Virtual Power Plant

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Marta Raquel Cabral Duarte [4]


I - CONCEITO

Quando falamos em “virtual power plant” (que surge na literatura, muitas vezes, apenas com a sigla: VPP ou VPPs, no caso de ser referida em termos plurais) referimo-nos a um conceito polissémico, que pode ser traduzido para a expressão portuguesa “central eléctrica virtual” [5] (é essa a expressão adoptada na tradução oficial da Comunicação da Comissão ao Parlamento Europeu, ao Conselho, ao Comité Económico e Social Europeu e ao Comité das Regiões – responder ao desafio da eficiência energética através das tecnologias da informação e das comunicações, de 13.5.2008 - COM/2008/0241 [6]) ou “central de geração eléctrica – ou de electricidade – virtual”, sendo a última uma expressão mais técnica, usada por engenheiros.

Fonte: Twenties – transmitting wind; providing flexibility with a virtual power plant [1]

Como foi dito, este conceito, muito abrangente, compreende diversas acepções, algumas bastante técnicas, podendo entender-se VPP como: i) “Agregação de pequenos e micro produtores de energia de fontes renováveis numa rede virtual de produção de energia” (Patrício, 2013); ii) “Sistema descentralizado de gestão de energia com a competência de agregar a capacidade produtiva de geradores distribuídos, com o objectivo de a colocar no mercado de energia” (Peik-Herfeh, Seifi e Sheikh-El-Eslami, 2012); iii) “Representação flexível de um portfólio de DERs (sigla para distributed energy resources, ou seja, recursos energéticos distribuídos), que não só agrega as capacidades de vários DERs, como cria um único perfil de operação, a partir de um compósito de parâmetros, caraterizando cada DER e incorporando restrições espaciais (rede) na descrição da capacidade de portfolio” (Pudjianto, Ramsay e Strbac, 2007); iv) unidade que agrega um conjunto de dois ou mais produtores de electricidade, ligando-os às Tecnologias de Informação, controlando-os e optimizando o uso de energias renováveis, além de que pode incluir unidades de armazenamento, tais como “casas de arrefecimento” (Moritz Meister, 2012); v) sistema que depende de um software para, remota e autonomamente, fazer coincidir procura e oferta, optimizando o sistema ou armazenando a energia, num único e seguro sistema conectado, através da Internet - esta não é uma central física, mas virtual, no sentido da sua central estar no software e hardware, usados para controlar as várias fontes de energia (Joel Eisen, 2013); vi) um sistema que controla o comportamento de várias “unidades locais”, que tanto são consumidoras de energia como produtoras de energia (Twenties project, 2012); vii) uma entidade independente, que coordena DERs, agregando os recursos; ou como um agente externo, que “contrata” recursos energéticos distribuídos, lucrando com a sua produção (Chalkiadakis, 2011).

Fonte: Artigo “Optimal Dispatch Strategy of a Virtual Power Plant Containing Battery Switch Stations in a Unified Electricity Market” (também disponível em [2])

Assim, num sistema deste tipo, teremos várias fontes de produção de energia, o que permite uma maior sustentação do fornecimento – pois, se uma das fontes não estiver capaz de produzir, outra ou outras estarão prontas para o fazer. Por outro lado, como retiramos da própria designação – “virtual” – esta forma de produzir electricidade implica a utilização das chamadas TIC (Tecnologias da Informação e Comunicação) e significa que estas centrais são inteligentes, podendo adaptar-se às necessidades energéticas do momento, controlando o sistema, sem intervenção humana. Assim sendo, podemos dizer que as VPPs, que são uma das mais recentes formas de produção de energia, podem ser tomadas como um sistema de produção de electricidade do futuro, uma vez que permitem uma produção mais eficiente e racional, facilitando a gestão do sistema eléctrico e reduzindo os custos de desvio da variabilidade de produção, além de cumprirem a finalidade visada por todos os produtores e distribuidores de electricidade – a maximização dos seus lucros –, mas sem esquecer os consumidores, que podem ver a factura energética diminuir e as suas oportunidades económicas a aumentar (pois podem passar a fazer parte do mercado eléctrico, que passa a integrar muito mais agentes). Para mais, as VPPs apresentam uma grande vantagem, já que não estão exclusivamente dependentes das condições climatéricas, pois ainda que integrem formas de produção dependentes dessas fontes, elas nunca serão únicas, compreendendo a produção energética dita convencional – o que significa que não existe o risco de, no caso de a procura ser elevada e não existirem condições de produção de energia através das fontes que a integram, o sistema “ir abaixo”. Este é um dos motivos que nos leva a concluir que uma virtual power plant nunca pode ambicionar ser única, estando dependente de outros sistemas e fontes. No fundo, a criação destas plataformas apenas fará com que se deixem de construir mais centrais poluentes e que, gradualmente, as menos amigas do ambiente sejam encerradas e substituídas por outras, menos poluentes.

Podemos dizer que, em regra, uma VPP integra fontes de energia como turbinas ou ventoinhas eólicas, pequenas e mini-barragens, painéis fotovoltaicos, cogeração e baterias, sendo estes os modelos mais comuns e estudados, mas podem existir outros modos integrados numa central – pode, por exemplo, compreender uma central nuclear, a diesel ou fuel. Efectivamente, estas centrais podem nem ser “100% amigas do ambiente”, pois nada impede que nas mesmas sejam utilizadas formas de produção de energia não limpas.

