Microrredes solares são decisivas para a descarbonização de indústrias pesadas no Brasil

A mineração é uma indústria com alta demanda energética; cavar, triturar e processar minerais consome muita energia, e as minas geralmente operam 24 horas por dia, sete dias por semana. Assim como outras indústrias pesadas, as empresas de mineração estão buscando soluções para reduzir suas emissões; tanto para o bem do planeta quanto em resposta à crescente pressão dos clientes para adotar uma abordagem mais ecológica.

As ricas reservas de metais do Brasil fazem do país a sexta maior indústria de mineração do mundo. No entanto, as minas estão frequentemente localizadas em locais remotos e fora da malha energética, dando às mineradoras opções limitadas para descarbonização. Sem acesso à energia da malha, os operadores nāo têm muita escolha a não ser usar geradores poluentes e onerosos, movidos a petróleo, para fornecer a energia de que necessitam.

Com a queda do custo de energia renovável, a descarbonização de indústrias pesadas fora da malha, como a indústria mineradora, está se tornando economicamente viável. As empresas começam agora a analisar como as microrredes podem permitir o acesso à energia renovável mesmo operando 24x7 e fora da malha.

Armazenamento e energia solar fotovoltaica

A energia solar fotovoltaica é uma tecnologia comprovada que fornece energia limpa e barata para ajudar a atender a demanda energética em todo o mundo. Os ativos de energia solar são normalmente conectados à malha, o que permite que qualquer energia que não seja "auto-consumida" seja alimentada de volta à rede. A principal desvantagem do uso isolado da energia solar é que ela não pode gerar energia 24 horas por dia.

As microrredes solares são sistemas híbridos de geração e armazenamento de energia solar que fornecem acesso à eletricidade mesmo quando o sol não está brilhando. Estas redes energéticas locais e auto-suficientes podem servir a um bairro, um campus ou uma empresa. Elas podem operar ao lado da malha de energia existente, ou completamente independentes dela. Hoje em dia, as baterias são a forma mais simples de armazenar energia, mas o hidrogênio também está se tornando mais viável, à medida que há uma baixa no custo do equipamento especializado para esse tipo de armazenamento.

Cortando emissões - e custos

As microrredes solares permitem que empresas descarbonizem suas operações fora da malha energética, abandonando a geração de energia a partir de combustíveis fósseis. A energia é gerada no local, eliminando a necessidade do transporte de diesel. Uma usina solar de 1MW normalmente produz 2.000 MWh anualmente, podendo substituir cerca de meio milhão de litros de diesel.

Devido ao baixo custo dos equipamentos e à longevidade dos ativos - que normalmente duram até 30 anos - a energia solar tornou-se uma das fontes energéticas mais econômicas. Ela também possui manutenção relativamente baixa em comparação com os geradores a diesel, além de apresentar maior confiabilidade no fornecimento e melhor resiliência comercial.

Os custos da bateria também estão em uma trajetória descendente, com projeções que preveem um declínio de 50% de 2017 a 2030.

A conexão de uma microrrede à malha energética principal também pode melhorar a confiabilidade da malha, mantendo um equilíbrio ideal entre a produção e o consumo de

energia. O armazenamento por bateria funciona como uma "reserva giratória" para compensar as falhas de geração. Ter uma infraestrutura de energia mais confiável traz valor econômico para a sociedade, aumentando a produtividade e melhorando a qualidade de vida das pessoas.

Quando uma microrrede é conectada à malha energética, seus operadores podem ainda oferecer suporte aos operadores da malha. Isso se dá através da prestação de serviços auxiliares para ajudá-los a manter uma frequência de energia estável, por meio de um sistema de balanceamento de rede. Em outras palavras, além de uma fonte de eletricidade, a microrrede pode ainda se tornar uma fonte de renda.

O consumo energético é responsável por até 30% dos custos operacionais de uma atividade de mineração típica, portanto, qualquer redução de custos pode ter um grande impacto no valor total da operação. Ao se comprometerem com contratos de aquisição de energia renovável (PPAs) de longo prazo, normalmente de 10-15 anos de duração, as empresas de mineração têm acesso a energia mais barata. Enquanto o preço do diesel é muitas vezes volátil e imprevisível, os PPAs fornecem aos compradores preços previsíveis para sua energia a longo prazo.

Um outro benefício dos PPAs é que eles permitem que as empresas tenham acesso à energia de baixa emissão de carbono, proveniente de parques solares fotovoltaicos, sem terem que investir capital em suas próprias usinas elétricas. As empresas se comprometem a comprar uma certa quantidade de eletricidade por ano, ao longo de determinado período, a uma tarifa acordada.

Mesmo com sistemas solares híbridos e armazenamento de bateria, os usuários de uma microrrede podem muitas vezes se beneficiar de ter sua própria microrrede, sem ter que desembolsar capital. Alguns desenvolvedores de microrrede oferecem modelos comerciais de "armazenamento de baterias como serviço", permitindo que os clientes se beneficiem do armazenamento de energia, pagando pelas baterias através da economia compartilhada.

A operação independente da malha é especialmente benéfica em certas regiões do Brasil, onde a confiabilidade da malha energética deixa muito a desejar. Neste caso, os usuários da microrrede se beneficiam da segurança de fornecimento e da redução de quedas de energia.

Eletrificar para descarbonizar

Empresas de mineração na África e na América do Sul já estão mostrando o que é possível através da adoção de energias renováveis. A mina de cobre Zaldívar, no Chile, será a primeira mina na América Latina a operar com energia 100% renovável. Como resultado de um acordo de 10 anos para comprar energia renovável com a concessionária chilena Colbun, a mina reduzirá suas emissões em 350.000 toneladas por ano.

A mina Vametco, na região noroeste da África do Sul, anunciou recentemente que usará baterias de fluxo redox de vanádio (VRFB) para armazenar energia de uma planta solar fotovoltaica de 3,5 MW. A microrrede fornecerá quase 10% das necessidades elétricas da mina. A tecnologia VFRB pode oferecer uma capacidade de energia quase ilimitada, utilizando tanques de armazenamento de eletrólitos.

A eletrificação de equipamentos de mineração, tais como caminhões e escavadeiras, está em fase inicial. Atualmente, apenas 0,5% dos equipamentos de mineração são totalmente elétricos. Entretanto, o custo dos veículos elétricos a bateria se compara favoravelmente aos veículos com motor de combustão interna. Veículos movidos a base de hidrogênio são outra opção de emissão zero para descarbonizar uma operação de mineração, especialmente tratando-se de grandes instalações que, de outra forma, exigiriam baterias enormes (e pesadas) para fornecer energia suficiente.

Os sistemas híbridos de energia solar de microrrede oferecem às mineradoras um caminho comercialmente viável para aumentar seu uso de energia renovável e iniciar sua jornada de descarbonização. Como as microrredes fornecem eletricidade mais econômica e com preços previsíveis, bem como autonomia em relação à malha energética e maior resiliência de fornecimento, sua adoção está se tornando uma parte cada vez mais importante da estratégia de descarbonização para as indústrias pesadas.

Jamie MacDonald-Murray é presidente da Lisarb Energy, um dos desenvolvedores de energia solar que mais cresce no Brasil.