Dicas importantes para escolher uma fonte de energia

Para atender à demanda de energia diante de atrasos, as empresas de infraestrutura de energia têm diversas opções.

Com a crescente demanda por energia, a necessidade de fontes confiáveis, especialmente em regiões remotas ou com infraestrutura limitada, torna-se cada vez mais crucial. O setor de energia de distribuição frequentemente enfrenta lacunas na disponibilidade de energia devido aos longos prazos de entrega associados às conexões com as concessionárias. Como observado por Ryan Rudnitzki, Vice-Presidente Sênior de Vendas da RPower, as opções para suprir essas lacunas dependem muito das especificidades de cada situação.

Embora a empresa de Rudnitzki, a RPower, com sede no Texas, ofereça um conjunto de serviços que inclui projeto, construção, propriedade, operação e manutenção de sistemas de geração de energia, ele afirmou que cada aplicação é diferente.

“Não existe uma solução única para todos. A melhor opção para atender às suas necessidades de energia depende realmente das circunstâncias individuais”, disse Rudnitzki durante uma apresentação na Gas Machinery Conference (GMC) 2024 em Houston. A apresentação de Rudnitzki, intitulada “Aguardando a chegada dos fios — Como a eletrificação da nossa indústria está afetando os projetos e quais opções existem para atender às demandas desejadas”, analisou as opções e os desafios da eletrificação das operações na indústria de gás natural .

Tendências atuais de geração de energia

Rudnitzki enfatizou que o atual cenário energético tem apresentado um crescimento da demanda estagnado nas últimas duas décadas, impulsionado em parte pela eficiência no uso de energia, apesar do aumento do consumo de eletrônicos e produtos digitais. No entanto, novos fatores, incluindo a eletrificação das indústrias e a ascensão dos data centers, estão impulsionando a demanda. "Com o movimento de eletrificação de tudo e o crescimento dos data centers, espera-se que a demanda aumente significativamente ", afirmou.

Um dos principais fatores que contribuem para esse aumento da demanda é o rápido crescimento da inteligência artificial (IA) e da computação em nuvem, que dependem fortemente de centros de dados. Segundo Rudnitzki, previsões mais extremas sugerem que a demanda por energia poderia, teoricamente, dobrar nos próximos cinco anos, embora desafios como as limitações de capacidade da rede e os ganhos de eficiência provavelmente impeçam um aumento tão rápido.

Simultaneamente, a matriz energética está mudando. "No primeiro semestre do ano, 70% da nova geração de energia veio de fontes eólicas e solares", destacou ele, juntamente com o crescimento do armazenamento em baterias . Apesar disso, a intermitência das fontes de energia renováveis e a necessidade de energia despachável ressaltaram a importância contínua do gás natural. Rudnitzki observou que o gás natural permanece uma parte crucial da matriz energética, particularmente no Texas, onde incentivos significativos estão impulsionando a geração de mais energia a gás natural para fortalecer a rede elétrica.

Desafios no fornecimento de energia: um estudo de caso no Texas

Um desafio significativo na disponibilidade de energia é a discrepância entre a demanda e a velocidade com que as concessionárias conseguem fornecer novas conexões. Rudnitzki apresentou um cenário hipotético no qual uma empresa do setor de infraestrutura de petróleo e gás precisa de energia para uma nova planta de processamento, mas enfrenta uma espera de vários anos para a conexão com as concessionárias.

Como disse Rudnitzki, “Uma empresa de infraestrutura de gás natural pode solicitar energia à concessionária, mas esta pode não conseguir fornecê-la até 2030, resultando em um atraso de vários anos antes que a usina possa entrar em operação”. Essa lacuna, que inicialmente poderia causar um atraso adicional de 18 meses em um cronograma de projeto previsto para 18 meses, muitas vezes se estende por muito mais tempo devido a problemas sistêmicos e ao aumento da demanda por energia, principalmente em áreas como o Texas.