Outra das características deste sistema – a qual ser apontada como uma das suas particularidades, ainda que, com o seu crescimento e desenvolvimento das técnicas e tecnologias, tal ponto possa ser esbatido ou mesmo desaparecer – é que a fonte de produção de energia se encontra próxima do consumidor final ou pode até ser o consumidor o próprio produtor. Ora, tal situação acarreta consequências positivas, tais como a diminuição dos custos com o transporte de energia, a redução das perdas energéticas inerentes ao seu transporte ou a maior segurança. De facto, tal como acontece noutros meios, desenvolvidos recentemente, os consumidores podem não ser apenas “consumidores” de energia, mas também produtores da mesma, quer para autoconsumo, quer para venda à rede. Esta situação denota outro dos pontos essenciais às VPPs: a informação tem de ser enviada e recebida de parte a parte, ou seja, tem de se fazer nos dois sentidos, sendo muito importante conhecer a procura.

Fonte: Bosch – Software Innovations (consultado em [3])

Finalmente, podemos apontar como (última) característica-chave deste sistema a existência de um agregador, que reúne várias produções. Podemos dizer que existe, assim, um novo tipo de agente de mercado, o agente agregador de renováveis, que negoceia a agregação de um portfólio de produção renovável com o objectivo de minimizar a incerteza às ofertas de mercado e minimizar o desvio entre a energia produzida e a contratada (COSTA, 2012: 5). É essencial a sua existência, já que é ele que faz o “trabalho” de juntar as várias produções, provenientes de áreas distintas de uma dada região ou, até mesmo, de um país. No fundo, podemos definir agregador como “representante ou interlocutor entre um conjunto de instalações e operadores de mercado e de sistema (que) negoceiam a agregação de um portfólio de produção renovável, fontes diversas e geograficamente distribuídas, minorando as incertezas da oferta de mercado” (COSTA, 2012: 23) o que permite estabelecer canais de comunicação profissionalizados, melhorando a eficiência global do sistema, apoiado em ferramentas que melhoram as estratégias levadas a cabo.

Na construção de uma VPP, é necessário que sejam dados quatro passos: i) construção conceitual; ii) atracção de investimento, estadual e/ou privado, para a instalação ou controlo das unidades produtoras; iii) aprovação do sistema por um TSO (operador de sistemas de transmissão); iv) gestão das operações diárias. No que respeita aos objectivos desta forma de organização, podemos apontar o maior controlo dos consumos, a integração no mercado, a prestação de serviços auxiliares e o aumento/uso das energias renováveis (Electric Power Systems Research).

Uma VPP pode ser: i) self suppling – tem como vantagens a “fuga” às subidas de preço da energia do mercado; ii) market – cujas vantagens são a maior proximidade à procura e a participação na quota de mercado. Além disso, as vantagens de um são as desvantagens do outro e vice-versa.


1. Vantagens e desvantagens desta forma de organização de produção de electricidade

Podemos indicar algumas vantagens em relação a esta forma de organização da produção de electricidade: i) potencia a diversificação e a diminuição da dependência energética do país face ao exterior (o que se torna essencialmente importante na União Europeia, uma vez que, em termos petrolíferos, nos encontramos totalmente dependentes de outros países, o que suscita diversos e inúmeros problemas); ii) permite que a produção energética se torne cada vez “mais verde e limpa” (ainda que, como já avançamos, este ponto não seja totalmente verdadeiro), o que também leva à vantagem de se conseguir contornar a imprevisibilidade inerente às fontes renováveis; iii) permite uma maior autonomia e sustentabilidade da rede, optimizando-a e ainda garante uma maior eficiência operacional; iv) reduz os picos de energia, bem como possíveis perdas e causa menos congestionamentos energéticos, o que acaba por se traduzir em menores custos de manutenção e expansão da rede eléctrica; v) traduz-se no ganho de dimensão, que permite optimizar a participação no mercado, o que não aconteceria se cada um dos donos dos DERs tentasse participar por si no mercado, já que é exigida uma dimensão mínima; vi) é uma ajuda importante ao cumprimento das metas ambientais europeias, controlando-se as emissões.

No que respeita às desvantagens, são de destacar: i) os elevados investimentos iniciais e a dificuldade em obter retorno (já que o custo de produção da “electricidade verde” é mais elevado, mas a VPP pode ser vantajosa neste ponto e permitir a redução do custo da energia, a médio e longo prazo); ii) o risco de dupla tributação da energia (é tributada quando é armazenada, como se fosse vendida, e volta a sê-lo quando chega ao consumidor final), algo que merece ser resolvido prontamente; iii) o risk-aversion of DER owners, ou seja, a incerteza que se gera, visto que os estudos sobre instalações de centrais deste tipo têm de ter em conta o facto de os produtores não serem (todos) profissionais. No fundo, temos de levar em linha de conta a teoria dos jogos e considerar que os donos dos DER (recursos energéticos distribuídos) podem ser independentes, logo a sua aversão à venda não será igual à do outro, o que pode condicionar a actividade da virtual power plant.

Quanto aos desafios envolvidos, estes são vários e é ainda necessário muito trabalho para que as VPPs possam assumir maior importância nos mercados. Desde logo, a principal tarefa em países como o nosso passa pela educação cívica e ambiental da população, que ainda não é sensível a muitas das questões ambientais e de eficiência energética, preocupando-se apenas com o preço a pagar. Por outro, são necessários mais apoios estaduais, para que se possam desenvolver novos projectos, uma maior interconexão entre os Estados Membros, desde logo com a criação de vias de transporte para a energia (este ponto já é apoiado e potenciado pela União Europeia, mas Portugal não cumpre a meta da ligação de 10% ao resto dos países da União) e, finalmente, sendo o ponto mais importante, a criação de legislação e regulação deste sistema, pois esta falha legislativa causa incerteza (que não pode ser colmatada apenas com um bom aconselhamento jurídico).

