. A Dinamarca também tinha 548 MW de energia solar (790 MW no final de 2015). Um período de pico de geração ocorreu em 21 de dezembro de 2013, quando a participação do vento foi de 102%, e durante 1 hora a participação foi de 135%.

Em 2005, a Dinamarca tinha capacidade eólica instalada de 3.127 MW, que produziu 23.810  TJ (6,6  TW · h ) de energia, dando uma produção média real de 755 MW a um fator de capacidade de 24%. Em 2009, a capacidade eólica da Dinamarca cresceu para 3.482 MW; a maior parte do aumento veio do parque eólico offshore de 209 MW Horns Rev 2 , que foi inaugurado em 17 de setembro de 2009 pelo príncipe herdeiro Frederik . Em 2010, a capacidade cresceu para 3.752 MW, e a maior parte do aumento do ano veio do parque eólico off-shore de Rødsand II . Grandes aumentos ocorreram em 2014 com o parque eólico Anholt de 400 MW e em 2019 com o parque eólico Horns Rev 3 de 407 MW .

A produção de energia eólica reduz os preços do mercado spot em geral por meio do efeito de ordem de mérito ; em 2008, isso causou uma redução líquida dos preços da eletricidade antes de impostos (compensando o aumento da lei de feed-in).

O gráfico mostra o preço mínimo (garantido) que uma planta recebe durante o período FLH em øre / kWh. Subsídio = preço garantido menos preço de mercado. FLH = Horas de Carga Total ; a quantidade de produção para a qual a planta recebe apoio. Depois disso, a planta costuma receber o preço de mercado. A transmissão está incluída no nearshore "Vesterhav", mas não nas outras plantas. Os níveis estão geralmente abaixo dos níveis na Alemanha e no Reino Unido.

Registros de pico

Ondas quebrando na costa do mar do norte da Dinamarca na noite de 9 de julho de 2015, quando o novo recorde de geração de pico foi atingido.

À medida que a Dinamarca continua a instalar capacidade adicional, eles continuam a estabelecer novos recordes de produção. Esta é uma consequência natural do crescimento da capacidade. Em 9 de julho de 2015, à noite, condições de vento excepcionalmente fortes resultaram em 116% do consumo nacional de eletricidade sendo produzido por parques eólicos e às 3h da manhã seguinte com baixa demanda, a produção eólica excedeu 140% da demanda atual.

Futuros parques na Dinamarca

No mar

Em 22 de março de 2012, uma coalizão de partidos representando 95% de todos os membros do parlamento dinamarquês concordou que o estado dinamarquês aumentaria a capacidade eólica offshore do país em 1.500 MW. A capacidade extra de 1.500 MW será alcançada com a construção dos futuros parques eólicos offshore Horns Rev 3 com capacidade de 400 MW no Mar do Norte a 77 øre / kWh e Kriegers Flak a 37,2 øre / kWh com capacidade de 600 MW no Báltico Mar perto das fronteiras da Alemanha e da Suécia. O Kriegers Flak também será usado para conectar a Dinamarca e a Alemanha com um cabo de 400 MW, por meio do Parque Eólico Offshore alemão Baltic 2 , e a Energinet encomendou equipamentos elétricos no início de 2016. O Horns Rev 3 deve estar operacional em 2019, enquanto o Kriegers Flak e todos os os parques eólicos nearshore devem estar totalmente operacionais por volta de 2021. Oito grupos solicitaram a pré-qualificação para Kriegers Flak, dos quais 7 foram aprovados - 3 a mais do que 4 empresas aprovadas para competir pelo Horns Rev 3, ambos tendo mais licitantes do que o único licitante para Anholt.

Nearshore

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Visualização das turbinas próximas à costa do Mar do Norte , perto de Hvide Sande

Além disso, 6 parques eólicos nearshore com uma capacidade total de até 450 MW serão construídos juntamente com 50 MW de parques eólicos offshore experimentais. O nearshore difere do offshore convencional por estar próximo o suficiente da costa para ter o transformador em terra, diminuindo o custo. Os primeiros 350 MW foram licitados em 2015, com um preço máximo de 70 øre / kWh. A Vattenfall ofereceu o preço mais baixo para as fazendas nearshore de 350 MW em 47,5 øre / kWh em setembro de 2016, mas a situação política não era clara.