Nesses casos, as empresas de infraestrutura de gás natural precisam considerar soluções alternativas de energia , já que as concessionárias tradicionais não conseguem cumprir os prazos exigidos. A experiência de Rudnitzki com essas empresas destaca a crescente preocupação: "Não se trata apenas de precisar de energia, mas também de evitar que o produtor pague uma conta de luz mensal mais alta do que a do concorrente", afirmou.

Opções de energia para superar a lacuna

Para atender à demanda de energia diante de atrasos, as empresas de infraestrutura de energia têm diversas opções, que Rudnitzki categorizou em três abordagens básicas:

Equipamentos acionados por motor: O uso de equipamentos de compressão acionados por motor a gás natural é uma solução comum quando as empresas enfrentam acesso limitado ou atrasado à eletricidade. Essa abordagem é particularmente atraente quando o gás natural está prontamente disponível no local. Rudnitzki afirmou que, “Se você já precisa fornecer energia para a instalação, às vezes é mais econômico eletrificá-la completamente, consumindo 30 MW em vez de apenas 15 MW. No entanto, se a subestação local suportar apenas 15 MW de potência, você pode optar por compressores acionados por motor para evitar a necessidade de geração de energia adicional no local”.

Equipamentos de geração de energia para locação: A locação de energia é uma solução eficaz para suprir a falta de energia por períodos mais curtos. Rudnitzki descreveu essa opção como adequada para necessidades temporárias de energia: "Equipamentos de geração de energia para locação são ideais quando você precisa de uma solução rápida a curto prazo."

Microrredes: À medida que a duração da falta de energia se prolonga, as microrredes tornam-se uma solução economicamente mais viável. "A viabilidade econômica das microrredes faz mais sentido quando se considera a necessidade de suprir lacunas de energia de três, quatro anos ou mais", observou Rudnitzki. As microrredes são normalmente instalações completas de longo prazo, integrando ativos de geração de energia, equipamentos de manobra e (se necessário) transformadores.

Microrredes: uma solução a longo prazo

As microrredes estão sendo cada vez mais consideradas uma solução robusta para suprir a falta de energia em indústrias de alto consumo energético, especialmente aquelas que exigem energia constante e confiável. Embora o custo inicial de construção de uma microrrede possa parecer alto em comparação com o aluguel ou uso de equipamentos movidos a motores, os benefícios a longo prazo podem superar esses custos em situações em que suprir uma lacuna de energia poderia levar anos.

“A viabilidade econômica das microrredes começa a fazer mais sentido quando se considera um período de três a cinco anos para necessidades temporárias de energia”, disse Rudnitzki. Ele destacou que a integração de fontes de energia renováveis , armazenamento em baterias e geração de energia local proporciona uma camada adicional de segurança, reduzindo a dependência das concessionárias tradicionais e mitigando os riscos associados à volatilidade do fornecimento de energia.

Desafios na disponibilidade e no agendamento de energia

Um dos principais problemas enfrentados pelas empresas é a dificuldade de acesso à energia em tempo hábil, frequentemente devido aos longos tempos de espera para que as concessionárias analisem e aprovem os pedidos. Como disse Rudnitzki: “Não é que não haja energia disponível; certamente há frequentes interrupções no fornecimento. Mas o que também pode acontecer é que a fila de espera para que as concessionárias analisem o pedido é tão grande que você pode esperar um ano desde o momento em que o envia até que algo seja analisado. Portanto, mesmo que haja energia disponível, você fica aguardando uma resposta por um bom tempo.”

Após a análise de um pedido de interconexão, as concessionárias de energia frequentemente constatam a necessidade de instalar equipamentos específicos para garantir a distribuição segura e estável de energia. Esses equipamentos podem incluir transformadores, chaves, religadores e disjuntores, cada um dos quais pode apresentar prazos de entrega significativos devido a problemas na cadeia de suprimentos, com algumas concessionárias enfrentando dificuldades para instalar tudo dentro do prazo devido à limitação de mão de obra.

