O aumento exponencial de veículos elétricos (EVs) apresenta desafios técnicos para sistemas de energia, particularmente em países em desenvolvimento.
A adoção de VEs nessas regiões pode exacerbar os problemas existentes e sobrecarregar ainda mais as redes já sobrecarregadas.
As estratégias de mitigação incluem carregamento inteligente, troca de bateria e posicionamento estratégico da infraestrutura de carregamento.
Com o transporte representando hoje mais de 20% das emissões de gases de efeito estufa, a transição para a mobilidade elétrica (E-Mobility) é promissora para a descarbonização e um futuro de transporte limpo. No entanto, o aumento exponencial de veículos elétricos (EVs), que deve chegar a 240 milhões até 2030, apresenta desafios técnicos para sistemas de energia, principalmente em países em desenvolvimento. A adoção de VEs nessas regiões pode exacerbar os problemas existentes e sobrecarregar ainda mais as redes já sobrecarregadas.
Nosso novo relatório, "Mobilidade Elétrica e Sistemas de Energia - Impactos e Estratégias de Mitigação em Países em Desenvolvimento", discute esses desafios e fornece soluções. Aqui estão alguns tópicos importantes:
Impactos técnicos da mobilidade elétrica nos sistemas de energia
Os impactos vão desde questões operacionais de curto prazo até efeitos de planejamento do sistema de energia de longo prazo, conforme destacado na tabela abaixo. Nas fases iniciais da transição para a mobilidade elétrica, os segmentos da rede de distribuição estão em maior risco. Estes são suscetíveis ao acúmulo espacial de eventos de plug-in, mesmo que os números nacionais sejam baixos, por exemplo, em estações de carregamento de táxi elétrico.
Como a resiliência da rede de distribuição é tão forte quanto seu elo mais fraco, a falha de um componente pode causar graves distorções no abastecimento da área. As redes de distribuição serão a principal fonte de potenciais reforços necessários para a implantação de EV. À medida que a E-Mobilidade se expande, os impactos do sistema de energia podem se estender além da distribuição, afetando o despacho de geração ou as linhas de transmissão. Portanto, é fundamental que os países avaliem o estado atual de seus sistemas de energia e desenvolvam planos abrangentes que considerem os aspectos técnicos da rede e dos VEs.
Soluções para mitigar impactos
Uma solução são as estratégias de carregamento inteligentes, que podem reduzir os impactos negativos enquanto usam os benefícios potenciais da integração de rede de veículos (VGI). O principal objetivo dessas estratégias é deslocar a carga para o momento ideal do ponto de vista do operador do sistema, ao mesmo tempo em que respeita as preferências do proprietário do VE e considera as restrições do sistema de energia.
Outra solução de mitigação são os sistemas de troca de bateria, que estão ganhando popularidade em mercados com uma alta porcentagem de VEs de duas e três rodas. Por exemplo, na Índia, o mercado de troca terá uma taxa de crescimento média cumulativa de 31,3% de 2020 a 2030. As estações de troca de bateria permitem a substituição rápida de baterias descarregadas por unidades totalmente carregadas, reduzindo a carga na rede elétrica durante o pico de demanda períodos e facilitando a integração das energias renováveis.
Além disso, a colocação estratégica de infraestrutura de carregamento em áreas com ampla capacidade de hospedagem de rede pode minimizar a necessidade de reforços de rede. As instalações de geração solar e armazenamento de baterias no local também podem aumentar a flexibilidade e mitigar os impactos negativos. Padrões e requisitos de interoperabilidade podem melhorar ainda mais a segurança da rede e facilitar a agregação.
Por fim, reduzir o consumo de energia de VEs, como por meio de sistemas de resfriamento mais eficientes, também pode ajudar a mitigar os impactos técnicos. Um estudo financiado pelo ESMAP no Oriente Médio e Norte da África mostrou que otimizar o resfriamento da mobilidade pode economizar entre 7% e 30% da eletricidade consumida pelos VEs na região, estendendo a autonomia e reduzindo a demanda de carregamento.
Implicações para concessionárias de energia elétrica
As concessionárias de energia elétrica são cruciais na transição para um sistema de transporte mais limpo e sustentável. Como a demanda por VEs continua a crescer, as concessionárias devem se preparar. Eles precisarão atualizar sua infraestrutura de distribuição para garantir que o sistema de energia possa atender ao aumento da demanda e usar novos recursos da rede.
No entanto, com os desafios vêm as oportunidades. As concessionárias de energia elétrica podem se beneficiar do crescimento da mobilidade elétrica explorando oportunidades no mercado de recarga de VEs e promovendo a adoção de VEs. Por exemplo, as concessionárias podem fazer parceria com os municípios para instalar estações de recarga públicas ou oferecer incentivos para a propriedade de VE. Ao fazer isso, as concessionárias podem aumentar a receita, atrair novos clientes e melhorar a satisfação do cliente. O planejamento é crítico e as concessionárias devem avaliar a maneira de menor custo para atender à demanda, mantendo a confiabilidade e a segurança. As concessionárias também podem explorar o uso de tecnologias de redes inteligentes para ajudar a gerenciar o aumento da demanda por eletricidade de VEs, melhorando a eficiência do sistema e reduzindo custos.
Planejando o futuro
O planejamento integrado de sistemas de energia e infraestrutura de carregamento é fundamental para uma integração bem-sucedida de EV. Isso é particularmente importante para os países em desenvolvimento que buscam atingir seus objetivos climáticos e de desenvolvimento, onde estruturas facilitadoras devem ser planejadas e implementadas para garantir que seus investimentos e esforços levem a uma transição sustentável para a mobilidade elétrica.
A ESMAP realizou um estudo de planejamento de longo prazo para as Maldivas, um pequeno estado insular em desenvolvimento, que mostrou que a adoção de VE resultaria em um aumento significativo na capacidade de geração e no aumento potencial das emissões do setor de energia em um sistema dominado por combustíveis fósseis. Esses estudos são críticos para entender as implicações do impacto da carga de VE nos sistemas de energia e informar um planejamento intersetorial mais amplo.
Fonte:
Traduzido para o Português pela Redação Sustentabilidades
Tarek Keskes
Henrik Rytter Jensen
Yanchao Li
Adam Suski
WEF
