O rápido aumento do consumo de energia devido a data centers, veículos elétricos e IA exige a adoção de estratégias energéticas inovadoras, como recursos de energia distribuída e microrredes que oferecem soluções viáveis para uma infraestrutura energética mais resiliente e responsiva.
Uma microrrede integra geração no local, como o gerador linear da Mainspring e a energia solar fotovoltaica, com armazenamento de energia, distribuição elétrica, aplicativos, análises e software para instalações comerciais e industriais
Imagem: Schneider Electric
Da revista pv EUA
A rede elétrica dos EUA está sob pressão sem precedentes, impulsionada pela crescente demanda de data centers que dão suporte à inteligência artificial (IA) e à rápida adoção de eletrificação e veículos elétricos (VEs). À medida que esses dois setores se expandem, suas necessidades combinadas de energia estão impulsionando o consumo de energia do país a novos patamares, forçando a rede a se adaptar para sustentar ambições tecnológicas e ambientais modernas.
Espera-se que o rápido avanço dos data centers alimentados por IA seja responsável por 8% do consumo total de energia dos EUA até 2030, ante 3% em 2022, enquanto o uso de energia da infraestrutura de VE também está aumentando drasticamente. Essa tendência aumentou a necessidade de fortalecer a rede elétrica, garantindo que ela possa lidar com as demandas de um futuro conectado digitalmente e eletrificado. Atender a esses crescentes requisitos de energia e, ao mesmo tempo, manter a estabilidade da rede não é tarefa fácil. Isso requer a adoção de estratégias inovadoras de energia, como recursos de energia distribuída (DERs) e microrredes, que oferecem soluções viáveis para uma infraestrutura de energia mais resiliente e responsiva.
Data centers, veículos elétricos e a crescente complexidade da rede
A transformação da infraestrutura de energia é particularmente urgente em lugares como o “data center alley” na Virgínia, onde as demandas por energia estão no pico. Os data centers — a força vital da IA e da computação em nuvem — estão agrupados nessas áreas, levando a capacidade da rede ao seu limite. Enquanto isso, o aumento dos EVs está exercendo pressões semelhantes nas redes locais, à medida que a demanda por infraestrutura de carregamento de EV explode, especialmente em regiões de alta densidade como Los Angeles e a Bay Area.
Essa pressão dupla da IA e dos EVs não reflete apenas uma necessidade de mais energia; ela também complica a logística da distribuição de energia, especialmente porque as concessionárias visam reduzir as emissões de carbono e reforçar a segurança da rede. Eventos climáticos extremos e impactos climáticos ressaltaram ainda mais a necessidade de uma rede resiliente capaz de lidar com demandas esperadas e repentinas. A evolução da rede, no entanto, não para na adição de capacidade, ela requer um modelo ágil e distribuído que suporte a geração de energia local e resposta rápida às flutuações de demanda.
O papel das microrredes num futuro resiliente
As microrredes surgiram como ferramentas essenciais na busca por um sistema de energia mais sustentável e resiliente. Ao contrário das redes tradicionais que dependem de grandes usinas de energia centralizadas, as microrredes operam como redes autocontidas que podem gerar, armazenar e usar eletricidade no local. Essa capacidade permite que elas mantenham as operações independentemente da rede principal durante quedas de energia ou quando a demanda de energia aumenta. As microrredes também oferecem a flexibilidade de integrar fontes de energia renováveis como solar e eólica, o que se alinha bem com as metas de descarbonização ao mesmo tempo em que adiciona uma camada de independência energética.
As microrredes são projetadas para fornecer três benefícios principais: garantir resiliência energética, aumentar a previsibilidade de custos e integrar recursos de energia limpa. Por exemplo, a rede inteligente do Aeroporto JFK — incorporando energia solar e armazenamento de bateria no local — fornece backup de energia durante interrupções, demonstrando como a infraestrutura crítica pode manter as operações mesmo quando a rede central falha. Esses modelos ressaltam o valor das microrredes como uma solução para instalações e comunidades que buscam se fortalecer contra interrupções e instabilidade da rede.