Actualmente, já se fala em novos conceitos, que podem vir a suplantar este – é o caso das chamadas “combined power plants” que permitem um controlo mais activo das várias fontes produtivas, nomeadamente das renováveis [7] ou das “regional power plants”.


2. Origem e desenvolvimento

A primeira vez que se falou desta possibilidade, ainda sem se formular qualquer conceito ou sem se referir a essa possibilidade como criação de uma VPP, foi em 1997 (AWERBUCH / PRESTON, 1997). Em termos europeus, uma das referências mais antiga a virtual power plants data de 28 de Agosto de 2006 (encontra-se num documento elaborado pela CIGRÉ) sendo que, nesse momento, se equacionava esta solução para resolver os problemas da intermitência na produção de energias renováveis, um dos maiores problemas destas fontes energéticas, que, ao contrário das energias fósseis, não apresentam a mesma rentabilidade todo o dia. À época, o principal problema que se encontrava neste sistema era a dificuldade em criar um software que conseguisse cumprir estas tarefas. Logo naquele documento se previu que o estudo das VPP ficaria a cargo do projecto FENIX – Flexible Eletricity Networks to Integrate the eXpexted “energy revolution” - associado à Comissão Europeia, criado em Outubro de 2005, para durar 4 anos. Esta colaboração, entre várias empresas que actuam no espaço da União, contou com 20 parceiros – entre eles a Iberdrola, que teve, possivelmente, o papel mais preponderante – e beneficiou de um orçamento de 14.7 milhões de euros. A este projecto se deve uma importante distinção Comecial VPP’s (CVPP), onde teremos um perfil agregado, mas não se considera o impacto da rede de distribuição no seu perfil, tendo uma participação competitiva no mercado eléctrico, tentando optimizar a relação entre a procura e as limitações do sistema; e Technical VPP’s (TVPP) em que os DER partem da mesma localização geográfica, o que significa que estas incluem a influência, em tempo real, da rede local na produção, além de representar as características de custo e operações de carteira – ou seja, tenta optimizar a coordenação dos vários DERs e o próprio sistema operacional. Podemos ainda repartir estas categorias entre Centralized Controlled Virtual Power Plant (CCVPP), Distributed Controlled Virtual Power Plant (DCVPP) e Fully Distributed Controlled Virtual Power Plant (FDCVPP). Não podemos esquecer – e ter em conta a influência desse ponto – que foi na época de criação deste projecto que, muitos consumidores, decidiram instalar “fontes próprias” de produção eléctrica, o que criou problemas à rede, uma vez que a produção dos privados começou a ser superior à electricidade consumida e a rede não estava preparada para que a energia fizesse o sentido contrário ao que era, até então, normal: a central produzia e o consumidor final recebia electricidade em sua casa, que era gasta. Posto isto, o que os autores daquele documento previam, é que se devia permitir a venda daquela energia no mercado, desde que esses pequenos produtores estivessem integrados numa power plant, visto que essa situação poderia ser vantajosa para todos. Actualmente, este sistema já está a ser pensado com objectivos mais ambiciosos.


3. (A falta de) Regulamentação legal

Não existe qualquer referência expressa, em leis nacionais ou Directivas europeias, às Virtual Power Plants, o que significa que não existe uma verdadeira regulamentação para esta realidade – o que ainda é compreensível, sobretudo no nosso país, pela incipiência destas experiências. Contudo, isso não significa que a UE não demonstre qualquer interesse pela área, pois a realidade demonstra o contrário. Na já mencionada Comunicação da Comissão COM/2008/0241 defende-se, explicitamente, a necessidade de “responder ao desafio da eficiência energética através das tecnologias da informação e comunicação” e apontam-se os três grandes desafios (combate às alterações climáticas, aprovisionamento energético seguro, sustentável e concorrencial, e transformar a UE num modelo de desenvolvimento sustentável do novo século) bem como possíveis soluções. Como dissemos, em termos nacionais, é compreensível que não existam referencias legais a este sistema, pois ainda existem poucos case studies, logo não se sente necessidade de criar regulação. É ainda de realçar que, apesar de não existirem normas europeias ou nacionais sobre o tema, não existe uma total desprotecção, pois devemos considerar a existência de “normas privadas”. De facto, apesar de essas regras não terem sido especificamente pensada para estes casos, alguns autores defendem a sua aplicabilidade (PALIZBAN / KAUHANIEMI / GUERRERO, 2014). Fazemos, referência à IEEE 1547, criada em 1999, que se aplica ao espaço europeu – sendo que existe uma regra congénere para o espaço da América do Norte – bem como a norma IEC/ISO 62264. A primeira traduz-se numa regra standard, formulada pelo Institute of Eletrical and Electronics Engineers, que criou os critérios que se devem aplicar às questões de distribuição de energia na rede, interconectando os recursos energéticos distribuídos com os sistemas eléctricos. No caso da segunda, temos uma regra de um independent system operator, esta foi sobretudo pensada para a indústria.