Diante de tais atrasos, as empresas muitas vezes precisam reconsiderar suas expectativas. "As pessoas esperavam certos prazos de interconexão com base em experiências passadas, e estão aprendendo que não podem simplesmente conectar o cabo na tomada e esperar que haja energia", disse Rudnitzki. Como resultado, as empresas precisam explorar soluções alternativas de energia para suprir as necessidades até que sua conexão à rede seja finalizada.

Compressão acionada por motor para reduzir a demanda de eletricidade

Uma possível solução para empresas que necessitam de energia imediata é a utilização de compressores acionados por motor . Rudnitzki destacou que o uso de motores para a compressão de ar na entrada e/ou no resíduo pode reduzir a demanda dos clientes por energia da rede elétrica. Essa abordagem pode ser particularmente benéfica em regiões onde a infraestrutura da rede elétrica não é confiável.

Uma vantagem adicional das soluções movidas a motores, especialmente para empresas de gás, é que elas geralmente são totalmente protegidas contra variações cambiais. Como Rudnitzki destaca, “O gás usado para alimentar o equipamento de compressão é simplesmente repassado ao produtor. E se o produtor está pagando muito pelo consumo de gás em sua instalação, ele também está recebendo muito dinheiro pelo gás no mercado, então não se importa tanto com isso.”

No entanto, apesar de sua eficácia, a abordagem movida a gás apresenta desvantagens. Embora os motores a gás possam ser eficientes, eles geralmente emitem mais poluentes em comparação com as alternativas elétricas . Isso é especialmente importante no contexto da redução de emissões e das metas de sustentabilidade . "Os motores a gás são limpos, mas a rede elétrica, principalmente no Texas, é mais limpa em termos de dióxido de carbono equivalente (CO2e)", disse Rudnitzki. Empresas focadas na redução de emissões podem se ver em conflito com seus objetivos se dependerem demais de motores a gás .

Um grupo gerador de reserva foi instalado na Kristen Distribution em Byron, Texas.

Além disso, os motores a gás exigem maior manutenção e apresentam menor disponibilidade se não forem devidamente conservados. "Os motores a gás têm muitos componentes e mais peças móveis do que um motor elétrico , por isso é preciso mais esforço para manter a disponibilidade", disse Rudnitzki.

Geração de energia por aluguel: uma solução de energia de curto prazo

Outra opção viável para garantir o fornecimento de energia é a geração por aluguel, geralmente utilizada para necessidades de curto prazo. Rudnitzki descreve uma solução como "elegante", que consiste em reboques contendo turbinas. Para áreas menores, como as da região de Marcellus Shale , geradores com turbinas para aluguel podem ser uma opção altamente eficaz. "Esta é uma solução realmente boa", afirma ele, "se estivermos falando de clientes, digamos, em Marcellus, que não têm muito espaço, muito menos para geração no local."

No entanto, as turbinas alugadas apresentam algumas desvantagens. Essas unidades estão sujeitas à degradação de desempenho em altitudes elevadas e/ou temperaturas extremas. Rudnitzki cita uma perda de 25% na potência disponível quando as turbinas são instaladas em altitudes e temperaturas mais elevadas. Outra consideração importante em relação às turbinas é que, geralmente, "quanto maior a turbina, melhor a sua eficiência", mas se uma unidade falhar por qualquer motivo, perde-se muita capacidade de uma só vez. Além disso, se a carga do local flutuar, pode haver momentos em que a turbina não esteja operando próximo às suas condições de projeto, o que pode afetar os intervalos de manutenção e o consumo de combustível.

Uma alternativa às turbinas são os geradores baseados em motores de combustão interna , que podem ajudar a solucionar as preocupações mencionadas, dependendo do seu projeto. No entanto, as taxas de aluguel desses motores tendem a ser mais altas, eles exigem maior operação e manutenção (O&M) e, frequentemente, mais espaço para uma determinada demanda de energia.

