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Fazemos o que é importante funcionar*
  • Estratégias vencedoras para crescer no novo panorama energético

    A procura sem precedentes de eletricidade está a remodelar a rede elétrica. Descubra como os operadores do setor elétrico (também chamado de “utilities”) podem liderar com estratégias flexíveis e preparadas para o futuro, para responder ao aumento das cargas dos data centers, à eletrificação e muito mais.
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Viabilizar uma procura de eletricidade sem precedentes

Está o seu operador de rede preparado? A procura de eletricidade está a subir como nunca — por várias frentes: data centers, a eletrificação de tudo (edifícios, casas e transportes), a reindustrialização e muito mais. 

A procura de eletricidade esteve estagnada durante duas décadas. A procura de eletricidade voltou a crescer — de forma consistente, entre 2% e 4% ao ano. As projeções de curto prazo são ainda mais agressivas, embora variem bastante. Um estudo da S&P Global Market Intelligence, encomendado pela Eaton, sugere que as “utilities” na América do Norte antecipam um aumento de carga de 36 % nos próximos cinco a dez anos1. Nos EUA, a procura de eletricidade dos data centers deverá duplicar ou mesmo triplicar até 2028, saltando de 176 TWh (2023) para 325–580 TWh2.

Esta escalada da procura de eletricidade exige coordenação entre setores. A colaboração estratégica entre as empresas do setor elétrico, os fornecedores e os clientes será essencial. Este ritmo de crescimento obriga a trabalhar de forma diferente e abre oportunidades para novas parcerias, acelerar o desenvolvimento e a adoção tecnológica, modernizar infraestruturas e integrar fontes adicionais de energia.

Eaton electric power Data Center

Iniciativas em várias frentes para sustentar o crescimento da procura

Não há uma solução única para responder ao aumento da procura de eletricidade. Por isso, são vitais investimentos na modernização e otimização da rede elétrica, no reforço da capacidade e na introdução de mais flexibilidade. E isto é apenas o início.

A capacidade de acrescentar nova capacidade será, sem dúvida, essencial. As soluções de gestão inteligente de energia podem ajudar a sustentar estas iniciativas, mas aumentar a capacidade, por si só, não chegará para acompanhar, com a rapidez necessária, o crescimento previsto da carga.

Segundo 44% dos inquiridos no inquérito da S&P Global Market Intelligence, a infraestrutura atual é insuficiente e/ou está desatualizada para acomodar o crescimento. Em 2015, o Departamento de Energia dos EUA descobriu que 70% das linhas de transmissão dos EUA tinham mais de 25 anos (ou mais). Estão disponíveis 7,6 mil milhões de dólares de financiamento para 105 projetos selecionados de reforço da rede elétrica, distribuídos pelos 50 estados norte-americanos.

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Importa sublinhar que os operadores do setor elétrico na América do Norte e noutras regiões consideram que existe capacidade não utilizada na rede elétrica que pode ser aproveitada. As ferramentas digitais podem libertar uma parcela significativa dessa capacidade: 44% dos operadores do setor elétrico acreditam que é possível acrescentar mais de 24% de capacidade adicional na rede, e outros 40% suspeitam que o potencial de aumento é ainda maior (até 49%)3.

Responder ao crescimento vai exigir, inevitavelmente, flexibilidade na gestão da oferta e da procura. Quando se pensa no mix de geração do futuro e nas necessidades de recursos da rede elétrica, não se trata apenas de investir na rede ou de acrescentar capacidade. A flexibilidade do lado da procura é vital: sem ela, o consumo de energia acabará por esbarrar nas limitações físicas das linhas de distribuição, das subestações e dos transformadores, que não foram dimensionados para estes aumentos de procura. Essa flexibilidade pode ser colocada ao serviço da gestão da rede elétrica, ajudando a orquestrá-la através da automação e do controlo na periferia da rede. E há ferramentas robustas para apoiar esse esforço — quer na própria rede, quer em casa, nos data centers, ou em edifícios e operações industriais.

Na Eaton, as nossas soluções elétricas e a nossa experiência desempenham um papel vital em infraestruturas críticas, praticamente em todo o lado. Ao longo do último século, as nossas soluções têm funcionado de ambos os lados do medidor elétrico. Hoje, o nosso portefólio de produtos, serviços e soluções permite o fluxo bidirecional de eletricidade, oferecendo nova flexibilidade aos operadores do setor elétrico, aos data centers, à indústria, aos edifícios, às habitações e muito mais. E vemos novas — e tão necessárias — oportunidades de colaboração, dentro e entre setores e aplicações, para apoiar uma rede mais dinâmica.

