Meio ambiente

'Magic Balls' que aprimoram a grade para passar por um teste importante em Minnesota

Santiago Ferreira

Uma tecnologia simples que pode tornar a rede mais eficiente ganhou força na Europa, mas não nos Estados Unidos – até agora.

Um sensor do tamanho de uma bola de boliche pode medir a temperatura em tempo real de uma linha de transmissão. Com esta informação, o operador pode aumentar com segurança o nível de potência que flui através da linha.

A popularidade da tecnologia cresceu na Europa nos últimos anos, embora permanecesse à margem do mercado dos EUA.

A Great River Energy, fornecedora de energia para cooperativas elétricas rurais em Minnesota, está agora preparada para assumir a liderança no uso dessas ferramentas nos Estados Unidos. Esta semana, anunciou a instalação de 52 sensores em linhas espalhadas pelo estado.

A empresa, sediada perto das cidades gêmeas, decidiu usar os sensores em todo o sistema após uma experiência positiva com um projeto piloto no qual quatro dos sensores, fabricados pela Heimdall Power da Noruega, ajudaram a aumentar a quantidade de energia que poderia ser fornecida. em linha em até 42,8 por cento.

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Este é um número surpreendente, considerando que a capacidade das linhas eléctricas interestaduais é escassa e a falta de capacidade disponível é um grande ponto de estrangulamento que impede a velocidade do desenvolvimento das energias renováveis. Os projectos de linhas de transmissão demoram frequentemente uma década ou mais a construir e podem ter custos na ordem dos milhares de milhões de dólares, pelo que qualquer coisa que possa obter mais valor das linhas existentes é uma bênção para a rede dos EUA.

À medida que esta tecnologia for adoptada, os grandes vencedores incluirão centrais de energia eólica e solar, especialmente aquelas em áreas remotas, o que poderia reduzir a frequência com que necessitam de desligar devido à falta de capacidade de linha.

Heimdall, uma empresa de hardware e software, diz que o pedido da Great River é a maior implantação desse tipo de tecnologia de sensor até hoje nos Estados Unidos. Anteriormente, o maior pedido era de 42 sensores, que um concorrente da Heimdall, a LineVision, com sede em Boston, disse no ano passado que instalaria para a concessionária AES em Indiana e Ohio.

O nome oficial do sensor Heimdall é “Neuron”, mas Heimdall às vezes se refere ao produto como uma “bola mágica”. O equipamento pesa quatro quilos e pode ser preso a linhas de energia energizadas por meio de um drone. O sensor funciona usando eletricidade extraída da linha.

Entrei em contato com Jørgen Festervoll, CEO da Heimdall, para entender melhor como os sensores aumentam a potência. Ele explicou que as bolas, que são fixadas nas linhas de energia, medem a temperatura da linha e a transmitem para um operador.

Um dos pontos-chave a compreender é que as linhas de energia ficam mais quentes à medida que o fluxo de energia aumenta. Ao conhecer a temperatura precisa, o operador sabe o quão perto a linha está de atingir o limite de sua capacidade.

“Pense na temperatura na linha como sendo o limite de velocidade”, disse Festervoll em videochamada de Oslo. “Sem o software e o sensor, como os que o Heimdall Power fornece, você está dirigindo sem velocímetro.”

Sem esses sensores, uma empresa de energia estabelecerá limites ao fluxo de energia numa base sazonal, em vez de em resposta a condições em tempo real, o que pode levar a uma grande capacidade não utilizada. Ao saber exatamente quanta energia uma linha pode suportar, um operador pode aumentar o fluxo de energia por horas ou até dias para chegar mais perto do limite do que aconteceria de outra forma.

A Heimdall faz parte de um número crescente de empresas, quase todas com menos de uma década, que trabalham no que a indústria energética chama de “tecnologias de melhoria da rede”. Outros incluem Ampacimon da Bélgica e LineVision.

A Heimdall, fundada em 2016, tem cerca de 50 funcionários e clientes em 17 países, principalmente na Europa.

