O futuro do setor energético europeu: os utilizadores no centro da estratégia de digitalização
De forma a alcançar os objetivos definidos pelo Pacto Ecológico Europeu, será necessário adotar mudanças significativas no sistema energético. A tecnologia e a inovação são componentes importantes para alcançar a neutralidade carbónica, mas a estratégia de digitalização deverá seguir uma abordagem centrada no utilizador para que sejam alcançadas as metas preconizadas.
A ação climática está no cerne do Pacto Ecológico Europeu.
Com vista à redução das emissões de gases com efeito de estufa, tem vindo a ser efetuado um grande investimento em atividades de investigação e inovação no domínio da energia. Contudo, estes objetivos só serão alcançados se for adotada uma estratégia multidisciplinar, que atue em toda a cadeia de valor do setor de energia, promovendo a eletrificação da sociedade. Essa eletrificação terá de passar pela substituição dos recursos convencionais fósseis por fontes de energia de base renovável, pela melhoria da eficiência em termos de conversão, transporte e armazenamento de eletricidade, e ainda através do desenvolvimento de novos vetores energéticos, como o hidrogénio verde utilizado, por exemplo, na indústria e no transporte pesado de mercadorias.
A abordagem mais abrangente para alcançar esta meta ambiciosa foi concebida em 2015, através da criação de uma União da Energia, que aborda as dimensões que asseguram aos cidadãos da UE uma energia segura, sustentável, competitiva e acessível. Esta é a única forma de avançar: colocar os utilizadores finais no centro do sistema energético. Este sistema deve ser capaz de responder facilmente às suas necessidades, não só com base na economia, mas também noutros fatores menos tangíveis, mas relevantes, tais como o impacto ambiental, a segurança e a dinâmica social.
O utilizador no centro
Torna-se assim fundamental operar uma rápida e profunda transformação do sistema elétrico no sentido da sua digitalização. Essa será a única forma de atingir um nível de interação que permita gerir um comportamento menos previsível dos utilizadores finais (nomeadamente aqueles causados pela diminuição da procura passiva), e a variabilidade associada aos recursos energéticos de base renovável. O processo de digitalização ao nível das infraestruturas, apoiado por um investimento significativo na monitorização e no controlo - nomeadamente das redes de distribuição, com vista à implementação de redes inteligentes - encontra-se, atualmente, em marcha. A implementação de sistemas de telecontagem e outros sensores inteligentes, permite obter, em cada momento, uma imagem mais clara do estado das redes elétricas, condição vital para suportar a transformação necessária ao paradigma de operação do sistema elétrico.
Uma rede de distribuição flexível e resiliente é crucial para promover a implementação de conceitos avançados de gestão, tanto do lado da rede como do lado dos utilizadores finais. Esta infraestrutura é essencial para promover a implementação do conceito da energia de proximidade, que explora ao máximo as capacidades endógenas dos vários locais onde é necessária. Um bom exemplo recente são as Comunidades de Energia, que exploram a disponibilidade das fontes de energia renovável com as necessidades coletivas de energia, agregadas por motivações e interesses individuais.
Superar os obstáculos
Para maximizar o papel dos sistemas energéticos, é importante promover a interação entre utilizadores, através de tecnologias de informação e comunicação adequadas. Nesse sentido, a estratégia de digitalização deve ter como principal foco esse grupo-alvo. Diferentes projetos têm vindo a implementar modelos de gestão centrados no utilizador final; a maioria é desenvolvida em cooperativas e/ou comunidades que negoceiam contratos de fornecimento de energia, ao mesmo tempo que otimizam o uso dos recursos locais.
No entanto, a regulamentação tem sido uma grande barreira à expansão deste paradigma. É, ainda, alinhada com a estrutura vertical do sistema elétrico tradicional e com a capacidade de controlo sobre sistemas de geração convencionais, focando-se na qualidade do serviço global e no equilíbrio do sistema. A integração massiva de fontes distribuídas de base renovável e a nova dinâmica dos utilizadores finais de energia leva, contudo, a que essa filosofia de gestão não seja já a mais adequada, sendo necessário explorar a capacidade atual de monitorização de controlo para garantir esse mesmo equilíbrio e qualidade de serviço num sistema com uma dinâmica completamente diferente.
