Diante da crescente pressão para reduzir a pegada de carbono para evitar mudanças climáticas catastróficas, muitos setores estão analisando uma revisão completa de sua infraestrutura existente. A boa notícia para as instalações de fontes renováveis e de eletrificação é que existem inovações atuais na tecnologia que podem transformar a infraestrutura existente para melhorar muito as operações e reduzir os resíduos. Essas etapas podem parecer pequenas no início, mas mudanças graduais, somadas ao longo do tempo e em várias instalações, podem ser transformadoras.
Em um relatório da Agência Internacional de Energia (IEA), chegar a emissões Net Zero até 2050, conforme previsto no Acordo de Paris de 2015, exige não apenas a implantação maciça de sistemas de energia limpa, mas um “grande esforço mundial para aumentar a eficiência energética”. O objetivo é aumentar a “intensidade da energia” para que, em 2050, quando se projeta que o planeta tenha 2 bilhões a mais de pessoas do que hoje, o consumo total de energia seja 8% menor do que o nível atual.
“As fontes renováveis e a eletrificação dão a maior contribuição para a redução das emissões, mas é necessária uma ampla gama de medidas e tecnologias para alcançar emissões Net Zero”, diz o relatório da IEA.
Em outras palavras, não há solução única. Embora a captura de carbono e a tecnologia de hidrogênio verde tenham tido inovações promissoras, elas podem não se tornar escaláveis por muitos anos. Mas já temos muitas tecnologias que podem acelerar o desenvolvimento de novas fontes de energia, incluindo hidroelétrica, eólica e biomassa.
A boa notícia é que a infraestrutura de energia existente pode ser modernizada para produzir vastas melhorias de eficiência. A tecnologia está ajudando os clientes a reagir à necessidade de uma integração confiável e econômica de energia renovável na rede.
A rápida adição da geração de energia eólica e solar em muitos mercados tem enfrentado dificuldades em se conectar com redes de energia preexistentes. A tecnologia de rede inteligente pode ser usada para melhorar a integração de energia renovável em redes de energia obsoletas, ajudando a lidar com a intermitência do vento e da luz solar e reduzindo a dependência de combustíveis fósseis.
O Projeto Salt River No Arizona, o Arizona conta com as soluções da rede inteligente da Emerson para ajudar a integrar a energia distribuída de rápido crescimento gerada por painéis solares, turbinas eólicas e usinas de cogeneração e lidar com o fluxo de energia bidirecional, a fim de garantir uma energia confiável e cada vez mais limpa para seus 1 milhão de clientes.
No norte da zona rural do Alasca, a Golden Valley Electric Association (GVEA) opera Eva Creek, o maior parque eólico do estado, com algumas das condições climáticas mais severas. Usando soluções de rede elétrica sustentável da Emerson, a empresa tem sido capaz de fornecer energia renovável de baixo custo para as comunidades na linha de frente das mudanças climáticas, através de previsões e envios mais precisos.
“A Emerson é um dos principais colaboradores em nosso objetivo de aumentar o acesso à energia limpa para nossos clientes no norte do Alasca”, diz Frank Perkins, vice-presidente de fornecimento de energia da GVEA. “Nosso investimento em uma plataforma de automação comum nos ajuda a incorporar mais energia renovável de forma eficiente e a minimizar nossa pegada de carbono”.
Com suas atualizações tecnológicas, “a GVEA está bem posicionada para otimizar as operações em todo o seu sistema de alimentação, da geração ao medidor”, diz Bob Yeager, presidente do negócio de soluções de energia e água da Emerson.
Além das soluções de rede inteligente, proprietários e operadores de parques eólicos podem transformar digitalmente as operações eólicas renováveis e aumentar a produção anual de energia modernizando o controle e o software de otimização de turbinas eólicas.
Atualmente, as turbinas eólicas têm uma vida útil estimada de 20 anos, podendo durar alguns anos a mais ou a menos dependendo das forças eólicas que sofrem. Turbinas em locais mais remotos e condições mais severas têm maiores custos de operação e manutenção, podendo alcançar até 35% dos custos anuais com o desgaste das turbinas. E, para a maioria dos operadores eólicos atualmente, é difícil prever as necessidades de manutenção futuras porque eles não têm sistemas de automação mais novos, que fornecem dados detalhados para ajudar a personalizar planos de manutenção específicos para as turbinas.