Em terra

Além dos projetos offshore, espera-se que mais 500 MW de capacidade líquida adicional de parques eólicos onshore sejam construídos até 2020. Os 500 MW de capacidade líquida adicional é o resultado esperado do desmantelamento de 1.300 MW de capacidade de turbinas eólicas obsoletas combinadas com o construção simultânea de 1.800 MW de capacidade de aerogeradores modernos - um processo também conhecido como repotenciação .

Exportações de eletricidade da Dinamarca

A produção anual de energia eólica é atualmente (2017) igual a cerca de 43% da eletricidade consumida na Dinamarca. A proporção disso que é realmente consumida na Dinamarca tem sido contestada, uma vez que os consideráveis recursos hidrelétricos da Noruega (e, em certa medida, da Suécia) são usados ​​como armazenamento da rede com baixas perdas. A energia hidrelétrica pode reduzir rapidamente a geração sempre que os parques eólicos estão gerando energia, economizando água para mais tarde, e pode exportar eletricidade para a Dinamarca quando a produção de energia eólica diminui. No curto prazo, a Dinamarca importa eletricidade da Noruega durante o dia e exporta à noite. A longo prazo, a Dinamarca importa eletricidade no verão e exporta no inverno. O vento é mais forte no outono e no inverno, quando o consumo também é alto. Este serviço de timehifting de produção e consumo também é encontrado em todo o mundo em hidroeletricidade de armazenamento bombeado, equilibrando carvão e usinas nucleares.

Para o comércio diferenciado com a Noruega, a Dinamarca exporta a DKK 157 / MWh e importa a DKK 212 / MWh. A correlação é baixa entre a energia eólica na Noruega e na Dinamarca. O preço de mercado às vezes cai para perto ou abaixo de zero, especialmente com ventos fortes e baixo consumo. Em 2014, foram 46 horas com preços negativos, custando DKK 37,7 milhões. Em 2015, os preços negativos ocorreram em 65 horas na Dinamarca Ocidental e 36 horas na Dinamarca Oriental - menos de 1% do tempo. Os preços dinamarqueses são principalmente negativos quando os preços alemães são ainda mais negativos. O período de 24 horas de 2 de setembro de 2015 foi a primeira ocasião em que nenhuma usina central estava funcionando no oeste da Dinamarca e a estabilidade da rede foi mantida por compensadores.

A Dinamarca é geralmente um país de trânsito para o comércio de eletricidade entre os mercados muito maiores da Noruega, Suécia e Alemanha, e planeja adicionar cabos à Holanda ( COBRAcable ) e à Inglaterra ( Viking Link ), aumentando ainda mais a função de ser uma encruzilhada para eletricidade.

De 2005 a 2010, alegações de até 40% da energia eólica sendo exportada foram feitas, contrariadas por alegações de que apenas 1% foi exportado.

De acordo com o primeiro argumento, a energia que excede a demanda imediata é exportada para países vizinhos a preços mais baixos. Parte do benefício disso vai para os vizinhos do norte da Dinamarca: quando a Dinamarca exporta energia, ela é vendida ao preço do mercado à vista, que deve ser menor do que no mercado de importação para ser transmitida.

De acordo com o segundo argumento, a correlação entre as exportações e a energia eólica é fraca, e uma correlação semelhante existe com as usinas térmicas convencionais funcionando parcialmente para aquecimento urbano; enquanto isso, a análise causal mostra que a exportação da Dinamarca normalmente ocorre como consequência do efeito da ordem de mérito , quando grandes usinas térmicas têm capacidade de reserva, às vezes o preço da eletricidade no mercado spot é alto.

Em qualquer caso, o preço de exportação é o intermediário entre os preços das duas áreas, de modo que o TSO exportador (Energinet) usa o lucro para aliviar as tarifas em cerca de DKK 500 milhões por ano. Organizações de energia eólica afirmam que a Dinamarca exporta energia a um preço mais alto do que importa.

Condições económicas

Indústria de turbinas eólicas

Uma turbina eólica Vestas

A indústria dinamarquesa de turbinas eólicas é a maior do mundo. Cerca de 90% da produção nacional é exportada e as empresas dinamarquesas representavam 38% do mercado mundial de turbinas em 2003, quando a indústria empregava cerca de 20.000 pessoas e movimentava cerca de 3 bilhões de euros . O retorno do investimento caiu de cerca de 20% antes da crise financeira para 10% alguns anos depois. A indústria dinamarquesa de turbinas eólicas teve um faturamento de DKK 84 bilhões em 2014.