A implantação de microrredes também é uma oportunidade econômica atraente. Ao gerar e armazenar energia localmente, organizações e comunidades ganham controle sobre os custos de energia, reduzem a dependência de energia externa e podem até mesmo vender o excedente de energia de volta para a rede principal. Para instalações que gerenciam operações de alta demanda, como data centers, essas capacidades adicionam confiabilidade e também dão suporte à sustentabilidade usando energia renovável.
Superando barreiras à adoção generalizada de microrredes
Apesar de seu potencial, as microrredes enfrentam obstáculos que limitaram sua ampla adoção em aplicações comerciais, industriais e de infraestrutura. A complexidade regulatória, altos custos iniciais e a falta de sistemas padronizados dificultaram a escalabilidade das microrredes. Ao contrário de projetos solares ou eólicos que se beneficiam de incentivos de nível federal e regulamentações simplificadas, as políticas de microrredes variam amplamente por estado, criando incerteza para investidores e operadores. Os projetos atuais de microrredes são frequentemente projetados sob medida, resultando em cronogramas de implantação prolongados e custos significativos, geralmente variando entre US$ 2 a 5 milhões por megawatt.
Para superar esses obstáculos, os inovadores de energia estão explorando novos modelos financeiros como “energia como serviço” (EaaS), que pode tornar as microrredes mais acessíveis financeiramente ao distribuir os custos ao longo do tempo e trazer a expertise para gerenciar ainda mais a complexidade e o risco. A introdução de soluções de microrredes padronizadas e modulares também deve transformar o setor. Ao usar sistemas pré-projetados e pré-testados com armazenamento de bateria integrado e software de gerenciamento de energia, a implantação de microrredes pode ser encurtada de anos para meses, reduzindo custos e complexidade. Essas soluções padrão podem ajudar a dimensionar a implantação de microrredes em todos os setores, de infraestrutura pública a corporações privadas, tornando-as viáveis para uma gama mais ampla de usuários.
Visualizando um cenário energético descentralizado e resiliente
A rede do futuro provavelmente será uma rede descentralizada de microrredes e DERs, que podem gerenciar dinamicamente cargas de energia, otimizar o uso de energia renovável e reduzir a dependência de combustíveis fósseis. Essa transformação pode criar um sistema adaptável que não apenas atende às demandas de energia de data centers e infraestrutura de EV, mas o faz de forma sustentável e eficiente. A descentralização da geração de energia — ao capacitar comunidades e instalações para produzir e gerenciar sua própria energia — também apoiará as metas nacionais de descarbonização, crescimento econômico e segurança energética.
A jornada para uma infraestrutura de energia sustentável e resiliente é uma necessidade e uma oportunidade. Ao alavancar microrredes e outros DERs, os EUA podem construir uma rede que não seja apenas mais forte, mas também mais inteligente e capaz de atender às demandas dinâmicas de um futuro eletrificado e alimentado por IA. Essa transição energética, embora desafiadora, representa um momento crucial para redefinir o que a rede pode ser, garantindo que ela suporte a inovação, resista às pressões das mudanças climáticas e nos impulsione para uma era de energia limpa que seja tão resiliente quanto eficiente.
Jana Gerber é presidente de microgrid, região da América do Norte para a Schneider Electric. Ela é responsável pelo crescimento do negócio de microgrid comercial na América do Norte e pelo suporte aos clientes em suas jornadas de sustentabilidade e resiliência.
Rohan Kelkar é o vice-presidente executivo do negócio global Power Products da Schneider Electric. Com mais de duas décadas de experiência liderando corporações multinacionais, Rohan lidera o portfólio de distribuição elétrica da divisão, responsável por defender soluções inovadoras e entregar produtos mais sustentáveis, eficientes, conectados e circulares ao mercado.
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