Parques eólicos offshore conectados por uma rede elétrica subaquática para transmissão podem revolucionar a forma como a Costa Leste obtém sua eletricidade

Fortes ventos offshore têm o potencial de abastecer as costas com fluxos massivos e consistentes de eletricidade limpa. Um estudo estima que parques eólicos offshore poderiam atender 11 vezes a demanda global projetada de eletricidade em 2040.

A Costa Leste dos EUA é um local ideal para capturar essa energia, mas há um problema: levar eletricidade de parques eólicos oceânicos para as cidades e vilas que precisam dela.

Embora todos queiram eletricidade confiável em suas casas e empresas, poucos apoiam a construção das linhas de transmissão necessárias para levá-la até lá. Isso sempre foi um problema, tanto nos EUA quanto internacionalmente, mas está se tornando um desafio ainda maior à medida que os países aceleram em direção a sistemas de energia de carbono líquido zero que usarão mais eletricidade.

O Departamento de Energia dos EUA e 10 estados da Northeast States Collaborative on Interregional Transmission estão trabalhando em uma solução potencialmente transformadora: planos para uma rede elétrica offshore.

No centro dessa rede estariam as linhas de transmissão principais na Costa Leste, da Carolina do Norte ao Maine, onde dezenas de projetos eólicos offshore já estão em andamento.

Os planos preveem que ele suporte pelo menos 85 gigawatts de energia eólica offshore até 2050 – próximo à meta dos EUA de 110 GW de energia eólica instalada até meados do século, o suficiente para abastecer 40 milhões de lares e acima dos 0,2 GW atuais. O Departamento de Energia e a Northeast States Collaborative formalizaram suas metas em julho de 2024 por meio de um memorando de entendimento multiestadual.

Pesquisas recentes do Departamento de Energia, da empresa de pesquisa Brattle e de outros grupos sugerem que uma rede elétrica offshore poderia mitigar os principais desafios para a construção de novas linhas de transmissão em terra e reduzir os custos da energia eólica offshore.

Cortar custos seria uma boa notícia – os custos de projetos eólicos offshore aumentaram até 50% de 2021 a 2023. Embora algumas das causas subjacentes tenham diminuído, como inflação e interrupções na cadeia de suprimentos global, as taxas de juros permanecem altas e a indústria ainda está tentando encontrar seu lugar nos EUA

O que é uma rede elétrica offshore?

Os projetos eólicos offshore atuais usam um design ponto a ponto, ou radial, em que cada parque eólico offshore é conectado individualmente à rede terrestre.

Este método funciona se uma região tiver apenas alguns projetos, mas rapidamente se torna mais caro devido ao cabeamento e outras infraestruturas. Suas linhas também são prejudiciais às comunidades e à vida marinha. E requer atualizações de rede onshore mais caras.

A transmissão offshore coordenada pode evitar muitos desses custos com o que o Departamento de Energia chama de projetos “malhados” ou “backbone”.

Em vez de conexões individuais com a terra, muitos parques eólicos offshore seriam conectados a uma linha de transmissão compartilhada, que se conectaria à rede terrestre por meio de “pontos de interconexão” estrategicamente posicionados. Dessa forma, a eletricidade produzida por um parque eólico offshore seria transmitida para onde é mais necessária, para cima e para baixo na Costa Leste.

Melhor ainda, a eletricidade gerada em terra também poderia ser transmitida por essas linhas compartilhadas para mover energia para onde ela é necessária. Isso poderia melhorar a resiliência das redes de energia e reduzir a necessidade de novas linhas de transmissão por terra, que têm sido notoriamente difíceis de obter aprovação, especialmente na Costa Leste.

A transmissão offshore coordenada foi parte das primeiras discussões dos EUA sobre planejamento e desenvolvimento de energia eólica offshore. No final dos anos 2000, quando o Google e seus parceiros propuseram pela primeira vez o Atlantic Wind Connection, um projeto de transmissão offshore, os benefícios tanto em energias renováveis ​​offshore quanto em todo o sistema de energia eram intrigantes. Na época, os EUA tinham apenas um projeto de energia eólica offshore em larga escala no pipeline, e ele acabou fracassando.

Hoje, os EUA têm 53 GW de projetos eólicos offshore sendo planejados ou desenvolvidos. Como pesquisadores de energia, acreditamos que a transmissão offshore coordenada é importante para que a indústria tenha sucesso em escala.

Rede offshore pode economizar dinheiro e reduzir impactos

Ao permitir que a energia de parques eólicos offshore e geradores de eletricidade onshore viajem para mais lugares, a transmissão coordenada pode aumentar a confiabilidade da rede e permitir que a eletricidade chegue onde é mais necessária. Isso reduz a necessidade de usinas de energia mais caras e frequentemente mais poluentes.

Um relatório de 2024 do Laboratório Nacional de Energia Renovável descobriu que os benefícios de um projeto coordenado são quase três vezes maiores que os custos quando comparados a um projeto ponto a ponto padrão.

Estudos da Europa, Reino Unido e Brattle apontaram benefícios adicionais, incluindo a redução das emissões de carbono que aquecem o planeta, a redução do número de travessias de praias em um terço e a redução de 35% a 60% dos quilômetros de cabos de transmissão necessários.

Nos EUA, as linhas de transmissão offshore ficariam quase inteiramente em águas federais, evitando potencialmente muitos dos conflitos associados a projetos onshore, embora ainda enfrentassem desafios.

Desafios e próximos passos

Construir uma rede offshore exigirá algumas mudanças importantes.

A primeira é mudar os incentivos governamentais. O crédito fiscal de investimento federal para energia eólica offshore, que cobre pelo menos 30% do custo de capital inicial de um projeto, atualmente não ajuda a pagar por projetos de transmissão coordenados.

Segundo, o planejamento precisa levar em conta as preocupações de todos desde o início. Embora os benefícios gerais dos projetos de transmissão coordenada superem os custos gerais, quem recebe os benefícios e quem arca com os custos importa. Por exemplo, geradores de energia mais caros podem render menos, e algumas comunidades se sentem ameaçadas pelo desenvolvimento offshore.

Terceiro, será necessária uma coordenação maior entre todos os envolvidos para despachar energia de e para as redes regionais. A recente Ordem 1920 da Federal Energy Regulatory Commission, exigindo que os provedores de energia planejem as necessidades futuras, pode servir como um modelo, mas não se aplica a projetos inter-regionais, como uma espinha dorsal de transmissão offshore conectando mais de uma dúzia de estados em três regiões.

Os EUA atingiram um marco importante em março de 2024 com a conclusão do South Fork Wind, o primeiro parque eólico de grande porte do país, elevando a capacidade de energia eólica offshore dos EUA para quase 200 megawatts. Mais oito projetos estão em construção ou aprovados para construção. Uma vez construídos, eles elevariam a capacidade instalada para mais de 13 gigawatts, aproximadamente o mesmo que três dúzias de usinas de energia a carvão.

Uma rede de transmissão offshore poderia dar suporte ao desenvolvimento eólico offshore e às necessidades energéticas da Costa Leste para as próximas gerações.