3.1. Agregadores de Renováveis e Mercados de Despacho

As virtual power plants comportam-se, como vimos, como agregadores, que combinam diferentes tipos de DER’s, incluindo geradores, carregadores e locais de armazenamento – é por isso que, por vezes, este conceito é confundido com outros, como o de microgrids, que não passa de uma repartição das redes energéticas em zonas de despacho mais pequenas, o que também pode ocorrer numa VPP de grande escala, ou das smart grids. Importa, por isso, fazer o paradigma com os agregadores de renováveis, já existentes no mercado, desde logo porque esses gozam de regulamentação jurídica que importa conhecer, uma vez que lhes podem ser aplicáveis certas regras legais desses diplomas. De facto, o agregador de uma VPP comporta-se de forma comum num mercado: ele licita electricidade, quando ela é necessária e está em falta, e oferece energia à rede, no horizonte de um dia (não podemos esquecer que este sistema pressupõe um contrato “bilateral”, no sentido de que os fluxos energéticos se fazem de ambas as partes para a outra, conforme as necessidades sentidas em cada momento).

No mais, salientamos a existência de um regime especial de produção de energia renovável, o PRE, que permite que estes produtores – e as VPPs – actuem no mercado com preços decididos administrativamente, alterando o regulamento das relações comerciais. Esta situação tem vantagens, pois diminui as incertezas e disparidades entre a previsão e a produção. De facto, para se poder actuar em mercado, é necessário apresentar oferta em mercado, o que implica que se assumam, previamente, compromissos de produção para períodos certos, sendo os desvios penalizados. Esta ainda é uma grande fragilidade das virtual power plants, pois as previsões que se conseguem fazer não passam disso mesmo, ocorrendo sempre desvios entre a produção projectada e a realmente conseguida. Isto leva-nos a considerar a questão das PRE não despacháveis, pela dificuldade em conhecer o valor de produção para o dia seguinte, além da impossibilidade de ajustar – ainda que as TIC tenham aqui um importante papel, contribuindo para melhorar os sistemas de previsão, sugerindo novas soluções técnicas e comerciais, que potenciam o aparecimento de agregadores de renováveis.

Quanto aos mercados de despacho de energia, é de realçar a Resolução da Assembleia da República n.º 23/2006, de 23 de Março, responsável pela criação ou constituição do Mercado Ibérico da Energia Eléctrica, o que introduziu uma significativa alteração no nosso mercado energético, já que este se fundiu com o espanhol, criando um só. Quando se pretende a optimização de despachos económicos, como sempre se quer no mercado da energia, o objectivo passa pela determinação da melhor combinação de potencias entre as unidades produtoras que devam entrar em funcionamento, indo ao encontro das necessidades e tentando alcançar-se o menor custo operacional possível (ROCHA, 2010). Resumindo, o que se pretende, é que o sistema eléctrico consiga corresponder às exigências do mercado e que o consiga realizar ao menor custo possível, garantindo uma grande fiabilidade e qualidade. No entanto, as fontes renováveis têm inerente à sua natureza uma grande incerteza, o que dificulta a tarefa destes operadores – daí que tenham grande importância os trabalhos teórico-técnicos, de previsão, que ajudem a colmatar algumas das dificuldades actuais. Ora, num sistema de VPP, estaremos perante uma operação de mercados de electricidade descentralizados, procurando-se a optimização dos recursos; é por isso que temos de determinar a melhor combinação de potências de todas as unidades produtoras que se revele possível. Os responsáveis pela manutenção do equilíbrio entre o sistema de produção e de consumo são os TSO – os chamados operadores de sistemas de transmissão. Por último, nos mercados de electricidade, as operações de todos os produtores comerciais devem ser sensíveis aos mecanismos de oferta e procura daqueles que geram electricidade, sem esquecer que as energias renováveis requerem a utilização de novos métodos, para programar potências.


3.2. Inserção nos domínios das energias renováveis e desenvolvimento sustentável

No relatório da Comissão Europeia, de 2015, sobre os avanços verificados nos vários Estados Membros, no sentido de atingir as metas da eficiência energética para 2020, aplicando a Directiva 2012/27/EU é dito que, efectivamente, estão a ser levados a cabo pelos Estados verdadeiros esforços para reduzir o consumo de energia em 20% até 2020. A Comissão continua a acreditar que é possível alcançar aquele objectivo – assim como se espera que o consumo de energia renovável, nesse mesmo ano seja, superior a 20%. Ora, neste último ponto, Portugal estava bem colocado, mas países com maiores dificuldades no cumprimento desse objectivo podem e devem apostar em formas mais eficientes e limpas de produzir energia, incluindo a criação de Virtual Power Plants. Apesar de uma ausência expressa de referência às VPPs nas Directivas europeias, a verdade é que a sua criação pode e deve ser enquadrada nesta regulamentação porque, a médio e longo prazo, conseguirá potenciar uma redução do consumo energético, a maior produção de energia através de fontes renováveis e um desenvolvimento mais sustentável (numa passagem do já mencionado relatório pode ler-se: “Besides the European emission trading system targeted energy efficiency policies can increase energy efficiency in this sector e.g. through the increase of the share of heat and electricity produced with high-efficiency combined heat and power plants (CHP), district heating and cooling, as well as renewable energies”). Igualmente de referir são as iniciativas públicas na área da inovação no sector das energias, patente em programas de financiamento (Convite 2005/C 248/07, de 7 de Outubro de 2005, um convite a propostas no domínio do Programa de Energia Inteligente a nível Europeu; 2006/C 130/08, de 3 de Junho de 2006; Convite 2007/C 86/08, 20 de Abril de 2007; Convite 2008/C 68/08, 13 de Março; Convite 2009/C, de 4 de Abril; Convite 2010/C, 27 de Março) e resoluções (exemplo, Resolução do Conselho de Ministros n.º 2/2011, de 12 de Janeiro, que cria o programa de eficiência energética na AP, o ECO.AP) e despachos que defendem a eficiência energética.


