15 minutos de energia

Uma corrente contínua

A energia elétrica é um produto muito particular: tem de ser produzido exatamente ao mesmo tempo em que é consumido. A eletricidade corre num fluxo contínuo, sem interrupções, como um rio — tem de estar sempre a fluir, embora em casa possamos “ligar e “desligar” os nossos equipamentos, quando quisermos

Na verdade, assim que acende um candeeiro em sua casa, abre um “caudal” para aquele candeeiro específico. E a quantidade de KW/h (kilowatts por hora) que está a consumir tem de estar a ser produzida algures, naquele preciso momento, para garantir que não falta energia a ninguém.

Como é que a eletricidade é produzida?

A eletricidade é gerada em grandes Centros Produtores ou através de recursos de geração distribuída (como os painéis solares fotovoltaicos que colocamos no telhado de nossa casa) que variam consoante a fonte de energia utilizada. Por exemplo...
 

A EDP tem atualmente 27GW de capacidade instalada a nível mundial, utilizando maioritariamente fontes de energia renováveis: a energia eólica e hídrica representam cerca de 75% do total da produção. 

Sabe qual é a diferença de custo entre produzir eletricidade com uma fonte renovável, como o vento, e fontes não renováveis? O carvão e o gás têm um custo pela matéria em si, mas as fontes renováveis são gratuitas, claro. No entanto, a essas fontes existe associado o custo de investimento inicial na tecnologia e infraestruturas de produção.
 

Nota:
Custo médio variável - custo da produção
Custo médio nivelado - referem-se a custos que incluem investimento na tecnologia (LCOE)

Na última década, o custo nivelado médio de produção da eólica onshore (parques eólicos em terra, contrariamente aos offshore, que se encontram no mar) caiu 50%. A nível de produção solar, a queda de custos ainda foi mais acentuada, com reduções entre os 80 e 90%! Quer saber porquê? 
 

Como é que se decide que Centros Produtores estão a produzir em cada momento?

Para responder a esta questão, é preciso perceber como funciona o mercado de energia. Pois os vários Centros Produtores, como centrais termoelétricas ou parques eólicos, produzem consoante a procura que haja no mercado — na prática, consoante as necessidades da população.

Fazer uma gestão eficiente da eletricidade significa garantir que ela é produzida em quantidade suficiente para suprir as necessidades da população, mas não em excesso, para não haver desperdícios.

Até 2007, esta gestão em Portugal estava a cargo da REN. Era essa entidade que decidia que Centros Produtores estavam em atividade a cada instante. Esses Centros Produtores vendiam a eletricidade que produziam aos países a que essa energia pudesse chegar. Ou seja, as trocas comerciais de eletricidade estavam limitadas a países com interligação — no nosso caso, faziam-se trocas entre Portugal e Espanha, ou (excecionalmente e mediante uma “portagem” paga a Espanha) também a França. 

Mas a partir de 2007, com a criação do Mercado Ibérico de Energia Elétrica, nasceu um mercado livre de energia eléctrica, a nível ibérico e também à escala europeia.

Agora, tal como num mercado acionista, a energia elétrica é posta à venda numa plataforma digital à qual os vários produtores têm acesso e onde podem dar ordens de compra e venda, a partir de vários países.

Na sala de Despacho da UNGE (Unidade de Negócio de Gestão de Energia) existem pessoas a trabalhar, 24h por dia, que, na prática, operam como traders de ações num mercado bolsista, utilizando uma plataforma onde se fazem as ofertas de compra e venda de energia, nos diferentes mercados disponíveis. 
Existe uma sessão de mercado diário, como se fosse um leilão, em que os produtores oferecem quantidades de energia a um determinado preço, e os compradores fazem ofertas de compra, e, posteriormente, outras sessões de mercado intradiárias, para ajustes dos programas previamente vendidos. 
Berto Martins - Unidade de Negócio de Gestão de Energia, EDP

Da negociação nestes mercados, através do cruzamento das curvas da oferta e da procura para cada hora de negociação, são determinados os preços da eletricidade para cada hora do dia seguinte.

Todos os produtores que tiverem posto à venda uma dada quantidade de energia elétrica por um preço inferior ao que ficou determinado, vendem-na — comprometendo-se assim a ter de a entregar a quem comprou (em última análise, ao consumidor final). 

É desse compromisso da entrega do bem produzido (a eletricidade) que surge a necessidade de garantir que, em tempo real, certos Centros Produtores estão realmente a produzir. Pois, caso uma companhia venda eletricidade no mercado que depois não consiga entregar, sofrerá penalizações económicas. 