Os maiores fabricantes de turbinas eólicas com instalações de produção na Dinamarca são a Vestas e a Siemens Wind Power .

O desenvolvimento da energia eólica na Dinamarca tem se caracterizado por uma estreita colaboração entre a pesquisa com financiamento público e a indústria em áreas-chave, como pesquisa e desenvolvimento , certificação , testes e preparação de normas. Por exemplo, na década de 1980, um grande número de pequenas empresas dinamarquesas estava desenvolvendo turbinas eólicas para vender para a Califórnia, e o laboratório dinamarquês Risø forneceu instalações de teste e procedimentos de certificação. Isso resultou em produtos confiáveis ​​e na rápida expansão da indústria dinamarquesa de fabricação de turbinas. Os componentes são testados no LORC em Odense , e novos protótipos de turbinas entre 4-8 MW (incluindo alguns não-dinamarqueses) estão sendo testados em Østerild . Turbinas de produção limitada (quatro Siemens 7MW com cabeamento de 66kV) serão suportadas em Nissum Bredning a um custo de DKK 300m, parcialmente financiado pela população local.

Economia eólica dinamarquesa

Imagens externas
Preços da indústria de eletricidade da UE
Preços de eletricidade doméstica na UE

Os custos de eletricidade da Dinamarca (incluindo PSO; custos para energia mais limpa) são médios na UE, mas os impostos aumentam o preço para os mais altos da Europa. O dinheiro dos impostos é uma receita considerável para o estado e é difícil mudar a composição dos impostos para um mix "mais verde". De acordo com um funcionário do governo, a maioria dos impostos não é baseada em preocupações ambientais, em contraste com os 5 bilhões de DKK por ano em dinheiro do PSO para energia mais limpa , pagos pelos consumidores de eletricidade aos produtores de eletricidade limpa. Esses pedágios não estão disponíveis para consumo do governo.

Os incentivos reais pagos pelo consumidor (PSO) para novas turbinas eólicas dependem do ano de comissão, mas geralmente é de cerca de 25 øre (3,4 cêntimos) por kWh por um número limitado de horas, embora o suporte seja descontado se o preço combinado exceder 58 øre / kWh. PSO também é usado para biomassa, solar e aquecimento urbano; O PSO total foi de DKK 5,8 bilhões em 2013, dos quais DKK 3,2 bilhões foram para energia eólica. Em 2015, o custo da energia era de apenas 32% do preço, enquanto o PSO era de 9% e as portagens e IVA os restantes 59%.

A energia eólica desloca carvão, petróleo e gás até certo ponto, reduzindo o custo operacional dos combustíveis fósseis. O consumo de carvão caiu para mais da metade em 10 anos. A energia eólica reduz ligeiramente a variabilidade de preços.

Crítica

Em 2009, o think tank Instituto de Pesquisa Energética (IER) contratou o think-tank dinamarquês CEPOS (Centro de Estudos Políticos) para relatar as exportações de eletricidade da Dinamarca e o impacto econômico da indústria eólica dinamarquesa. O relatório resultante afirma que os dinamarqueses pagam as taxas de eletricidade residencial mais altas da União Europeia (principalmente para receitas do governo, mas em parte para subsidiar a energia eólica), e que o custo de economizar uma tonelada de dióxido de carbono entre 2001 e 2008 foi em média 647 DKK ( € 87, US $ 124). Também estimou que 90% dos empregos da indústria eólica foram transferidos de outras indústrias de tecnologia e afirma que, como resultado, o PIB dinamarquês é 1,8 bilhões DKK (US $ 270 milhões) menor do que teria sido sem os subsídios da indústria eólica de 1,7-2,6 bilhões DKK (aproximadamente $ 320 milhões - $ 480 milhões) anualmente em 2001-2005. O relatório foi mais tarde fortemente criticado. A revista de engenharia dinamarquesa Ingeniøren afirmou que o relatório foi encomendado e pago pelo lobby americano do petróleo e do carvão por meio do IER. Mais tarde, vários pesquisadores e professores dinamarqueses de todas as universidades técnicas da Dinamarca escreveram uma resposta conjunta ao relatório, refutando-o. O relatório do CEPOS foi até levado ao nível de governo, onde o ministro do Clima e Energia Lykke Friis desacreditou o trabalho realizado pelo CEPOS e o relatório. A Associação Nuclear Mundial estima que o relatório foi a resposta do IER ao discurso do presidente Obama no Dia da Terra de 2009 em Newton, Iowa, alegando que os Estados Unidos poderiam gerar 20% de sua eletricidade a partir do vento até 2030, como a Dinamarca já era.