3.3. O (bom) exemplo do Reino Unido

Como paradigma legislativo, cumpre destacar o Reino Unido, onde o mercado sente uma maior necessidade de se auto-sustentar, além de estar num estágio de liberalização mais avançado. O Primeiro-Ministro Inglês, David Cameron, afirmou, em tempos, que pretendia que o seu governo fosse o mais verde de sempre, sendo que parte da Literatura considera que o Reino Unido está à frente do resto do Mundo em tornar a sua economia mais verde, dando como exemplo o Climate Change Act de 2008 e o facto de este país considerar, como pilar central dos seus planos, a grande “descarbonização” da economia (Glen Plant em Offshore Renewable Energy…). Dentro do Reino Unido, a Irlanda do Norte, a Inglaterra, a Escócia e o País de Gales gozam de uma certa autonomia em termos de legislação energética, ainda que exista uma grande interconexão entre estas regiões e uma preocupação permanente e cada vez mais intensa com a harmonização/unificação regulatória. Actualmente, a discussão nesta matéria centra-se na reforma do mercado energético. Recorde-se que em 1998, o Reino Unido e a Irlanda adoptaram a “All Island Approach”, onde se previa a cooperação energética entre as ilhas, um princípio que foi estendido em 2010 a outros territórios. Um dos pontos que nos demonstra que o Reino Unido está “mais à frente” no sector energético é a sua policy choice, nomeadamente o reconhecimento e as sucessivas tentativas de tentar contornar o problema complexo que é o chamado Policy “Trilemma”, que compreende três pilares: i) necessidade de reduzir a emissão de gases de efeito estufa; ii) assegurar a oferta de electricidade; iii) progredir no sentido de diminuir o custo para o consumidor. Por outro lado, este país abraça as políticas de compromisso, combatendo o political risk que, muitas vezes, “assusta os investidores”, tarefa muito complexa para outros sistemas políticos europeus. É neste seguimento que, em 2010, o Governo leva a cabo uma coligação, adoptando uma política energética baseada em três pilares: i) revolucionar o sistema financeiro deste sector, para que se consiga financiar mais formas de produção energética não produtoras de carbono (Eletricity market reform); ii) remover as barreiras ao desenvolvimento dessas mesmas formas de produção; iii) desenvolver tecnologias, ainda incipientes, que se revelem prometedoras, nesta área. Estas medidas têm, de facto, sido seguidas, pois basta ver que se criou, em 28 de Novembro de 2012 (ainda que se tivesse começado a pensar nele em 2009), o UK Green Investement Bank, que conta com 3.45 mil milhões de euros, para investir nesta área. Existem outros países que também se têm distinguido na criação e desenvolvimento de VPPs, tais como os Estados Unidos, a Alemanha, a Dinamarca e o Japão, mas em nenhum destes a legislação parece estar tão responsiva como no caso inglês – daí merecer o nosso destaque. Concluindo, o grande exemplo que nos chega desta ilha, potenciada por vários factores (a sua situação geográfica obriga-a a ser auto-suficiente e a apostar nas suas fontes energéticas, o consenso político que existe nesta matéria desde 2008 – ainda que já não seja tão pacífico) atrai o investimento, sendo que até empresas portuguesas escolhem aquele país para apostar na criação de virtual power plants ([8] e [9]). Finalmente, a simplicidade (e existência) da sua legislação, nomeadamente em relação aos agregadores – é o único país que regula expressamente essa questão – tornam os processos mais rápidos e fáceis, o que coloca o Reino Unido como paradigma nesta matéria.


4. Exemplos de boas práticas e experiências bem-sucedidas, na União Europeia e no resto do Mundo

Neste momento, já existem alguns projectos e estudos de interesse na área que abordamos. Em termos teóricos, podemos destacar um estudo de 2013 sobre uma VPP de eólicas e veículos eléctricos, sobre uma central deste tipo, constituída por quintas de vento, que encaminham a sua produção para veículos eléctricos (VASIRANI et alii, 2013).

O projecto FENIX (já referido) desenvolveu um programa piloto em Espanha, o Alava DSO, em 2006, que envolvia a produção de energia por pequenas hídricas, moinhos de vento e transformadores em Ali, Gamarra, Jundiz e Elguea, com uma capacidade instalada de 168 MVA.

Já o Reino Unido, levou a cabo outra experiência de “working network”, envolvendo as zonas de Horself, Woking e Old Woking.

Um outro estudo trata do caso da ilha Dinamarquesa de Bornholm (KUMAGAI, 2012), onde 2.000 residências estarão ligadas a uma rede abrangente, que permitirá a redução do uso de electricidade e a venda da voltagem produzida, mas não utilizada, a preços de mercado. Neste caso, as próprias casas serão “inteligentes”, pois serão capazes de se adaptar aos preços e preferências dos proprietários, desligando aparelhos desnecessários ou ajustando termostatos automaticamente. Na Dinamarca, existem casos de VPP que já têm a sua energia a ser comercializada no mercado, tendo um grau relativamente elevado de competitividade, o que implica que adquirem um elevado valor socioeconómico. Num estudo do projecto Twenties, fala-se até na necessidade de criar barreiras, para que não ocorra uma expansão desmesurada destes sistemas – o que seria fatal para o mercado energético – sendo que se consideram tanto barreiras internas como externas.

