Tendências 2020: Setor de Energia

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Tradicionalmente a energia elétrica é gerada de forma centralizada, em grandes usinas, como a hidrelétrica de Itaipu, e, então, transmitida até os consumidores finais através de linhas de transmissão e distribuição. Os consumidores fazem uso da energia sem se darem muita conta de sua origem, normalmente lembrando-se de sua concessionária local apenas ao pagarem a conta mensal ou, num caso ainda pior, durante uma falta de energia.

No entanto, o setor energético está passando por transformações que estão mudando a forma como as concessionárias, empresas fornecedoras e consumidores de energia se relacionam. Essa transformação é pautada por três tendências que são frequentemente referenciadas como 3Ds: a Distribuição, a Descarbonização e a Digitalização:

  • Distribuição: a popularização dos painéis solares possibilitou a geração de energia de forma distribuída e não mais centralizada em grandes usinas. O consumidor passou a poder produzir sua própria energia elétrica, não ficando mais totalmente dependente de sua concessionária de distribuição.

Na esteira dessa tendência surgiram novos arranjos de negócios, como fazendas solares e parques eólicos, que permitem o acesso à energia renovável a consumidores que, porventura, não possam (ou não queiram) produzir diretamente sua própria energia. Se, por um lado, a geração distribuída pode ajudar o sistema elétrico a atender à crescente demanda da sociedade moderna por energia, por outro lado, ela deve exigir maior dinâmica por parte dos operadores do sistema elétrico, que não tem muito controle sobre essa infraestrutura de geração.

O desafio torna-se ainda mais complexo devido à natureza intermitente das fontes de energia eólica e solar (isso é, a quantidade de energia gerada depende intrinsecamente das condições ambientais, como sol e vento) o que torna a gestão do sistema elétrico (e do necessário equilíbrio entre oferta e demanda) mais complexa.

  • Descarbonização: os impactos do aquecimento global e a necessidade de redução das emissões de carbono devem impulsionar a entrada dos veículos elétricos nos mercados automobilísticos nacionais e internacionais. Além da maior demanda por energia elétrica, os veículos elétricos também exigirão maior dinâmica do sistema elétrico, pois estarão se movendo e precisarão ser recarregadas em diversos locais. A ampliação da infraestrutura de recarga, tanto pública quanto privada, é um dos fatores essenciais para a viabilização da mobilidade elétrica em maior escala.
  • Digitalização: a transformação digital, que vem revolucionando várias indústrias nos últimos anos, também chegou ao setor de energia. A conectividade e a informatização do sistema elétrico, um conceito conhecido como Smart Grid, prometem tornar o sistema mais eficiente, confiável e sustentável. No Smart Grid, haverá a coleta de dados do sistema elétrico, em tempo real, através de dispositivos IoT (Internet of Things ou Internet das coisas), e seu posterior processamento em infraestruturas de Big Data.

Será possível, por exemplo, o acesso aos dados de consumo de forma remota — reduzindo os custos de operação — e detecção imediata de falhas no abastecimento — permitindo atuar rapidamente na solução do problema. Algoritmos de Inteligência Artificial (IA) poderão prever falhas de equipamento, possibilitando sua manutenção preventiva, ou até mesmo ajudar na previsão e no balanceamento da oferta e demanda de energia, que serão desafios maiores à medida em que a mobilidade elétrica e da geração distribuída aumentarem.

Essas tendências devem tornar o sistema elétrico mais complexo e dinâmico, com menor controle e previsibilidade sobre a geração (por conta da geração distribuída) e sobre a demanda (devido a mobilidade dos veículos elétricos) e a tecnologia pode ser uma aliada importante nesse cenário. Nesse contexto, abaixo estão algumas tendências tecnológicas para o setor de energia para esse e os próximos anos.

IoT na instrumentação do sistema legado

A mudança do sistema elétrico atual para o Smart Grid deverá passar pela instrumentação do sistema legado, já que a substituição completa dos equipamentos atuais (como medidores de energia, transformadores etc.) por equipamentos modernos (e já conectados) pode ser economicamente inviável.