O aperfeiçoamento de turbinas eólicas mais antigas com novas tecnologias é uma opção rápida, segura e econômica para prolongar sua vida útil, melhorar o desempenho e reduzir os custos de operação e manutenção. As estratégias de aperfeiçoamento podem ser adaptadas para enfrentar esses desafios, com projetos variados com base em fatores que incluem o ambiente ao redor, velocidade do vento, topografia terrestre ou geografia do fundo do mar. Ao atualizar a tecnologia e software para turbinas eólicas ou parques eólicos, proprietários e operadores ganham mais informações sobre o estado do equipamento e as oportunidades de otimização, permitindo que vejam mais, economizem mais e produzam mais. E, ao prolongar a vida útil das turbinas existentes, os proprietários e operadores podem obter mais produção e receita de energia por uma fração do custo de investimento em turbinas novas.
O projeto de transformação digital da Emerson para a GVEA aumentou a confiabilidade das turbinas eólicas de Eva Creek e contribuiu para uma redução de 65% nos custos de operação e manutenção.
Em muitas partes do mundo, as barragens hidroelétricas são o coração da comunidade, não apenas por gerar eletricidade, mas também por fornecer água potável, irrigação e recreação. De acordo com a IEA, a geração hidroelétrica continua sendo a maior fonte renovável de eletricidade.
Alguns desses projetos hidroelétricos têm mais de 100 anos, mas podem ser aperfeiçoados com sistemas para monitorar e melhorar o controle das turbinas, o controle do reservatório, a gestão de energia e a proteção dos equipamentos. Resultado: menos paradas, inicializações mais rápidas e operações mais eficientes na planta.
Um desses grandes projetos de modernização está em andamento no Complexo Hidroelétrico de Salto Grande, uma usina de 1.890 megawatts com 40 anos de idade, no Rio Uruguai, que divide o Uruguai e a Argentina. Na primeira fase desse projeto de 960 milhões de dólares, e 30 anos, a tecnologia da Emerson está sendo instalada para melhorar o controle e o monitoramento das 14 turbinas hidroelétricas da barragem.
Em todo o mundo, usinas a carvão estão sendo convertidas em instalações alimentadas por biomassa para fornecer energia mais limpa. A plataforma tecnológica integrada da Emerson, que controla e monitora todas as aplicações, incluindo turbinas, caldeiras, manuseio de combustível e processos de equilíbrio da planta combinados com suas metodologias de Project Certainty, ajuda esses novos projetos a entrar em operação dentro do orçamento e no prazo.
As usinas de biomassa são um desafio de operar porque o teor de umidade dos combustíveis de biomassa pode variar, tendo um impacto negativo no desempenho da planta.A tecnologia Ovation da Emerson monitora continuamente o combustível quanto ao teor de umidade, ajustando o ar de combustão conforme necessário para otimizar a eficiência da planta e reduzir os custos de manutenção.
A Emerson ajudou a EPH Lynemouth Power a converter sua usina a carvão de 44 anos em uma nova usina alimentada por resíduos de madeira. Quando concluída, a instalação forneceu até 390 megawatts de eletricidade de baixo carbono para a rede nacional.
Da mesma forma, a Emerson foi selecionada pelo fornecedor de energia francês Albioma para fazer a transição de sua planta a carvão de Bios Rouge para 100% de energia renovável. A revisão da instalação que gera 108 megawatts vai reduzir as emissões de gases de efeito estufa em aproximadamente 640.000 toneladas de equivalente de CO₂ por ano, uma redução de 84% nas emissões diretas se comparado aos níveis de operação atuais.
O que nos salvará das mudanças climáticas? Alguns podem esperar pelo surgimento de alguma força superpoderosa que nos salvará de nós mesmos. Mas a realidade é que teremos que salvar a nós mesmos, e a melhor maneira de fazer isso é começar imediatamente melhorando quase tudo o que fazemos, de maneiras pequenas, para fazer a diferença que é necessária todos os dias.