Umas das empresas que mais se tem destacado nesta área é a Siemens, que tem desenvolvido diversos projectos. Actualmente, existe uma estação deste tipo em Munique, a Stadtwerke München - SWM, que conta com o apoio do município, onde se produz electricidade através de diesel, biomassa e vento compreendendo, ainda, um local de armazenamento da energia produzida. Dela fazem parte, seis centrais térmicas industriais, cinco centrais hidroeléctricas e um parque eólico, o que garante uma maior eficiência e economicidade, face ao momento em que as centrais eram geridas cada uma por si. Os resultados revelados são positivos, já que esta virtual power plant compreende vários pequenos produtores numa só central, que fornece, sobretudo, indústrias e comércio, tornando-se uma das principais fornecedoras de energia na área. Segundo a própria empresa, esta forma de produção beneficia consumidores, ambiente e potencia novos negócios. Numa primeira fase, foram instalados 8 MW de potência das centrais térmicas industriais e 12 MW potência em energia renovável [10]. Outra empresa que se tem destacado neste tema, também na Alemanha, é a Next Kraftwerke, que agrega “produtores descentralizados” formando uma VPP.

Importa também conhecer a VPP Intelligent Energy, uma multinacional, que tem crescido rapidamente, no espaço Europeu. Esta empresa conta com escritórios na Alemanha, Hungria, Eslováquia e no ocidente das Balcãs, pretendendo expandir-se para países vizinhos brevemente.

Dentro da zona euro, é ainda de considerar um projecto holandês, de uma VPP que conta com a produção eléctrica através de centrais eólicas e nucleares, defendendo-se que esta forma de produção pode assumir grande relevância entre 2030 e 2050 (Energy Policy, Benefits and Cost implications from integrating small flexible…). Este estudo, apoiado pela comissão europeia, visa que, cada vez mais, possamos viver em sociedades livres de carbono. Fora do Espaço Europeu, também existem alguns projectos-piloto, como é o caso daquele que tem sido desenvolvido em San Antonio, Texas (EUA) conhecido como CPS VPP. Este estudo previa que a central criada deveria usar a mais recente e avançada tecnologia para receber e enviar informação sobre gastos e a capacidade da Smart Grid. Envolvidas estão mais de 140.000 habitações e 700.000 consumidores. No início da sua execução, previa-se a instalação dos sistemas mencionados nas habitações até 2014. Prevê-se que, estando o projecto a funcionar devidamente, cada envolvido consiga aceder às informações sobre o seu consumo e produção de energia, através da Internet, e ainda que cada um possa regular os seus consumos (por exemplo, diminuir os consumos energéticos da habitação enquanto se está no trabalho, à distância de uma mensagem, ou ligar o aquecimento a certa hora, em que a energia está mais barata, mas que permite satisfazer as necessidades sem gastos desnecessários). Estima-se que esta VPP consiga produzir 250 MW, o que a faz rivalizar com centrais alimentadas a energia fóssil. Também nos Estados Unidos da América, mais especificamente em South Bend, Indiana, existe um outro projecto, uma colaboração entre a Eletric Power Research Institute e a American Eletric Power, que envolve 10.000 consumidores.

Outro empreendimento, de grande dimensão e bastante inovador, que se encontra fora do espaço europeu é a PowerShift Atlantic, criada em 2009 e que reúne a produção de energia eólica, de três províncias marítimas do Canadá (New Brunswich, Nova Scotia e Prince Edward Island). Estas produziam, em 2013, 11.5MW, mas a ambição, aquando da criação deste projecto, passa pela produção de 26 MegaWatts. É de salientar que este projecto já foi agraciado com alguns prémios, como o Kay Association Award 2012, o que demonstra o seu contributo para o crescimento destas centrais, apesar de ser apenas um estudo e não um produto comercializado.

Em Portugal, contamos, actualmente, com poucas experiências nesta área, sendo de destacar o papel da B2CITIzens e da ISA Energy, sua associada. Quanto à primeira, a B2CITIzens – Associação de Empresas para Territórios e Cidades Inteligentes – pretende responder aos desafios colocados às empresas e entidades que se envolvem (ou pretendem envolver) na criação e desenvolvimento de cidades (mais) inteligentes. No fundo, a B2CITIzens pretende reunir e representar as empresas associadas, servindo de plataforma ao fomento e criação de soluções mais inteligentes. Entre os seus membros associados podemos destacar a iSall, a ISA Energy, a ISA Intellicare, a Bosch, que dispõe de um interessante e ambicioso projecto, The Virtual Power Plant Manager, que pretende criar soluções inteligentes e económicas para as empresas e comerciais, entre outras. No que respeita à segunda, há a dizer que esta lançou uma nova marca, a VPS-Virtual Power Solutions, resultante da junção de operações entre a Stor Generations e a ISA Energy, que pretende ser uma empresa especialista em soluções de gestão activa do consumo de energia, tendo iniciado a actividade em Junho de 2015. A VPS tem como missão construir e explorar Virtual Power Plants à escala europeia, tendo já iniciado esse processo no Reino Unido e na Península Ibérica, com 10.000 pontos monitorizados e cerca de 20 MW. Desta forma, pretende tornar-se uma referência incontornável no sector energético.


