INESC Porto dá passo importante na massificação do carro elétrico
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| Edição Imagem: Adriano Cerqueira |
Cumprido o primeiro ano, o projeto MERGE (Mobile Energy Resoures for Grids of Electricity), do qual o INESC Porto é líder científico, deixou impressões claramente positivas junto da Comissão Europeia depois da mais recente avaliação. Após o primeiro ano de atividade é de destacar o grande volume de material que foi produzido neste período, e a assinalável capacidade de resposta dos parceiros envolvidos.
Adriano Cerqueira
Inclusão do carro elétrico próximo de se tornar uma realidade
Um dos pontos de maior relevo é o empenho do consórcio em proceder à avaliação dos impactos do desenvolvimento da mobilidade eléctrica nos sistemas eléctricos de países como Portugal, Espanha, Grécia, Reino Unido e Alemanha. De destacar também a identificação de soluções definidas pelas indústrias eletroquímica e automóvel para a construção de diferentes tipos de baterias para serem utilizadas em veículos elétricos. Realce ainda para o desenvolvimento de interfaces avançados para ligação das baterias dos veículos elétricos às redes elétricas, dotados de capacidade de resposta local e de capacidade de comunicação com sistemas de gestão de alto nível, permitindo um carregamento controlado e inteligente das baterias. As estratégias de gestão e controlo de carregamento identificadas foram posteriormente integradas em diferentes ferramentas de análise de sistemas elétricos de energia, com o propósito de avaliar o impacto que os carregamentos de baterias poderão causar nos diferentes segmentos do sistema elétrico: Distribuição, Transporte e Produção.
De salientar os estudos associados ao impacto da mobilidade elétrica no funcionamento em regime dinâmico do sistema elétrico, onde se tem procurado avaliar a contribuição do veículo elétrico para o controlo de frequência primário, secundário e terciário, bem como avaliar da possibilidade de, explorando a flexibilidade do controlo da carga veículo elétrico, permitir integrar maiores volumes de produção renovável, com características de variabilidade, sem que a robustez de exploração do sistema seja comprometida, o que muito agradou à comissão de avaliação.
Cooperação internacional é a chave
Os dois anos de duração prevista do MERGE, que conta com João Peças Lopes como Coordenador Científico do projeto, obrigam a uma forte interação entre os parceiros do projeto para criar sinergias e organizar um sentido de orientação comum. Mauro Rosa, coordenador do MERGE na Unidade de Sistemas de Energia (USE) do INESC Porto, classifica como muito positiva a relação do INESC Porto com as restantes empresas e centros de investigação e salienta ainda a participação da empresa do ramo automóvel, RICARDO. “A capacidade de resposta da RICARDO tem sido uma mais-valia ao projeto, na qual todos os parceiros estão a aprender e a poder trocar experiências”, refere.
“Outro destaque fica por conta do interesse dos TSOs (Transmission System Operator) e DSOs (Distribution System Operator) - Iberdrola, REE - Red Electrica de España, REN - Rede Elétrica Nacional e PCC – Operador da Rede Elétrica da Grécia - envolvidos, principalmente no seguimento da avaliação do impacto que os veículos terão sobre a operação dos sistemas elétricos em um futuro próximo”, acrescenta o investigador.
Preparação das Redes Elétricas é o grande desafio do MERGE
O MERGE é o maior projeto de investigação com financiamento da UE na área da mobilidade eléctrica, visando preparar o sistema elétrico europeu para a massificação da utilização de veículos automóveis elétricos. Com um orçamento de 4,5 milhões de euros, o MERGE apresenta como principal objetivo encontrar soluções que permitam explorar a infraestrutura existente no sistema elétrico, minimizando a necessidade do seu reforço, de modo a evitar sobrecustos que teriam que ser suportados pelos utilizadores dos veículos elétricos, criando barreiras ao desenvolvimento do conceito.
