Com crescimento da geração distribuída, microrredes e sistemas de armazenamento ganham destaque

Graciliano Toni, Agência Indusnet Fiesp

Carlos Brandão, presidente da Associação Brasileira de Armazenamento e Qualidade de Energia, destacou nesta quinta-feira (12/5) na Fiesp o rápido crescimento da capacidade de armazenamento de energia no mundo – em 7 meses, 2 GW adicionais, de 185,3 para 187,3 GW – e disse que em meados de 2015 o tema entrou na agenda brasileira. Armazenamento, de forma integrada a novo conceito de tecnologia em grid de distribuição, é o grande negócio em energia, disse.

Brandão moderou o painel “Microgrids e Soluções de Armazenamento de Energia” do Workshop de Geração Distribuída. Frisou que o setor elétrico passa por uma revolução – que veio para ficar. E os microgrids (microrredes) fazem parte disso, por aspectos como cibersegurança, resiliência dos sistemas e a decisão de adotar as fontes renováveis.

Lembrou a definição de microgrids (microrredes): grids de potência locais que operam em sincronia ou não com sistemas de distribuição SIN. Não se caracterizam pelo tamanho, e sim pela funcionalidade. São, disse, novo modelo de negócios para o setor. Sistemas inteligentes darão apoio a nichos de consumidores, integrados ou não à rede, no que chamou de “internet da energia”.

Na convergência se pressupõe, além das métricas atuais, exposição gradual dos desenvolvedores para sinais de mercado em tempo e situações geográficas, a revisão das metodologias tarifárias, a abertura do mercado de serviços ancilares. E a validação de custos de serviços das novas tecnologias.

Isso, disse, resultaria em expansão do negócio para além dos nichos atuais e maior participação do consumidor em negócios no sistema.

Sandro Yamamoto, Diretor Técnico da Associação Brasileira de Energia Eólica (Abeeólica), disse que sua instituição tem como meta trabalhar com o armazenamento.  Destacou a intensidade da participação dos geradores de energia eólica nos leilões promovidos pelo governo brasileiro. São 2 GW por ano, com a maioria das instalações no Nordeste. Em 2024 serão cerca de 25 GW instalados no Brasil.

O armazenamento, explicou, compensa momentaneamente as variações da geração eólica, o que é mais nítido no Sul (o Nordeste tem ventos mais constantes em direção e velocidade), propiciando aumento da qualidade no fornecimento.

Misto de armazenamento e geração, num sistema híbrido, talvez permitisse elevação da garantia de fornecimento. Sugeriu um projeto piloto de leilão, talvez em São Paulo, em razão da maior variação dos ventos no Estado.

André Zeni, do Projeto Microgrids da Copel Distribuição, nova divisão específica para atender ao setor da geração distribuída, disse que a concessionária quer se tornar a mais acessível em relação a isso. Há, disse, necessidade de expansão do sistema de distribuição em regiões em que haja grande concentração de geração.

A Copel, explicou, tem 405 acessantes, entre conectados e em processo de conexão, com quase 2 MW de potência instalada. Imensa maioria (395) de solar fotovoltaica, com aumento expressivo nos últimos meses. Há a forma de condomínio, a geração compartilhada (por consórcio ou cooperativa) e o autoconsumo remoto (geração num ponto e consumo em outro, desde que a titularidade seja a mesma). Só incide ICMS na energia que entra via rede, não na autogerada e consumida localmente e na que é entregue à rede. Para o consumidor, lembrou que o sistema a ser instalado precisa ser submetido à concessionária, por questões de segurança das pessoas e das instalações elétricas.

Apresentou estudo de caso do município de Turvo (PR), em que há potencial de geração. A Copel instalou subestação, gerando benefícios para os produtores e consumidores locais de energia e permitindo a injeção de energia a custo mais baixo.

Antonio Donadon, gerente de Projeto da CPFL Energia, falou sobre o projeto de armazenamento da empresa. Listou formas de armazenamento, com usos diferentes e em estados diversos de maturidade, como baterias, usinas reversas (por bombeamento de água) e outras.