Soluções para a rede elétrica à disposição

A forma mais segura e económica de ligar novos recursos e mais capacidade à rede começa no básico: bom planeamento. A flexibilidade do sistema elétrico, por sua vez, depende de uma automação robusta, de controlo eficaz e de uma leitura fina de como estão a mudar os padrões de consumo de energia dos clientes. Há hoje uma necessidade urgente de simplificar e acelerar os estudos de ligação à rede, validar a viabilidade de integrar novas fontes de produção e novas cargas, antecipar a procura, acompanhar a evolução dos perfis de utilização e criar condições para mais controlo e flexibilidade na periferia da rede (grid edge).
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O software de modelação de redes desempenha um papel importante ao ajudar a quebrar silos tradicionais, partilhar dados e transformar o planeamento da distribuição. Permite às equipas de planeamento da rede acelerar análises essenciais para projetos energéticos e conceber alternativas sem reforço físico da rede (non-wires alternatives) de forma rápida e segura, reduzindo o risco de erro humano. Assim, a análise necessária para validar a viabilidade de nova capacidade pode demorar horas — e não semanas ou meses. Esta ferramenta, comprovada e poderosa, oferece aos operadores do setor elétrico uma visão holística e rigorosa do modelo conforme construído (as built) e do modelo conforme planeado (as planned), ajudando os a acompanhar a evolução e a agir proativamente. Na Eaton, trabalhamos lado a lado com os operadores do setor elétrico para adaptar o seu modelo — aos dados de que dispõem hoje e aos que vão precisar no futuro.
Como é que a mudança nos comportamentos de consumo de energia dos clientes vai afetar a rede? Há também uma ferramenta para isso. Cada vez mais, os consumidores tradicionais de energia estão a adicionar produção solar, armazenamento de energia e carregamento de veículos elétricos (EV). Por isso, torna-se ainda mais importante compreender e avaliar de que forma padrões de utilização tão diversos impactam a rede — e identificar oportunidades para a otimizar. Hoje, uma das melhores formas de os operadores do setor elétrico perceberem, por exemplo, onde está a ser adicionado carregamento de EV é através de programas de incentivos. Uma maior visibilidade sobre a adoção do carregamento de EV é especialmente importante, e a análise avançada pode ajudar. Ao fornecer os insights necessários para prever e gerir o impacto do carregamento de EV, também permite monitorizar ativos críticos e detetar atempadamente potenciais constrangimentos de capacidade.
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Quando se trata de assegurar flexibilidade na oferta e na procura na rede elétrica, a automação e o controlo são críticos — e, na Eaton, desenvolvemos e implementamos estas tecnologias há décadas. Por exemplo, os programas de resposta da procura estão a aceder a novos insights do lado do cliente (atrás do contador), bem como a dados e capacidades de controlo, para reforçar a resiliência e a flexibilidade. Estamos também a desenvolver sistemas de controlo para coordenar diversas fontes de energia na periferia da rede (grid edge).

Coordenação e colaboração atrás do contador

Mais do que nunca, os consumidores tradicionais de energia estão a gerar, armazenar e utilizar energia de novas formas. Esta dinâmica está a mudar a relação entre os operadores da rede elétrica e os clientes. Como resultado, os clientes podem agora tornar-se parceiros na produção de energia e apoiar a flexibilidade da rede. Neste contexto, os consumidores de energia em todo o mundo podem ser chamados a ajudar a injetar energia na rede quando for necessário. Esta abordagem coloca os investimentos em produção no local ao serviço da rede e ajuda a reduzir a procura global. Todos beneficiam deste cenário, facilitando o caminho para um futuro mais exigente em energia — ajudando a acelerar o crescimento dos data centers e da indústria, apoiando a eletrificação de tudo e reduzindo custos. 
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Prevê-se que os data centers passem de precisar de menos de 2% dos recursos energéticos dos EUA (em 2018) para algures entre 6,7% e 12% até 2028 — tornando os data centers o mercado com crescimento mais rápido4. Para lá do aumento das necessidades de energia, os data centers de IA apresentam oscilações acentuadas de carga, o que torna excecionalmente dispendiosa a abordagem tradicional de planear para a capacidade de pico. Neste contexto de crescimento e oscilações de carga, é essencial fazer render mais os investimentos em energia, tanto para a rede elétrica como para os data centers.

Como é que isto se concretiza? As UPS interativas com a rede (grid-interactive) podem ajudar, simultaneamente, a suavizar os perfis de carga dos data centers de IA e a suportar a resposta em frequência em zonas com elevada penetração de energias renováveis, assegurando também as necessidades de energia de emergência. Isto é conseguido com dois inversores independentes: um inversor alimenta a carga do data center, enquanto o outro pode absorver ou libertar energia da bateria, a pedido do operador da rede elétrica. Esta estratégia apoia a estabilização da frequência e já é amplamente utilizada na Europa.

Sistemas de microrrede e de armazenamento de energia implementados por grandes consumidores de energia, como a indústria e os data centers, também podem apoiar os objetivos de resiliência e flexibilidade da rede elétrica. Por exemplo, uma microrrede de energia limpa fornece mais de metade da energia necessária para alimentar a nossa unidade fabril de Arecibo e pode injetar energia na rede, apoiando a procura regional de eletricidade. O controlador da microrrede assegura uma gestão e otimização em tempo real fundamentais para gerir a variabilidade da carga.