A necessidade de reduzir as emissões dos gases poluentes e a futura escassez de petróleo devem conduzir à massificação da utilização de veículos elétricos. Consequentemente, a introdução deste novo elemento de consumo no nosso quotidiano tornará necessária a procura de soluções para que a rede elétrica esteja preparada para os receber.
Sistema “inteligente” é a solução
A viabilidade deste novo paradigma de mobilidade assenta no incentivo do carregamento noturno das baterias, por corresponder aos períodos em que a rede elétrica está menos carregada, e de preferência quando existir também disponibilidade de recursos energéticos renováveis para a produção de eletricidade. Enquanto líder científico do projeto MERGE, o INESC Porto está a contribuir para o desenvolvimento de um sistema “inteligente”, a funcionar em ambiente de mercado, que adapte os carregamentos das baterias dos veículos elétricos à disponibilidade dos recursos energéticos, tomando em conta as limitações técnicas das infraestrutura das redes, considerando as características dos sistemas elétricos europeus.
O eventual congestionamento da rede e as dificuldades dos centros produtores em alimentarem os acréscimos de consumo de eletricidade (que podem resultar da ligação dos veículos elétricos à rede) constituem barreiras a esta mudança de paradigma. O anoitecer de um dia frio de inverno é um exemplo de uma situação destas: na rua, o sistema de iluminação pública é ligado mais cedo; em casa, luzes e aquecimento juntam-se ao fogão, televisão, etc.. Imaginando que, por essa altura do dia, os condutores dos veículos elétricos ao retornarem do trabalho para casa, ligam o carro à tomada para carregar as baterias das viaturas, a simultaneidade destes consumos provoca uma situação em que o sistema não é capaz de dar resposta à totalidade das necessidades do consumo de eletricidade.
MERGE recorre a renováveis para carregar veículos elétricos
São exatamente estas situações que o projeto MERGE pretende resolver, ao mesmo tempo que se propõe viabilizar economicamente a implementação da infraestrutura que permite o abastecimento em eletricidade dos veículos elétricos na Europa. Uma das linhas orientadoras do projeto em que o INESC Porto participa consiste em minimizar a necessidade de investimento no reforço das infraestruturas da rede elétrica existente, bem como do parque produtor de energia elétrica. Evitam-se, desta forma, também um conjunto de sobrecustos que acabariam por ter que ser suportados pelos utilizadores dos veículos elétricos. Maximizar a utilização de energias renováveis para o carregamento das baterias dos veículos elétricos é outro dos objetivos do MERGE.
Esta nova realidade implica a emergência de novos modelos de negócio no mercado energético: substituição rápida/carregamento rápido de baterias (em estações de serviço especiais que terão que ser entretanto criadas para servir os novos veículos elétricos) e carregamento lento controlado ou não controlado das baterias (em ruas, parques públicos ou privados de superfícies comerciais ou empresas, garagens colectivas de condomínios ou mesmo na garagens de moradias de cidadãos comuns).
Portugal lidera nas energias renováveis
O sistema eletroprodutor português, pela presença de uma forte componente renovável, pode assegurar a produção de mais eletricidade a partir de fontes de energia “verdes”. Assim, em Portugal os veículos elétricos podem ser mais amigos do ambiente do que em outros países, nomeadamente na Europa Central (fortemente dependente de combustíveis fósseis para a produção de eletricidade). Admite-se que em 2025 a potência eólica instalada em Portugal possa atingir os 9000 MW (atualmente esta potência já ultrapassa os 4000 MW).
O consórcio do projeto MERGE, o maior projeto de investigação europeu do 7º Programa-Quadro (2007-2013) destinado a avaliar o impacto no sistema elétrico de uma utilização em larga escala de veículos elétricos na Europa, envolve 16 empresas e instituições de IDT europeias e o MIT (EUA). Neste projeto participa também a empresa portuguesa REN – Redes Energéticas Nacionais.
