Segundo a Agência Internacional de Energia (IEA), até 2040, o consumo de eletricidade dobrará, alcançando pelo menos 40% do consumo final de energia, e a energia solar e eólica gerarão seis vezes mais eletricidade. No entanto, os sistemas de distribuição elétrica de hoje sofrem com altos níveis de ineficiência como falhas no fornecimento, seja por falta de infraestrutura ou de eventos climáticos.
Parte desse aumento no uso de eletricidade tem um bom motivo: a sustentabilidade, que para avançar em direção às suas metas, a indústria dependerá cada vez mais da infraestrutura elétrica como a fonte de energia mais sustentável. Os governos e empresas já estão pensando na ideia de construir um mundo totalmente elétrico.
E, para otimizar a distribuição de eletricidade, é possível encontrar uma solução em projetos mais inovadores, auxiliados por tecnologias como os gêmeos digitais, que fornecem uma maneira segura de simular mudanças, testar, desenvolver e evoluir sistemas sem grandes investimentos de capital, uma vez que é possível reproduzir a infraestrutura inteira de uma rede de distribuição de energia no ambiente digital. Quando metas ambiciosas de emissão zero devem ser alcançadas, essa tecnologia oferece inúmeras oportunidades de economia de energia.
Os gêmeos digitais permitem uma série de insights em tempo real que podem melhorar a qualidade, o desempenho, a produtividade e a eficiência energética. O seu uso não é o resultado final ou a tecnologia em si. É uma estrutura dinâmica suportada por dados que funciona como um facilitador de negócios, resolvendo problemas reais com dados do mundo real. Embora os gêmeos digitais estejam se tornando comuns em indústrias, como construção e automotiva, seu potencial ainda não foi totalmente realizado na engenharia elétrica e na gestão de energia.
Por exemplo, o Rochedo de Gibraltar, localizado no território britânico, historicamente, dependia de muitos geradores elétricos, mas identificou seu uso como uma barreira para alcançar a neutralidade de carbono. Usando um gêmeo digital, eles poderiam projetar uma solução de armazenamento de bateria e realizar simulações para melhorar a eficiência. A próxima etapa seria a da automação com inteligência artificial — estratégias de controle adaptativo para atender às demandas de eletricidade na rede, estabelecendo metas diárias de sustentabilidade, como um limite diário de produção de carbono.
Da mesma forma, um projeto recente, para uma grande empresa química, usou um gêmeo digital para simular o efeito que a energia solar fotovoltaica possui no local e quais impactos do armazenamento de energia em bateria e ajustes nos sistemas de aquecimento teriam no consumo de energia. Com o uso do gêmeo digital, tais estratégias podem ser modeladas, permitindo uma visão de como a rede se comporta e seu desempenho sob diferentes cenários.
Embora o uso dessa tecnologia para gestão de energia tenha estado em destaque por algum tempo, seu potencial ainda não foi totalmente realizado. Uma razão para isso é a complexidade percebida em sua criação, com habilidades específicas necessárias para modelar processos e sistemas complexos de forma confiável. Embora seja verdade que a expertise especializada seja necessária para inicializar os gêmeos digitais, o “pós-venda” é muito mais fácil de gerenciar.
Portanto, a complexidade inicial envolvida não deve ser considerada uma barreira, especialmente, quando especialistas estão disponíveis para construir e fornecer o treinamento necessário para as organizações gerenciarem a responsabilidade pelo gêmeo após a integração.
O primeiro passo para qualquer objetivo é obter visibilidade do estado atual para poder projetar estratégias impactantes e mensuráveis. As ferramentas digitais fornecem os insumos necessários para testar diferentes rotas em ambientes virtuais, escolhendo a mais eficiente para a jornada real. Sabemos que essa tecnologia sofisticada de gerenciamento de energia já está sendo usada para alimentar veículos elétricos, o que só é possível usando gêmeos digitais. A modelagem elétrica desse tipo ainda não é comum na indústria, apesar dos benefícios óbvios.
A pergunta é: por que essa tecnologia não está sendo utilizada mesmo quando os benefícios já estão tão claros e o potencial é tão vasto? Se não agora, então, quando?
*Por Rafael Cesar Medeiros Soares, Digital Grid LATAM da Schneider Electric.