A implementação de modelos disruptivos, como as trocas P2P entre utilizadores e/ou comercializadores de energia, deve, contudo, ser efetuada de forma cuidadosa, uma vez que esses processos não têm embebida de forma natural a condição da infraestrutura de suporte, princípio essencial para garantir a qualidade de serviço.
Oportunidades a nível tecnológico
Existe uma clara oportunidade para acelerar o papel dos sistemas energéticos a nível local, com recurso aos avanços tecnológicos em Inteligência Artificial, blockchain e computação na nuvem. Estas tecnologias, quando combinadas com infraestruturas de redes inteligentes, irão impulsionar a digitalização do sector energético e trazer os cidadãos ao mercado através de serviços orientados para o utilizador.
A interação com os utilizadores finais incorpora ainda vários desafios e barreiras que necessitam de ser ultrapassados. Por um lado, existe ainda um longo caminho para os utilizadores estarem plenamente conscientes do conceito de suficiência energética, ou seja, de utilizarem apenas a energia de que realmente necessitam. Por outro lado, torna-se crucial perceber de que forma diferentes tecnologias e novos modelos de negócio podem ser desenvolvidos e implementados, garantindo a interoperabilidade, a segurança e a privacidade da informação; esta estratégia será fundamental para atrair e envolver os utilizadores finais.
Interoperabilidade é a palavra de ordem
O Universo INESC tem procurado, através de diferentes projetos financiados pela UE e de contratos celebrados com stakeholders importantes, desenhar e desenvolver soluções para promover esta nova etapa na evolução do sistema elétrico da UE. A título de exemplo, o projeto H2020 InterConnect - plataforma interoperável de serviços energéticos e não-energéticos - atualmente em curso e coordenado pelo INESC TEC, está a desenvolver soluções para uma digitalização dos edifícios e do sistema elétrico baseada em arquiteturas para a internet das coisas (IoT) que, através de diversas plataformas digitais, e utilizando uma ontologia universal chamada SAREF, garanta a interoperabilidade entre equipamentos e sistemas, ao mesmo tempo que assegura a privacidade e a cibersegurança dos dados dos diferentes utilizadores
Um aspeto fundamental é a adoção de princípios de cocriação entre os diferentes stakeholders, nomeadamente operadores de sistemas, distribuidores de energia, clientes residenciais e comerciais, infraestruturas industriais e comunidades, etc. Esta abordagem é a base do paradigma dos sistemas energéticos do futuro: os mercados digitais irão permitir aos consumidores/produtores negociar energia elétrica e serviços de forma mais simples, através da generalização de ontologias em serviços baseados em IoT, bem como em plataformas e protocolos digitais estandardizados. Também irá garantir que os interesses, motivações e necessidades em relação a tecnologias específicas sejam tidos em consideração. É importante referir que, e graças aos resultados de diversas iniciativas e experiências realizadas nos últimos anos, a adoção de uma abordagem única não constituirá a melhor solução, sendo claro que para alcançar as metas para a transição energética impostas pela UE, será necessário definir uma estratégia que incorpora múltiplas abordagens.
O futuro passa pela interoperabilidade, onde os utilizadores deverão poder facilmente adquirir e/ou trocar equipamentos, veículos elétricos, de prestador de serviços energéticos, cabendo a este sistema complexo garantir em todo o momento o seu o princípio basilar: satisfazer as suas necessidades energéticas.
Nesse sentido, é fundamental projetar soluções envolvendo os utilizadores finais, procurando aumentar a sua literacia energética, apostando na comunicação e informação, de forma a superar as barreiras económicas e sociais e a suprimir lacunas a nível tecnológico.
Nota: Este artigo envolveu a colaboração de investigadores do INESC TEC, INESC-ID, INESC Coimbra e INESC MN
Luís Seca é investigador sénior e membro da Comissão Executiva do INESC TEC. É Coordenador do Cluster de Energia do INESC TEC. As suas áreas de investigação centram-se na integração de recursos elétricos distribuídos (geração elétrica de base renovável, veículos elétricos, armazenamento, entre outros) em redes de distribuição e transporte, análise dinâmica de sistemas elétricos, redes elétricas inteligentes e eficiência energética.