Sem estes sensores, uma empresa de energia estabelecerá limites ao fluxo de energia numa base sazonal, em vez de em resposta a condições em tempo real, o que pode levar a uma grande quantidade de capacidade não utilizada.  Crédito: Heimdall PowerSem estes sensores, uma empresa de energia estabelecerá limites ao fluxo de energia numa base sazonal, em vez de em resposta a condições em tempo real, o que pode levar a uma grande quantidade de capacidade não utilizada.  Crédito: Heimdall Power
Sem estes sensores, uma empresa de energia estabelecerá limites ao fluxo de energia numa base sazonal, em vez de em resposta a condições em tempo real, o que pode levar a uma grande quantidade de capacidade não utilizada. Crédito: Heimdall Power

O RMI, o grupo de investigação e defesa, escreveu sobre a promessa das tecnologias de melhoria da rede e lamentou que as empresas de serviços públicos dos EUA tenham demorado a utilizar estas ferramentas. Isto inclui um relatório do mês passado que analisou como os produtos poderiam ajudar a melhorar o desempenho da rede para a PJM Interconnection, a maior região de rede do país, que vai de Nova Jersey a Chicago.

Chaz Teplin, que lidera a equipe de redes competitivas limpas da RMI, disse que “é uma ótima notícia” que a Great River Energy esteja implementando sensores de linha.

A RMI afirmou que custa muito mais construir uma nova linha de transmissão em comparação com o custo de implementar tecnologias de melhoria da rede. Mas é importante especificar que esta não é uma proposta de ou/ou, e as empresas vão precisar de construir novas linhas para satisfazer a procura prevista, ao mesmo tempo que fazem maior uso de tecnologias de melhoria da rede, disse Teplin. (A BloombergNEF listou US$ 30.000 como preço típico para um sensor de linha; Heimdall se recusou a especificar seu preço, mas disse que é menos de US$ 30.000.)

Então, por que essa tecnologia não pegou nos Estados Unidos? Ele disse que as empresas às vezes desconfiam da complexidade de ter mais uma coisa para monitorar e um conjunto adicional de botões em uma sala de controle.

Mas ele acha que o principal factor é que o modelo de negócio das empresas de serviços públicos valoriza a construção e manutenção de grandes activos. A maioria das empresas de serviços públicos ganha dinheiro através de um processo regulamentado no qual podem cobrar dos clientes a cobertura dos custos mais um lucro garantido.

“As empresas de serviços públicos muitas vezes não têm muito incentivo financeiro para fazer esses investimentos realmente de baixo custo”, disse Teplin. “Portanto, algo que oferece muito valor, se não exigir muito capital, não os ajudará realmente em seus resultados financeiros.”

Ele disse que é função dos reguladores e gestores regionais da rede corrigir o que é um “desalinhamento de incentivos financeiros” inútil.

Perguntei-lhe se os ganhos de 42,8% que Heimdall obteve em Minnesota estavam alinhados com o que ele viu em outros lugares. (Para entender o que essa porcentagem significa, se uma linha tiver uma capacidade típica de cerca de 1 gigawatt, o sensor mostra que a linha pode transportar com segurança cerca de 1,4 gigawatts.)

Teplin me indicou um apêndice do relatório do mês passado que mostrava a melhoria que os autores registraram no território PJM usando sensores de linha. Os ganhos variaram significativamente com base na hora do dia e no mês, desde mínimos que estavam na casa de um dígito durante a noite em Novembro, até máximos de mais de 30 por cento em Abril.

As variáveis ​​que levaram às disparidades incluíram a temperatura do ar e o nível do vento. A baixa temperatura do ar e o vento forte ajudaram a resfriar as linhas, e as linhas mais frias significavam que tinham capacidade de energia adicional.

Minha conclusão foi que uma melhoria de 42,8% é possível, mas deve ser vista como o limite superior do que se espera. Além disso, a quantidade de mudança varia muito mesmo na mesma linha, então o uso de sensores significa poder aumentar o nível de potência às vezes, mas não o tempo todo.

É muito simples saber quem se beneficia com o uso em larga escala dessa tecnologia.

Em primeiro lugar, os operadores de centrais eólicas e solares teriam o equivalente a novas faixas de tráfego que lhes seriam abertas em autoestradas que, de outra forma, estariam congestionadas. Estas centrais teriam prioridade na utilização da nova capacidade porque são normalmente os recursos menos dispendiosos. Um aumento na disponibilidade de energia eólica e solar levaria a uma menor procura de fontes de energia mais caras, incluindo o carvão.