Assim, é no Despacho que, mediante os resultados do mercado de eletricidade, se dão as ordens aos diversos Centros Produtores para “fabricar eletricidade” de forma a não falhar no fornecimento das quantidades previamente vendidas.

O exemplo do Douro

Área de Balanço do Douro: conjunto de Centros Produtores da área do Douro

1.    A UNGE determina o preço a que vai vender eletricidade, com base em todos os fatores que influenciam o custo de produção.

2.    O Centro de Despacho responsável pela Área de Balanço vai a mercado, vender eletricidade ao preço que se definiu.

3.    Ao vender uma determinada quantidade de eletricidade, a Área de Balanço do Douro assume o compromisso de a produzir.

4.    A Central de Despacho organiza então a produção nessa Área de Balanço, decidindo quais os grupos produtores que vão entrar em ação para responder ao compromisso de produção assumido.

5.    A eletricidade é produzida, podendo vir a ser consumida noutro local ou até noutro país.

Isso quer dizer que posso consumir energia produzida noutros países?

Na prática, como o mercado de eletricidade funciona ao nível europeu, é possível que os consumidores portugueses estejam a utilizar energia vendida na Finlândia, mas isto se olharmos a questão de um ponto de vista meramente financeiro, como nos explica Berto Martins.
 

Mal é produzida, a eletricidade começa a “correr”...

Não é por acaso que nos referimos à eletricidade vulgarmente como “corrente”, ou “corrente elétrica”. A eletricidade propriamente dita não é um bem estático que possa ficar à espera de ser utilizado. Existem baterias que podem armazenar uma dada quantidade de energia (química), que depois é transformada em corrente elétrica. Mas a eletricidade em si é produzida e “corre” imediatamente, através de cabos de alta, média e baixa tensão, até ser consumida.

Assim, quando uma turbina eólica, por exemplo, gera energia elétrica, ela é injetada de imediato numa rede, que está organizada de forma a otimizar a transmissão constante deste produto e minimizar as perdas.

… até chegar a nossa casa

Em Portugal, a rede de distribuição é gerida pela EDP Distribuição, estando em permanente atualização e desenvolvimento. A rede é constituída por linhas aéreas e cabos subterrâneos de alta, média e baixa tensão, sendo esta última a que leva a eletricidade até nossas casas, numa tensão adequada a alimentar os nossos equipamentos e eletrodomésticos. 

As subestações, a par de outros equipamentos, como postos de seccionamento e de transformação, ou as instalações de iluminação pública, são também infraestruturas fundamentais da rede. No fundo, esta rede garante que a eletricidade corre, ou que se divide em diferentes “caudais”, conforme o local e necessidade a que se destina.

"O sistema elétrico que existe no mundo é altamente sofisticado e permite resolver um dos problemas da energia elétrica, que a torna diferente dos outros produtos: aquilo que estamos a consumir tem de estar a ser produzido na mesma altura — precisamente no mesmo momento. Cada vez que ligamos um interruptor e que se acende uma luz de nossa casa, é necessário, nalgum ponto, haver uma produção com acréscimo equivalente à lâmpada que estamos a ligar. E a rede elétrica que existe hoje consegue funcionar de forma ativa, em tempo real, garantindo tudo isto."
José Ferreira Pinto - Direção de Despacho e Condução, EDP Distribuição

Esta capacidade da rede de distribuição para responder em tempo real às necessidades de consumo já é algo que obriga a sistemas muito desenvolvidos e altamente tecnológicos. Mas será isso aquilo a que chamam de “rede inteligente”? Não propriamente.

O que são redes inteligentes?

As smart grids, como também são conhecidas as redes inteligentes, são uma evolução das redes de distribuição, que, como vimos, são por si só já muito desenvolvidas. A diferença é que as redes inteligentes permitem o funcionamento de vários tipos de produção e de consumo de eletricidade, de forma harmoniosa, como explica José Ferreira Pinto.
 

A rede elétrica inteligente é uma peça fundamental para garantir que todo o puzzle de produtores e consumidores de hoje em dia funciona, e que temos vários players e dispositivos a funcionar em sintonia. 

Para os clientes, o principal benefício das redes inteligentes é terem acesso a uma série de novas facilidades — como o uso de veículos elétricos ou produção de energia em casa, através de painéis solares — e tornarem-se, também eles, centros de decisão. 