Cooperativas de turbinas eólicas

Para estimular o investimento em energia eólica, as famílias receberam isenção de impostos para gerar sua própria energia elétrica no próprio município ou em município vizinho . Embora isso pudesse envolver a compra imediata de uma turbina, mais frequentemente as famílias compravam ações em cooperativas de turbinas eólicas que, por sua vez, investiam em turbinas eólicas comunitárias. Em 1996, havia cerca de 2.100 dessas cooperativas no país. As pesquisas de opinião mostram que esse envolvimento direto ajudou a popularidade das turbinas eólicas, com cerca de 86% dos dinamarqueses apoiando a energia eólica em comparação com as fontes de combustível existentes.

O papel das cooperativas de turbinas eólicas não se limita a turbinas individuais. O parque eólico offshore de Middelgrunden - com 20 turbinas o maior parque offshore do mundo na época em que foi construído em 2000 - é 50% de propriedade dos 10.000 investidores da Cooperativa de Turbinas Eólicas de Middelgrunden e 50% da empresa de serviços públicos municipal, assim como a Turbinas próximas à costa de Avedøre.

Em 2001, mais de 100.000 famílias pertenciam a cooperativas de turbinas eólicas, que haviam instalado 86% de todas as turbinas eólicas na Dinamarca. Em 2004, mais de 150.000 eram membros ou possuíam turbinas, e cerca de 5.500 turbinas haviam sido instaladas, embora com o maior envolvimento do setor privado a proporção de propriedade de cooperativas tenha caído para 75%. O modelo cooperativo também se espalhou pela Alemanha e Holanda.

Ilha Samsø

A ilha de Samsø ergueu 11 turbinas eólicas terrestres de um megawatt em 2000, seguidas por dez turbinas eólicas offshore de 2,3 MW concluídas em 2003. Juntamente com outras medidas de energia renovável, esta comunidade de 4.200 alcançou fama, afirmando ser a maior assentamento neutro em carbono no planeta. Esta afirmação explora o entendimento geral de que se pode negligenciar o dióxido de carbono e outra poluição do consumo de combustível fóssil (carros, eletricidade importada, aquecimento para casas, etc.), se a produção média anual de eletricidade de fontes sustentadas for maior do que a energia total consumida . No entanto, o governo de Samsø está tratando da questão do consumo de combustível fóssil no automobilismo - eles decidiram que todo o tráfego em Samsø será elétrico.

Veja também

Referências

Fontes

• Lund, Henrik; et al. (19/02/2010). Custo e exportação de energia eólica na Dinamarca (PDF) . Projeto de Pesquisa CEESA (Análise de Energia Coerente e Sistema Ambiental) . Departamento de Desenvolvimento e Planejamento, Aalborg University. ISBN 978-87-91830-40-2. Página visitada em 2 de novembro de 2011 .
• Lindboe, Hans Henrik e János Hethey. " Vindintegration i Danmark " Ea Energianalyse , novembro de 2014. Retirado: janeiro de 2015. Fonte

Bibliografia

• Petersen, Flemming (2018). Da Danmark fik vinger: vindmøllehistorien 1978-2018 ISBN  8789270053 , ISBN  9788789270050
• Boyle, Godfrey (2004). Energia renovável: Energia para um futuro sustentável , Oxford University Press, ISBN  0-19-926178-4

links externos

• Associação da Indústria Eólica Dinamarquesa
• NREL assina MOU com Riso National Laboratory
• Desenvolvimento da energia eólica dinamarquesa 1975–1995 por Blade Pioneer Erik Grove-Nielsen
• Sharman, Hugh (setembro de 2009). "Energia Eólica - O Caso da Dinamarca" (PDF) . Centro para Politiske Studier (CEPOS). Arquivado do original (PDF) em 21/05/2010 . Página visitada em 2010-04-14 .