Blockchain e comercialização de energia renovável

A geração distribuída de energia criou um novo tipo de ator no sistema elétrico, chamado de prossumidor. O termo é usado para definir os usuários que não apenas consomem energia proveniente da rede como também produzem energia através, por exemplo, de uma instalação de painéis solares.

Nos momentos do dia em que a geração de energia dos painéis solares é superior à demanda desse prossumidor, o excesso de energia é injetado na rede, gerando créditos para o prossumidor. Em períodos que a geração local é inferior à demanda (por exemplo, durante a noite), o prossumidor pode utilizar a energia diretamente de sua concessionária, abatendo de sua conta final os créditos que ele gerou nos momentos de excesso — assim funciona o sistema de compensação de créditos.

Essa compensação de créditos pode, inclusive, ser feita em outras unidades consumidoras do mesmo CPF, permitindo, por exemplo, que a pessoa instale os painéis solares num sítio no interior e utilize os créditos gerados para abater o consumo de seu apartamento, na cidade. O sistema de compensação de créditos também permite a geração compartilhada (através de cooperativas ou consórcios) na qual as pessoas se unem para criar instalações de maior capacidade, que podem beneficiar os participantes (é através dessa modalidade que as fazendas solares operam). Mais detalhes sobre esse tema no artigo Blockchain, geração distribuída e o compartilhamento de energia.

Atualmente, o sistema de créditos brasileiro não permite a venda direta dos créditos entre diferentes usuários, mas esse mecanismo já vem sendo explorado em alguns países. Ele possibilita, por exemplo, que uma pessoa que não possua instalação de painéis solares compre a energia diretamente da instalação de seu vizinho, a preços livremente negociados entre eles.

Blockchain surge nesse cenário como uma tecnologia que habilita as transações de energia diretas, ponto-a-ponto, entre produtores e consumidores de energia, de forma descentralizada e independente das concessionárias. Embora esse modelo de comercialização direta ainda não seja permitido no Brasil, Blockchain também vem sendo explorada por aqui para garantir a rastreabilidade da energia renovável, desde sua origem (por exemplo, em fazendas solares) até seus consumidores finais — geralmente pessoas ou mesmo empresas que buscam não apenas redução de custos, mas incentivo à produção de energia limpa.

Blockchain também vem sendo utilizada nesse contexto para viabilizar a comercialização de Certificados de Energia Renovável (ou REC, Renewable Energy Certificate), uma espécie de título para certa quantidade de energia renovável gerada (1 REC equivale a 1 MWh de energia), que normalmente são comprados por empresas para atingir suas metas de redução de créditos de carbono.

Inteligência Artificial na recarga de veículos elétricos

Sistemas de recarga inteligente (ou Smart Charging) podem otimizar a utilização da infraestrutura de recarga pública e privada, além de minimizar o impacto dos veículos elétricos na operação do sistema elétrico. Os sistemas de Smart Charging são capazes de gerenciar as sessões de recarga, equilibrando de forma inteligente a demanda dos veículos com a disponibilidade de pontos de recarga e a capacidade de abastecimento do sistema elétrico (mais detalhes sobre esse tema no artigo Recarga Inteligente de Veículos Elétricos).

Algoritmos de Inteligência Artificial são utilizados para gerar estratégias de recarga que levem em consideração a necessidade dos motoristas, assim como as limitações do Grid e da instalação elétrica dos eletropostos. Os sistemas podem levar em consideração as características específicas dos veículos (como a capacidade e o nível atual de sua bateria), as necessidades dos motoristas (como sua localização geográfica e preferências de recarga) e a infraestrutura de recarga pública e privada disponível (incluindo fatores como proximidade e preço).

Os sistemas podem planejar as sessões de recarga, controlando não só a alocação de veículos aos pontos de recarga, mas também a potência que será utilizada de forma dinâmica durante a sessão de carregamento. O sistema pode aumentar ou reduzir a potência de carregamento conforme a capacidade instantânea da rede (ou da instalação local), evitando, assim, picos e sobrecargas ao sistema elétrico.

Assistentes virtuais e o empoderamento do consumidor

A transformação digital modificou profundamente a forma como as empresas se relacionam com seus clientes. Nessa nova era, a experiência do consumidor se tornou um elemento central dos negócios nos mais diferentes segmentos da economia e essa tendência também está chegando ao setor de energia.