Isto porque, com o aparecimento das redes inteligentes, o cliente vai passar a ter um papel chave: não vai ser apenas um consumidor, mas também um interveniente produtor (um prosumer), dando um contributo fundamental para que a própria rede funcione e maximize toda a energia que no futuro vamos utilizar.

Com o aumento da produção de energia a partir de fontes renováveis, surgiu um desafio adicional: se essas fontes de energia não ocorrem ao mesmo tempo em que as pessoas precisam de consumir eletricidade (por exemplo pode haver muito vento à noite, altura em que as pessoas estão a dormir), como garantir que não desperdiçamos essas fontes energéticas não poluentes? 

O ideal era ter uma forma qualquer de armazenar a energia do sol, ou do vento…  ou de pelo menos a poder aproveitar em alturas em que elas sejam abundantes, mas as pessoas não estão a consumir… não era? 

Ainda não é possível armazenar energia para usar mais tarde?

Hoje em dia, já é possível armazenar energia para consumir mais tarde, algo de essencial tendo em conta a imprevisibilidade das fontes de energia renováveis, que são cada vez mais utilizadas.
 

No fundo, a ideia seria pegar num dado “caudal elétrico” e em vez de o deixar correr, mantê-lo guardado para ser libertado depois. Isto não é possível com a eletricidade, conforme vimos, mas é possível com as fontes de energia que a produzem! A principal forma de armazenar energia em Portugal reside nas barragens e na utilização de sistemas de bombagem.

Quando uma albufeira armazena água, está, na realidade, a armazenar energia que podemos consumir mais tarde. E a capacidade de armazenamento de energia sob a forma de água ainda é maior se estiverem a postos os chamados sistemas de bombagem. 

A bombagem é o processo através do qual a água, que já passou pela barragem, é bombeada novamente para a albufeira, ficando aí armazenada até se dar nova descarga, para a produção de mais energia elétrica. 
 

Além de permitir reutilizar a água para produzir mais eletricidade, a bombagem capitaliza também o uso de energia limpa, nomeadamente da eólica, minimizando desperdícios. Ou seja, em alturas de muito vento, em que a energia produzida pelas turbinas seja demais para as necessidades de consumo existentes, ela pode ser aplicada na movimentação das bombas das barragens que repõem a água na albufeira, em vez de se desperdiçar. Consegue-se assim uma dupla rentabilização energética.

Para armazenar energia existem também, como é óbvio, as baterias. Contudo, a tecnologia atual ainda não permite armazenar grandes quantidades de energia desta forma, nem durante muito tempo.  As baterias têm por isso, nos países em que já operam, uma função mais pontual: não tanto fornecer energia para o dia a dia em grandes quantidades, mas estarem disponíveis para ajudar o sistema em caso de falha ou transferindo a energia de horas de menor procura para horas de maior procura. 

Existem várias tecnologias que permitem o armazenamento de eletricidade para depois ser consumida mais tarde. Mas claramente aquela que neste momento tem maior dimensão é a armazenagem hídrica, reforçada pela bombagem nas barragens onde essa possibilidade existe. A EDP investiu em unidades de bombagem em algumas das suas unidades hídricas e essas estão a funcionar já normalmente. No caso da armazenagem com baterias, a EDP está a acompanhar projetos de investigação, mas ainda não usa essa ferramenta no seu dia a dia.
Carlos Mata - Unidade de Negócio de Gestão de Energia, EDP

É interessante constatar que a eletricidade que chega às nossas casas é fruto de um mix de energias — renováveis ou não. Quando ligamos a televisão estamos a abrir um caudal de eletricidade que foi produzida em vários centros produtores: aquele em que seja mais rentável e sustentável estar a produzir a cada hora, seja ela eólica, solar, termoelétrica, etc. 

Conforme vimos, o peso das renováveis no conjunto de ativos da EDP, e dos sistemas elétricos em geral, é cada vez maior. O que irá contribuir, em primeiro lugar, para a proteção do ambiente, mas também para a possibilidade de, um dia, se poder produzir eletricidade com um custo variável igual a zero.

Isto pode levantar cenários muito interessantes para todos nós. Tal como a possibilidade de, em vez de pagar a eletricidade ao KW/h, comprar um “pacote de energia” (como se faz com os tarifários de telemóvel) e usufruir dele consoante as nossas necessidades.

O futuro nos dirá qual é o destino, mas o caminho das renováveis já está a ser percorrido por vários produtores de eletricidade em todo o mundo, incluindo a EDP. Pelo planeta e por todos nós.