Em Discurso Direto
Mauro Rosa, USE
O primeiro ano foi, sem dúvida nenhuma, muito intenso. Porém, foi também gratificante do ponto de vista dos estudos preliminares realizados, bem como da adaptação das ferramentas de análise, que eram o grande desafio deste primeiro período. Alguns resultados, ainda preliminares, já podem ser vistos, e do ponto de vista científico alguns artigos contendo essas experiências foram publicados para dar conhecimento à comunidade científica dos avanços que estamos a promover nesta área. Dessa forma, pode-se dizer que este primeiro ano do projeto MERGE foi bastante satisfatório. Porém, esse efeito fez crescer o desafio para o segundo ano.
Carlos Tejerina, Planificação nas redes de distribuição da Iberdrola
A ferramenta desenvolvida em conjunto com o INESC Porto vai de encontro às expectativas?
Veremos dentro de 12 meses. Este projeto acaba em 2012 mas por agora estamos a ter boas expectativas. Acreditamos que podemos aprender como inserir o veículo elétrico na rede de distribuição que é a parte que envolve a minha empresa.
Como caracteriza a relação do INESC Porto com a sua empresa?
A relação com o INESC Porto está a ser muito boa e bastante próxima. Estamos a trabalhar com vontade e falamos muito. É um instituto que trabalha muito bem e que tem grandes profissionais, principalmente ao desenvolver as ferramentas e a fazer os estudos.
Quais os possíveis impactos a nível económico e ecológico do MERGE?
O MERGE em si é muito completo, dentro das seis áreas que o compõem estamos mais centrados nos estudos. Há outras áreas que se têm que preocupar em como integrar tudo o que estudamos aqui no desenvolvimento futuro do carro elétrico que, como vantagens ecológicas, irá usar menos combustível fóssil, terá maior rendimento e vai usar mais energias renováveis. Eu acredito que no futuro o carro elétrico será um produto que vai minorar um pouco as necessidades que temos de energias externas como é o petróleo, pela aposta nas energias renováveis e pelo consumo mais eficiente da energia.
Qual a inovação que a ferramenta desenvolvida pelo INESC Porto pode trazer para a sua empresa?
O que o INESC Porto nos está a mostrar de melhor são os novos desenvolvimentos de ferramentas de análises de dados. Nós, como companhia elétrica, podemos proporcionar dados de uma rede, tais como que taxas de falha podemos ter, que tipo de consumidores existem e o INESC Porto analisa com as suas ferramentas inovadoras o impacto para integrar na nossa rede elétrica actual. A parte que nos parece mais interessante são os consumos do carro elétrico, que se misturam com os consumos actuais que geram impactos diversos e passam por ver qual o seu efeito na nossa rede.
Belén Diaz-Guerra, Departamento de Planificação da Rede da REE (Rede Elétrica de Espanha)
A ferramenta desenvolvida em conjunto com o INESC Porto vai de encontro às expectativas?
São uns planos bastante técnicos e profissionais dentro do que estamos a ver no projeto. Por culpa de todos tivemos uns atrasos, mas a ferramenta parece adequada e bastante interessante.
Quais os possíveis impactos a nível económico e ecológico do MERGE?
Os impactos que esperamos alcançar são na direção da relação não-política europeia. Que se entenda bem a posição das empresas elétricas e que os nossos requisitos, reticências ou perspetivas sobre o veículo elétrico se encaixem bem com os fabricantes, para que se possa obter algo satisfatório para ambos. E nesse sentido temos que diminuir o impacto no meio ambiental e sobretudo aumentar a eficiência energética que é importante para todos os países.
Qual a inovação que a ferramenta desenvolvida pelo INESC Porto pode trazer para a sua empresa?
Eu acredito que o valor acrescentado do MERGE a nível europeu é unir muitas perspetivas diferentes, cada um tem umas redes elétricas diferentes, necessidades e características do próprio país diferentes. É preciso fazer algo mais porque afinal o fabrico de carros é a nível global e não tem em consideração as características da rede elétrica, o que para mim é que tem mais valor acrescentado. É necessário um desenvolvimento comum e equilibrado que faça sentido em todo o lado.