O modelo de comercialização de energia está em transformação, trazendo maior poder de escolha aos consumidores de energia através da geração distribuída e do mercado livre. Os clientes serão cada vez mais empoderados por esse poder de escolha e pelas tecnologias digitais que já fazem parte de seu dia-a-dia.

Para atender às demandas do consumidor digital, as concessionárias criaram canais de autoatendimento através de websites e aplicativos para smartphones. Um consumidor que deseja registrar a ocorrência de uma falta de serviço, tirar uma dúvida sobre sua conta de energia ou obter alguma outra informação, pode resolver o problema diretamente através de seu computador ou smartphone.

Mais recentemente, assistentes virtuais capazes de interpretar texto ou voz de forma mais natural, os chamados chatbots, vem sendo utilizados para compor os canais de atendimento. Esses assistentes virtuais trazem ainda mais comodidade e engajamento com os consumidores (mais detalhes sobre esse tema no artigo Assistentes Virtuais no Setor de Utilities).

A popularização dos chamados Smart Speakers, dispositivos eletrônicos com interfaces de voz nativas (como a Alexa, da Amazon, ou o Nest, do Google) irão representar mais um canal para o usuário interagir com serviços digitais e as empresas e concessionárias do setor também deverão se adaptar a essa nova tendência.

Não se trata apenas de criar mais um canal de atendimento, mas de integrar as soluções de voz (e também a Internet e os smartphones) às suas propostas de serviços, de modo a trazer maior engajamento com os clientes. Imagine, por exemplo, num futuro próximo, o cliente solicitando a seu assistente virtual que garanta que seu carro elétrico seja recarregado para uma viagem de emergência que surgiu. O assistente virtual poderia não apenas interpretar o comando de voz, como definir a melhor forma de atender à solicitação, levando também em consideração o custo e a origem da energia.

Segurança cibernética no setor de energia

Afinal, será que a digitalização do setor de energia também trará problemas de segurança, com possíveis ataques cibernéticos, como tem ocorrido em outros setores? Sim, de fato, na verdade já houve ataques ao setor de energia e o problema pode se intensificar com a evolução da digitalização do setor.

O primeiro ciberataque a provocar apagão na rede elétrica que se tem notícia aconteceu na Ucrânia em dezembro de 2015. Os hackers conseguiram comprometer os sistemas de três empresas de distribuição de energia e interromper o fornecimento de eletricidade aos consumidores finais por várias horas. De lá pra cá outros ataques e tentativas de invasão foram identificados em diferentes países ao redor do mundo (mais detalhes no artigo Ataques Cibernéticos no Setor de Energia).

No Brasil ainda não há casos confirmados de ciberataques que tenham causado suspensão no fornecimento de energia, ainda que haja boatos de que apagões ocorridos em 2005 e 2007 tenham sido causados por ataques cibernéticos. Entretanto, as concessionárias do setor de energia devem estar atentas à esse risco e considerar o investimento em segurança da informação como uma de suas prioridades.

Políticas de segurança devem ser adotadas pelas empresas visando garantir a segurança não apenas de sua operação como também dos dados de seus clientes. Soluções digitais devem adotar práticas de segurança e tecnologias (como chaves criptográficas, ou até mesmo Blockchain) para garantir maior segurança dos sistemas e dados. Técnicas de inteligência artificial, como a detecção de anomalias, podem ajudar na detecção de eventuais invasões, de modo que medidas possam ser tomadas para evitar maiores danos.

Conclusão

A tendência de avanço da geração distribuída de energia, mobilidade elétrica e digitalização deve modificar profundamente o sistema elétrico, tanto para as concessionárias e empresas que atuam no setor quanto para os consumidores.

O cenário apresentará desafios, mas também muitas oportunidades para o setor, como mostramos nos casos levantados acima. Obviamente, essa lista não é exaustiva, mas apenas uma visão de algumas tendências que podemos visualizar para esses e os próximos anos.

O Venturus quer fazer parte dessa transformação, ajudando as empresas e concessionárias a criar soluções inovadoras através de nossa expertise de mais de 20 anos de atuação com Pesquisa e Desenvolvimento tecnológico.

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Frederico Gonçalves

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