Além disso, os veículos elétricos (VE) têm o potencial de se tornarem um recurso enorme para a rede elétrica, se forem devidamente integrados. Estamos a trabalhar com operadores da rede elétrica, fabricantes de veículos, parceiros da indústria e outros intervenientes para lançar as bases de normas de veículo-para-rede (vehicle-to-grid V2G)5. Atualmente, na Califórnia, apenas o V2G em corrente contínua (DC) é permitido e requer um inversor adicional. Em colaboração com o operador da rede elétrica, trabalhámos para demonstrar a tecnologia V2G em corrente alternada (AC), que utiliza o inversor a bordo do veículo (e reduz os requisitos de equipamento no local) — tornando-a mais simples e económica.
Com alguns dados a apontar para um aumento de 127% na procura de energia das casas eletrificadas, gerir a procura de energia é essencial, tanto para a rede elétrica como para os proprietários. Os quadros elétricos de mais de 48 milhões de casas nos EUA precisariam de maior capacidade de fornecimento para suportar a eletrificação6. Para evitar aumentos de capacidade, muitas casas podem recorrer à gestão inteligente de cargas — nem tudo tem de estar ligado ao mesmo tempo. Com a gestão inteligente de cargas integrada nos disjuntores, muitas casas podem evitar aumentos de capacidade. Ao mesmo tempo, a tecnologia que viabiliza a gestão de cargas pode proporcionar nova visibilidade e controlo na “grid edge” para programas de resposta da procura. A tecnologia foi demonstrada, em testes de campo do EPRI, como capaz de fornecer informação pormenorizada, atrás do contador, sobre utilização e controlo de energia — oferecendo flexibilidade para a rede e permitindo a gestão inteligente de cargas em casa7.
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Ciclo de crescimento impulsiona a rede elétrica do futuro

Durante mais de um século, a rede elétrica funcionou da mesma forma. Fornecer energia segura, fiável e económica implicava transportar eletricidade desde o local onde era produzida (de forma centralizada) até onde fosse necessária.

Hoje, esta realidade foi virada do avesso por novas dinâmicas da rede. Após anos de crescimento estagnado — ou até em queda —, estamos agora nas fases iniciais de um novo ciclo de crescimento. Megatendências como a transição energética, a eletrificação, os data centers de IA, a reindustrialização e a regulamentação ambiental estão a transformar a rede elétrica. Como resultado, os operadores da rede elétrica estão perante várias décadas de ventos favoráveis.

Os consumidores tradicionais de energia podem fazer muito mais do que receber energia da rede; podem agora gerar, armazenar, gerir e utilizar energia de novas formas. Esta dinâmica abre novas oportunidades e estratégias para gerir a rede.

Ao conciliar as prioridades de múltiplas partes interessadas, os operadores da rede elétrica continuarão a moldar uma rede mais inteligente, mais dinâmica e mais flexível. Responder às projeções de crescimento da carga e às necessidades da rede no futuro depende de flexibilidade e de estratégias inteligentes que colocam os ativos energéticos a trabalhar de novas formas:

  • Encontrar capacidade disponível na rede
  • Acrescentar mais capacidade onde ela é necessária
  • Gerir a oferta e a procura em ambos os lados do contador para otimizar e dimensionar corretamente os sistemas energéticos
     

Embora existam hoje muitas soluções para aumentar a flexibilidade da rede elétrica, são vitais mais investimentos em capacidade, no controlo e na automação da rede, bem como esforços de investigação e desenvolvimento. A formação e a capacitação do setor são essenciais para acompanhar a evolução, sobretudo à medida que os sistemas energéticos mudam. Uma colaboração estreita com fornecedores, clientes e o setor criará novos caminhos e estratégias mais eficazes. Vivemos tempos extraordinários. Precisamos todos de eletricidade mais do que nunca. Os operadores da rede elétrica continuarão a liderar o caminho e fabricantes como nós apoiá-los-ão nos seus esforços para adaptar a rede e alimentar um novo panorama energético.

1 Adoption, execution and expansion of digital transformation in the wake of AI, data collection and analysis pelo 451 Research, S&P Global Market Intelligence, 2024.

22024 Report on U.S. Data Center Energy Usage by the Lawrence Berkley National Laboratory, dezembro de 2024.

3 The “energy trilemma” calls for unique solutions and a holistic approach, data collection and analysis pelo 451 Research, S&P Global Market Intelligence, 2024.

42024 Report on U.S. Data Center Energy Usage by the Lawrence Berkley National Laboratory, dezembro de 2024.

5EV teamwork: setting new road rules for vehicle-to-grid in Energized by Edison International, abril de 2024.

6Addressing an electrification roadblock: residential electric panel capacity by Pecan Street, agosto 2021.

7Data-driven insights for electricity customers in EPRI Journal, maio de 2018.

Autor: Jason Plane, Responsável pelo segmento das utilities na Eaton