Mas os grandes beneficiários seriam os contribuintes dos serviços públicos. Se os operadores da rede puderem facilitar o fornecimento de mais energia eólica e solar sem construir novas linhas, o resultado provavelmente reduzirá os custos de eletricidade

“Isso economizará o dinheiro dos clientes”, disse Teplin.


Outras histórias sobre a transição energética para anotar esta semana:

A poluição por carbono dos veículos seria reduzida, mas mais lentamente, sob a nova regra de Biden: Prevendo uma mudança mais lenta nos EUA para veículos totalmente elétricos do que o previsto há um ano, a administração do presidente Joe Biden finalizou os padrões de poluição do escapamento que, segundo ele, reduzirão as emissões de carbono dos novos veículos de passageiros em mais da metade até 2032. A regra exige uma redução mais gradual. em emissões do que o governo havia proposto anteriormente, mas ainda é a ação executiva de maior importância de Biden em relação às mudanças climáticas, como relata minha colega Marianne Lavelle para o ICN. Os principais grupos ambientalistas apoiaram principalmente a mudança, que surge face à resistência dos fabricantes de automóveis, dos concessionários e do UAW.

TerraPower de Bill Gates pronta para construir nova usina nuclear nos EUA: Chris Levesque, CEO da TerraPower, disse que a empresa começará a construção de sua primeira usina nuclear em junho em Kemmerer, Wyoming, conforme relata Darrell Proctor para a Power Magazine. Os comentários de Levesque serão recebidos como uma ótima notícia pelos defensores da energia nuclear que têm grandes esperanças na tecnologia de reator Natrium da TerraPower, um dos vários pequenos projetos de reatores modulares que poderiam fazer parte de uma nova geração de usinas nucleares. O cofundador da Microsoft, Bill Gates, é um grande investidor na TerraPower e seus comentários sobre suas grandes esperanças para a tecnologia receberam ampla cobertura da mídia. Até agora, o desenvolvimento de pequenos reactores modulares tem sido marcado por custos elevados e atrasos na construção, como a decisão da NuScale, em Novembro, de cancelar o seu plano de construir uma central no Utah.

O governo federal lança um roteiro para aumentar a energia geotérmica: Um novo relatório do Departamento de Energia afirma que a utilização de energia geotérmica poderá aumentar vinte vezes nos Estados Unidos até 2050 e fornecer uma alternativa limpa à energia proveniente de combustíveis fósseis, como relata Jason Plautz para a E&E News. O governo tem vários projetos em andamento para expandir o uso da energia geotérmica, e startups como a Fervo Energy também estão trabalhando no desenvolvimento de usinas geotérmicas. Uma usina geotérmica aproveita o calor da Terra para produzir eletricidade. Avanços recentes na tecnologia usam técnicas de perfuração de petróleo para expandir onde as usinas geotérmicas podem ser construídas.

Data centers, Bitcoin e EVs fazem com que as concessionárias lutem por mais energia: Após mais de 30 anos de queda ou estagnação da procura de electricidade, as empresas de serviços públicos prevêem um rápido aumento nas necessidades do país, como relatam Kristi Swartz e Pam Radtke para o Floodlight. As empresas de serviços públicos foram apanhadas de surpresa pelos aumentos projetados na procura de eletricidade para servir centros de dados e infraestruturas de veículos elétricos e para explorar criptomoedas como o Bitcoin. Em resposta, as empresas estão a propor, ou provavelmente irão propor, um grande aumento na construção de centrais eléctricas, incluindo centrais que funcionam a gás natural, o que poderá prejudicar o esforço do país para reduzir as emissões do sector eléctrico.

Por Dentro da Energia Limpa é o boletim semanal de notícias e análises do ICN sobre a transição energética. Envie dicas de novidades e dúvidas para (e-mail protegido).

Santiago Ferreira é o diretor do portal Naturlink e um ardente defensor do ambiente e da conservação da natureza. Com formação académica na área das Ciências Ambientais, Santiago tem dedicado a maior parte da sua carreira profissional à pesquisa e educação ambiental. O seu profundo conhecimento e paixão pelo ambiente levaram-no a assumir a liderança do Naturlink, onde tem sido fundamental na direção da equipa de especialistas, na seleção do conteúdo apresentado e na construção de pontes entre a comunidade online e o mundo natural.

Santiago