Soluções de microrredes: uma abordagem sustentável e de longo prazo

O conceito de microrredes apresenta uma solução inovadora para os desafios de energia, oferecendo uma infraestrutura de energia mais permanente e sustentável. As microrredes podem ser projetadas para fornecer energia de reserva não apenas para o cliente, mas também para a rede elétrica principal em muitos casos. Rudnitzki disse: “A ideia é basicamente a seguinte: você nos fornece gás e nós fornecemos energia na voltagem que você desejar. Traçamos uma linha ao redor do nosso pequeno terreno, o gás entra e a energia sai .”

As microrredes são particularmente vantajosas em mercados desregulamentados como o ERCOT, onde as empresas podem proteger-se contra oscilações nos preços da energia e evitar o risco de picos de preços elevados, assim que a interligação à rede elétrica for implementada. Ao monitorar os preços em tempo real, as empresas podem ativar suas microrredes quando os preços de mercado da energia estiverem altos, controlando, dessa forma, os custos gerais de energia e mitigando a exposição à volatilidade do mercado.

No entanto, a implementação de uma microrrede não está isenta de desafios. Ela exige um investimento inicial significativo — geralmente entre US$ 1.000 e US$ 2.000 por quilowatt para instalação — o que muitas vezes a torna uma opção menos atraente para necessidades de curto prazo. Além disso, a operação e a manutenção de microrredes exigem conhecimento especializado, que pode não estar prontamente disponível em empresas focadas em suas operações principais.

Essas questões podem ser resolvidas por meio de uma parceria com uma empresa que construa e alugue uma usina completa, de propriedade, operada e mantida por terceiros (como a RPower). No caso da RPower, a licença ambiental pertence ao proprietário da microrrede, o que geralmente evita a agregação com a licença do cliente que consome a energia.

Outro benefício fundamental de uma microrrede é a oportunidade de gerar receita por meio do despacho econômico e dos serviços de resposta a emergências (SRE). Por exemplo, quando os preços da energia disparam, as empresas podem gerar energia no local e vendê-la de volta à rede. Da mesma forma, em mercados como o ERCOT, a participação em programas como o Four Coincident Peak (4CP) permite que as empresas compensem os custos de demanda reduzindo o consumo durante os períodos de pico. Como a RPower é uma Fornecedora de Energia Elétrica no Varejo e uma Entidade de Programação Qualificada de Nível 4 no ERCOT, com décadas de experiência em gestão de energia e equipamentos de geração de energia , a empresa está bem posicionada para otimizar o valor e a disponibilidade dos ativos de geração, afirmou Rudnitski.

Conclusão

Com a crescente demanda por energia e a infraestrutura de redes elétricas com dificuldades para acompanhar o ritmo, as empresas de petróleo e gás buscam soluções alternativas de geração de energia. Enquanto compressores movidos a motores e unidades de geração alugadas oferecem soluções paliativas, as microrredes podem representar uma solução sustentável e de longo prazo para a confiabilidade do fornecimento de energia e a gestão de custos. Apesar dos desafios associados aos custos iniciais, à operação e à manutenção, as microrredes oferecem oportunidades para que as empresas não apenas garantam energia confiável, mas também gerem receita e reduzam a exposição à volatilidade dos preços de mercado.

Como afirma Rudnitzki, "Você não está simplesmente jogando dinheiro fora com seus aluguéis, porque está ganhando dinheiro no processo". A evolução das soluções de geração de energia — seja por meio de motores a gás, turbinas ou microrredes — representa uma mudança significativa em direção a infraestruturas de energia mais descentralizadas, flexíveis e financeiramente viáveis para indústrias que enfrentam as demandas do cenário energético moderno.

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Sobre a RPower | Fundada em 2021, a RPower é uma empresa de geração de energia focada em soluções de geração de energia primária e de reserva. A RPower especializa-se no fornecimento de energia para empresas com cargas críticas, com foco no atendimento a negócios de alto consumo energético, incluindo os segmentos de Data Center e Petróleo e Gás . A equipe de analistas e engenheiros da RPower possui um histórico comprovado no setor de energia elétrica, atendendo grandes clientes industriais e concessionárias com desenvolvimento de projetos de geração de energia, operação de ativos, otimização de ativos, financiamento de projetos e comercialização de energia.