Como distribuidora de energia, explicou, interessa à empresa ter armazenamento distribuído. Projeto que a CPFL deve apresentar é instalar 3 tipos de armazenamento, na geração, na transmissão e na distribuição de energia.

Vê oportunidades de negócios, como balanceamento de oferta e demanda, gestão da rede e eficiência energética. Conexão de médio porte e doméstica ainda têm espaço para desenvolvimento de software de gestão, diz.

Também no uso há margem para aumento da eficiência. A partir disso surge a oportunidade de criar VPPs (virtual power plants).

Paula Reichert, gerente da OSIsoft, disse que vai haver um dilúvio de dados para armazenar, embora talvez não imediatamente no Brasil. Em relação à energia, exemplificou, as pessoas vão querer saber em tempo real quanto consome e produzem.

Num universo de microrrede, múltiplos atores têm necessidades diferentes de dados e de seu processamento. Em relação a isso, apresentou o caso da UniEnergy, de armazenamento, que usa sistema à base de eletrólitos de vanádio. Utiliza o sistema da OSIsoft para diferentes tipos de relatórios – imediatos e de prazos mais longos. A empresa, disse, conseguiu diminuir operações emergenciais de manutenção, graças às previsões permitidas pelo programa.

Hector Mazar, vice-presidente de Desenvolvimento da Giner (www.ginerinc.com), explicou os sistemas da empresa, fundada em 1973 e líder em eletroquímica. A eletrólise (por PEM, sigla em inglês de membrana eletrolítica polimérica) é o core business. Mazar vê três oportunidades atuais (células de combustível, geradores de oxigênio e grandes sistemas de geração de hidrogênio).

Um de seus sistemas quebra água em oxigênio e hidrogênio com o excesso de energia gerada, para recombiná-los quando não é possível gerar pela via fotovoltaica.

E a Giner trabalha na implantação de um sistema para fornecer hidrogênio na Califórnia para carros que usam pilhas de combustível. No futuro, os carros, disse, serão produtores de energia. E o que sairá do escapamento é água. Meta é chegar a custo competitivo com a gasolina para o hidrogênio, o que considera viável.

Lembrou que a Giner fabrica em Boston, mas faria sentido estar mais perto dos consumidores. E perguntou: por que não produzir sistemas no Brasil?

Relatou redução de custo que vai chegar a 90% ao longo de 15 anos (contando os 10 últimos e os 5 próximos) nos sistemas de armazenamento eletrolizantes. Também há um desenvolvimento constante no aumento da capacidade. Trabalham com sistemas de 1 mW, caminhando para 5 MW.

Microgrids e soluções de armazenamento de energia foram tema de workshop na Fiesp. Foto: Helcio Nagamine/Fiesp

Sistema elétrico vai ter que se adaptar à geração distribuída de energia, mostra workshop na Fiesp

Graciliano Toni, Agência Indusnet Fiesp

A participação cada vez maior da energia das fontes solar fotovoltaica e eólica na matriz elétrica brasileira vai obrigar o Sistema Interligado Nacional (SIN) a se adaptar. Essa foi uma das conclusões do workshop A Operação do SIN com a Expansão das Fontes Intermitentes na Matriz, realizado nesta quinta-feira (24/3) pelo Departamento de Infraestrutura da Fiesp (Deinfra).

Paulo Cézar Tavares, diretor do Deinfra e moderador do evento, apontou a geração distribuída (por exemplo, de fonte solar fotovoltaica numa casa ou numa empresa) como um dos fatores de mudança. “Acredito piamente na geração distribuída”, afirmou. Para ele, já são viáveis a fonte eólica e a fotovoltaica. “E o sistema elétrico vai ter que se adaptar a essa megatendência.”