5. Importância que estas centrais podem tomar na Europa e, especialmente, em Portugal

Certas previsões, apontam no sentido do grande crescimento das VPPs, que deverão gerar 5.3 mil milhões de dólares americanos em vendas anuais, no ano de 2023, sendo que em 2014 produziram apenas 1.1 mil milhões [11]. No fundo isto parece indicar que sistemas como as virtual power plants podem, de facto, ser o futuro do sector energético na União Europeia, no sentido de se revelarem, a longo prazo, um bom investimento, rentável, amigo do ambiente, sustentável e autónomo. Da perspectiva do utilizador, temos de nos questionar se, a médio/longo prazo, estas experiências reduziram o preço da energia – o que, já vimos, parece ser verdade. Do ponto de vista político e económico, queremos saber se estas centrais podem potenciar o fim da nossa dependência energética – não podemos esquecer que a UE definiu metas ambiciosas na redução do consumo de energias fósseis, que ainda representam grande parte do nosso consumo – questão para a qual ainda não temos resposta, ainda que as previsões sejam animadoras. Se as VPP cumprissem essa missão, ficaríamos menos expostos a alguns dos problemas actuais (dependência energética, grande variação do preço do petróleo, reservas cada vez menores, conflitos bélicos nas regiões onde se encontra esta matéria, …) e aos demais governos. Tim Probert, escritor inglês freelancer que estuda a questão da energia na Europa, defendeu, na revista Inteligent Utility Magazine, edição de Novembro/Dezembro de 2014, que a nossa situação actual, no plano energético, está a levar ao crescimento de novas utilidades, o que pode acabar por levar à criação de “monstros” (“The enormous volumes of intermittent generation have made the role of grid balancing ever more crucial and this has given rise to a new breed of utility, one wich points to the future, perhaps, for Europe’s behemoths”). Na verdade, os países da União têm demonstrado que apostam nestas “novidades” – basta ver as recentes feiras de oportunidades, ocorridas em Barcelona, Espanha, e em Viena, Áustria, em Novembro de 2015.

No mais, esta pode ser uma boa solução em termos locais. De facto, podemos dizer que surgiu um novo conceito dentro deste; referimo-nos às Regional Virtual Power Plants, que podem desempenhar um papel central no sector eléctrico, dentro de pouco anos. Estas VPPs regionais podem ser usadas para reunir fontes de energia renováveis de uma dada região e ser uma espécie de “serviço auxiliar” (um tipo de “self-regulation”, seguindo os termos da secção 13, parágrafo 1 do German Act on Eletricity and Natural Gas Supply – PEETERS / SCHOMERUS, 2014). Ora, este modelo pode tornar-se bastante virtuoso, porque permite o aproveitamento de toda a produção, mesmo a mais pequena, reunindo-a em uma só “central” (ou pool) e redistribuindo-a, quando necessário. No fundo, regional power plants são agregadores operacionais abaixo do nível nacional (o que cria menos conflitos), mas acima do nível doméstico, ficando sob a condução de uma autoridade regional. Por tudo isso, esta pode ser uma solução bastante frutuosa, em todos os aspectos, e pode revelar-se o futuro do sector energético europeu (já existem estudos neste âmbito, realizados na Alemanha, onde se admite a contratação de VPPs e o leilão dessa energia, sendo que esses contratos energéticos ainda são bastante incipientes – basta ver que ainda não se pode “comercializar” essa energia em tempo real, já que se revela necessária a comunicação, com um dia de antecedência, da intenção da VPP de participar no mercado).

Por certo, podemos dizer que este novo modelo de produção eléctrica vai contribuir, em larga escala, para evitar a instalação de novas centrais ditas tradicionais (especialmente as termoeléctricas), embora não possamos prescindir totalmente delas. Este objectivo parece estar a ser conseguido, mesmo com os poucos avanços na área – basta ver que, em Portugal, os promotores já desistiram de construir mais centrais de ciclo combinado a gás natural, previstas no Plano de Desenvolvimento e Investimento na Rede de Transportes de Electricidade para 2014-2023 (APREN).


6. Desafios presentes e futuros

Este tipo de projecto, ainda que se possa revelar vantajoso a longo prazo, implica largos custos financeiros, sendo que, muitas vezes, estes complexos só podem ser desenvolvidos com o apoio dos Estados e/ou, no nosso caso, com subsídios da União Europeia. De facto, estas centrais eléctricas ainda não conseguem competir com aquelas que produzem, em exclusivo, energia a partir de fontes fósseis, não só porque exigem um grande investimento, criação de infra-estruturas e estudos, como as margens de ganho ou lucro ainda são muito baixas. Assim, podemos dizer que um passo importante a dar, para conseguir integrar cada vez mais fontes de produção de energia limpa, passa pela educação cívica e ambiental de todos os cidadãos, de todos os Estados Membros, combatendo as assimetrias entre os vários países (é preciso que certos comportamentos sejam alterados e que comece a existir maior preocupação com simples acções, como não deixar electrodomésticos em stand-by, desligar as luzes, comprar electrodomésticos eficientes e não atentar apenas no custo a curto prazo, …). Outro dos desafios inerente ao crescimento destas centrais está nas próprias empresas produtoras, pois se este modelo assenta na ideia de que os consumidores são também produtores, a verdade é que existem ainda muitas casas que não têm qualquer meio de produzir energia – com o fim dos incentivos fiscais à colocação de painéis fotovoltaicos, por exemplo, tal processo abrandou – e, muito menos, dispõem de meios inteligentes de controlo e diminuição de consumos, como é o caso dos contadores inteligentes. Visto assim, parece que o problema dos consumidores – sobretudo portugueses – passa por pensarem apenas no curto prazo, não tendo em conta os vastos benefícios que a aposta nestes projectos trará no futuro, não obstante os elevados custos de implementação. No entanto, o grande problema que as empresas de produção energética sentem, neste momento, é como já avançamos: a falta de regulamentação jurídica sobre o tema. Num artigo de Chuck Ross, escritor americano freelancer, publicado em Julho de 2011, este cita Peter Asmus, analista sénior na Pike Research (empresa que se dedica à pesquisa sobre energia-tecnologia e que faz consultadoria nessa área), segundo o qual o problema actual é, sobretudo, a regulação do sector, pois grande parte da pesquisa já foi realizada e mais projectos poderiam estar a ser desenvolvidos (“in some ways, you can create this right now; a lot of it is not technology-based but regulatory,” Asmus said, noting the complicating factors facing utilities and public utilities commissions must face before bringing VPPs to market. He cited just a couple of the bigger questions all parties will need to answer: How will you get paid? How will you bill?”). Na Alemanha, um dos países onde o número destas centrais tem aumentado, as dificuldades jurídicas são várias. Existem casos em que os Federal Courts of Justice trataram unidades e armazenamento como energia entregue ao consumidor final, o que acaba por implicar que a mesma energia pague impostos duas vezes (dupla tributação).