Pedro Cabral, Responsável pelo Departamento de Segurança de Abastecimento da REN
A ferramenta desenvolvida em conjunto com o INESC Porto vai de encontro às expectativas?
Sim, a ferramenta surgiu de uma necessidade nossa e portanto foi especificada ao longo de um processo demorado mas completo. Assim, só tinha que resultar num produto que respondesse às nossas necessidades. Neste momento nós estamos a utilizá-lo em regime industrial na nossa atividade.
Como caracteriza a relação do INESC Porto com a sua empresa?
A participação da REN no projeto MERGE poder-se-ia considerar independente do projeto Reservas. Evidentemente que aqui não há essa independência completa porque se criou a parceria para desenvolver o projeto Reservas e as três entidades estavam cientes da mais-valia que era participarmos todos no projeto MERGE. O desafio foi lançado pelo INESC Porto, e as mais-valias que vimos da nossa parte, conjugadas com a utilização do Reservas e com a possibilidade de desenvolvermos funcionalidades associadas à integração do carro elétrico, eram no fundo o concretizar de um anseio nosso, portanto não perdemos a oportunidade.
Quais os possíveis impactos a nível económico e ecológico do MERGE?
No que diz respeito à integração de carros elétricos, tem essencialmente a ver com a segurança do abastecimento. O carro elétrico é que tem em si a vantagem de evitar emissões de gases do efeito de estufa, porque usa energias renováveis ou combustíveis menos intensivos em carbono e também porque tem uma eficiência global de conversão superior à dos veículos atuais. Isso está associado em concreto aos carros elétricos e não tanto em relação com aquilo que a REN vê que pode retirar do benefício para a sua atividade na participação do MERGE.
Essas vantagens têm essencialmente a ver com os benefícios do planeamento a longo prazo que é uma das nossas responsabilidades quer a nível das infraestruturas da rede propriamente ditas, quer na identificação das necessidades de reserva, um aspeto que não depende diretamente de nós. Quanto à concretização dos meios de produção que constituem essa reserva, nós somos os últimos a responder porque somos responsáveis pela gestão em tempo real do sistema e portanto não podemos deixar que as coisas aconteçam. Temos de fazer estudos com uma antecedência necessária para identificar essas necessidades de maneira a que o mercado depois tenha tempo e a que sejam criados os mecanismos que deem tempo ao mercado de responder de modo a que esses meios venham a estar disponíveis em tempo útil. Devo dizer que o projeto passou agora, no início do ano, a primeira metade, e já nos forneceu inputs importantes que estamos neste momento a utilizar nos nossos estudos.
Qual a inovação que a ferramenta desenvolvida pelo INESC Porto pode trazer para a sua empresa?
Por exemplo, os perfis previstos para a utilização da infraestrutura para carga dos veículos elétricos vão-se traduzir num impacto no nosso diagrama de consumo que é a principal variável de análise da segurança de abastecimento em estádios futuros. O facto de termos matéria-prima para poder caracterizar esses impactos a nível do diagrama de cargas através dos inquéritos que foram realizados no âmbito do projeto e do tratamento por especialistas no cuidado desses dados, permitiu-nos poder utilizar essa informação. De outra maneira não teríamos acesso a informação tão rica e, por outro lado, ela não seria certamente tão bem tratada, porque o projeto permitiu reunir um conjunto de especialistas que, de outra maneira, não estariam a trabalhar em conjunto para um objetivo comum.
A REN tem neste momento as ferramentas que lhe permitem fazer uma avaliação das necessidades. Estas aparecerão, esperamos nós, quando o carro elétrico se massificar e é importante que, com a antecedência necessária, nós passemos essas mensagens que serão, por exemplo, transmitidas através dos nossos relatórios de monitorização da segurança de abastecimento que produzimos anualmente e que são depois entregues às autoridades, nomeadamente à Direção Geral de Energia.