Tavares defendeu no workshop a correção do que é considerado horário de pico de demanda no sistema elétrico. Ele mostrou que a maior demanda ocorre entre 14h e 15h, mas a sinalização econômica está equivocada, indicando o pico como no final da tarde. “O horário de ponta está fora da ponta”, afirmou. Isso inviabiliza a geração solar fotovoltaica. “Sol é de dia, não é lunar. Jogar a ponta para o horário certo pode viabilizar milhares de empreendimentos distribuídos, com a produção vendida pelo preço mais alto na hora de sua maior geração.” A solução é simples: “Bota a ponta na ponta…”

Leontina Pinto, diretora da Engenho Consultoria, apontou entraves à geração distribuída. “O payback [tempo de amortização do investimento] de energia solar é de 5 a 6 anos, mas consumidor desconhece o produto”, disse. Um desafio é fazê-lo investir em tempos de crise. Também destacou a falta de tradição entre as empresas da área, o que torna interessante a certificação. Disse que grande parte das distribuidoras despreza esse novo negócio, que chama de florescente.

O grande nó está no consumidor, disse. É preciso dar sinais críveis a ele e criar instrumentos que lhe digam como comprar e vender energia. Considera necessário mudar o paradigma, considerando o consumidor parte do sistema.

Momento é agora, afirmou, com redução da demanda, que permite respirar e se preparar para o futuro.

Amilcar Guerreiro, diretor de Estudos de Energia Elétrica da Empresa de Pesquisa Energética (EPE), também acha que é necessária mudança de paradigma. Até agora o Brasil tem sabido lidar com a intermitência, afirmou, mas se não se antecipar, vai acabar tendo problemas.

A geração eólica, explicou, tem pequena diferença entre geração prevista e verificada (3%) no mês, mas a média diária pode ter diferença de 40%.

Entre dias de muito ou pouco vento, há variações momentâneas de até 100% da capacidade instalada, o que traz problemas para a operação, porque o consumo não para junto com o vento. Melhora muito no conjunto de parques, mas ainda há intermitência, disse. E há muita variação também na geração solar fotovoltaica.

Listou desafios a enfrentar com a participação crescente das fontes renováveis não controladas e revelou que a EPE imagina que na geração distribuída se poderá chegar a 80 MW.

Isso cria um novo mercado. Dez anos atrás, disse, não havia demanda pelo serviço de armazenamento de energia (energy storage). As opções disponíveis são hidrelétricas reversíveis, baterias, geradores/motores de partida rápida, CSP (Concentrated solar power).

Baterias  

Sistemas de armazenagem de energia despertaram o interesse do público no workshop. Tavares destacou que a questão para as baterias no Brasil é custo. Considera que ficará economicamente viável ter no país, em casa, produção solar fotovoltaica e armazenagem, até saindo do grid, mas não é possível prever quando.

Rodrigo D’elia, da AES Brasil, apresentou o que chamou de solução para intermitência, a energy storage, que pode ser usada no Brasil, para qualidade e redução de custo. Lembrou que o crescimento da oferta se dará nos próximos anos em energia eólica fotovoltaica e solar, à taxa de 10% ao ano. Isso torna a operação mais complicada, com necessidade de monitoramento mais rápido.

D’elia disse que baterias de grande escala já são usadas no mundo, e a AES já faz isso há 8 anos fora do Brasil, com plantas em vários locais, com capacidade total de 1,6 GW. No Brasil ainda não há seu uso. O Chile, por necessidade específica, está na frente. Seu uso, afirmou, torna mais gerenciável, mais confiável e menos custosa a matriz.

No Brasil, a AES estuda basicamente a aplicação em unidades consumidoras e numa usina hidrelétrica (um projeto piloto pequeno).

Workshop A Operação do SIN com a Expansão das Fontes Intermitentes na Matriz, na Fiesp. Foto: Helcio Nagamine/Fiesp

 

A questão da intermitência

Leontina Pinto, diretora da Engenho Consultoria, falou sobre variabilidade no sistema brasileiro. Lembrou que a sazonalidade de água, sol e vento favorece o Brasil, com constância na oferta de energia de fontes renováveis. “Na média, ao longo do tempo, em termos energéticos, o Brasil é um país abençoado.” Mas ressalvou que há a possibilidade de perda de segurança no sistema, devido à distância entre as fontes e o mercado consumidor.

Além de ter energia, é preciso haver qualidade, o que exige planejamento e precificação, defendeu.

Para assegurar sistema de qualidade com 5% de margem de risco, estima a necessidade de 18 GW adicionais de oferta até 2022. Defende leilões por serviços, para o que considera precificação justa, permitindo a sustentabilidade sem risco.

Elbia Gannoum, presidente da Associação Brasileira de Energia Eólica (Abeeólica), citou os 9,3 GW de capacidade eólica instalada, representando 6,3% da matriz brasileira, número que varia bastante. Conforme a participação dessa fonte aumenta, cresce a preocupação com o operador, mas já são encontradas soluções, disse.

Ressaltou a grande complementariedade entre fonte eólica e hidroelétrica. “A fonte eólica é, sim, muito importante para o sistema e o ajuda muito”, disse, lembrando que sua geração é muito próxima da de Belo Monte.

A expansão da matriz elétrica brasileira vai se dar a partir das fontes renováveis complementares, disse. “É fato.” Por volta de 2025, afirmou, a matriz será a mais renovável e a mais competitiva. Será também a mais segura, pela correlação inversa. Outra vantagem que destacou é a existência de conhecimento muito grande dos planejadores sobre a matriz. “O Brasil segue trajetória muito adequada de política energética, em relação à criação da matriz.”

Simulações

Alberto Francato, professor da Unicamp, explicou o projeto Smart-SEM, de simulação do sistema elétrico nacional com presença de geração intermitente.

Afirmou que o crescimento das fontes renováveis é certa e destacou a boa distribuição geográfica da geração. Traz para a operação o desafio de suprir a necessidade de oferta em grande escala em curto intervalo.

A pesquisa propõe desenvolver software de simulação que emule as regras de despacho e operação do sistema elétrico. Deve avaliar a capacidade do sistema de garantir confiabilidade e identificar necessidade de promover expansão da capacidade de transmissão da rede, expansão da geração ou recursos de armazenamento distribuídos na rede.

É, afirmou, um projeto de P&D que pode trazer novos talentos para o setor elétrico.

Geração distribuída abre perspectivas para energia cogerada

Agência Indusnet Fiesp,

O plano de universalização da colheita mecânica nos canaviais paulistas deverá estimular o aumento exponencial da oferta de biomassa primária nas usinas de açúcar e álcool.

Este é um dos fatores que poderá elevar também a produção de energia cogerada, a partir da queima do bagaço de cana. Esse tipo de energia já responde por cerca de 6% na matriz energética brasileira, algo próximo de 6 MW dos 105 MW instalados.

Segundo especialistas que debateram Cogeração no 11º Encontro Internacional de Energia, nesta segunda-feira (9), o potencial de expansão pode chegar a 14 mil MW até o fim da década.

“Isso equivale a uma hidrelétrica de Itaipu”, comparou Carlos Roberto Silvestrin, presidente da Associação da Indústria de Cogeração (Cogen), um dos palestrantes no Encontro, no painel moderado pelo diretor de Segurança, da Fiesp, Ricardo Lerner.

“Das 430 usinas existentes, só 88 comercializam a energia gerada a partir da queima do bagaço de cana”, acrescentou Silvestrin. Hoje, a biomassa representa cerca de 6% da matriz energética brasileira.


Desafios
Apesar de a tecnologia usada ser 100% nacional, a competitividade dessa fonte depende de desoneração do investimento na substituição dos equipamentos das usinas existentes, cuja vida útil está se esgotando, observou Suani Teixeira Coelho, professora do Instituto de Engenharia Elétrica (IEE) da Universidade de São Paulo.

Os produtores de açúcar e álcool apostam na bioeletricidade a partir do bagaço de cana. Mas é preciso remover alguns gargalos, como, por exemplo, a “entrega” dessa energia pela rede básica de transmissão. Dispersas entre si e distantes, as usinas dependem de unidades coletoras que “joguem” a energia no sistema nacional.

A Geração Distribuída, para fornecimento de energia em condomínios, hotéis e hospitais, é uma das estratégias para contornar essa dificuldade, apontou James Pessoa, presidente da Vale Soluções em Energia, o primeiro a usar a tribuna no painel “Cogeração a partir da Biomassa e do Gás Natural – Expansão de Novas Tecnologias”, nos debates da tarde de segunda-feira.