Para ultrapassar tais dificuldades, podem e devem ser tomadas certas medidas, não apenas legais, tais como: rever e expandir as excepções; criar bónus à criação de virtual power plants; criar programas de incentivo ao desenvolvimento tecnológico, em especial na área das baterias. O avanço e crescimento destes projectos depende de grandes e necessárias mudanças estruturais, sobretudo em termos regulamentares.


II - DOCUMENTOS

• APREN - Associação Portuguesa de Energias Renováveis [12] [13]

• Associação de Empresas para Territórios e Cidades Inteligentes [14]

• Bosch – Software Innovation [15] e [16]

• FENIX – Flexible Eletricity Network to Integrate the eXpected “energy revolution” [17]

• Navigant Research [18]

• PSI- Energy Management Solutions for Energy Trading & Sales [19]

• Report from the commision to the european parliament and the council – assesment of the progres made by member states towards the national energy efficiency targets for 2020 and towards the implementation of the Energy Eficiency Directive 2012/27/EU as required by Article 24 (3) of Energy Efficiency Directive 2012/27/EU.

• SIEMENS [20] e [21]

• SolarServer – Online Portal to Solar Energy [22] e [23]

• Twenties Project EU [24]

• VPP – Inteligent Energy [25]

• EISEN, Joel B., Distributed Energy Resources, “Virtual Power Plants” and the smart grid, 2 de Novembro de 2013 [26]

• ISGAN, The PowerShift Atlantic Smart Grid Demonstration of a Virtual Power Plant, 3 de Julho de 2014, webinar [27]


Notícias:

1. http://www.dinheirovivo.pt/fazedores/vps-de-coimbra-para-dar-uma-licao-de-gestao-de-energia-a-sua-majestade/

2. http://www.isaenergy.pt/pt/noticia/600/

3. http://theprospectornews.com/?p=7942

4. http://www.greentechmedia.com/articles/read/powershift-atlantic-the-virtual-power-plant-of-the-future

5. http://www.renovaveismagazine.pt/?p=3455

6. http://w3.siemens.com/topics/global/en/events/european-utility-week/pages/european-utility-week.aspx?stc=wwcg106189&s_kwcid=AL!462!3!56019959858!p!!g!!virtual%20power%20plant%20siemens&ef_id=VlSJ5gAAAZgS0uGZ:20151124160142:s

7. http://www.portugalglobal.pt/PT/PortugalNews/Paginas/NewDetail.aspx?newId=%7BB31B9E94-892C-4616-AC32-29B9D145B7E3%7D

8. http://www.renewableenergyfocus.com/view/34950/innovation-award-for-virtual-power-plants-network/

9. http://w3.siemens.com/topics/global/en/events/european-utility-week/pages/european-utility-week.aspx?stc=wwcg106189&s_kwcid=AL!462!3!56019959858!p!!g!!virtual%20power%20plant%20siemens&ef_id=VlSJ5gAAAZgS0uGZ:20151124160142:s

10. http://www.ecmag.com/section/green-building/virtual-power-plants

11. http://www.intelligentutility.com/magazine/article/382571/are-virtual-power-plants-future-european-utilities

12. http://storage.pv-tech.org/editors-blog/storage-and-the-rise-of-the-virtual-power-plant

13. http://w5.siemens.com/portugal/web_nwa/pt/portalinternet/quemsomos/negocios/ic/noticias-eventos/not%C3%ADcias/pages/siemensofereceservicowebbaseado.aspx


Legislação:

1. Eur-Lex, Comunicação da Comissão ao Parlamento Europeu, ao Conselho, ao Comité Económico e Social Europeu e ao Comité das Regiões - Responder ao desafio da eficiência energética através das tecnologias da informação e das comunicações / COM/2008/0241 final [28]

2. IAPMEI, levantamento de leis energéticas portuguesas [29]

3. Regulamento (CE) nº 714/2009 do Parlamento Europeu e do Conselho, de 13 de julho de 2009, relativo às condições de acesso à rede para o comércio transfronteiriço de electricidade e que revoga o Regulamento (CE) nº 1228/2003 [30]

4. Directiva 2009/28/CE do Parlamento Europeu e do Conselho, de 23 de Abril de 2009, relativa à promoção da utilização de energia proveniente de fontes renováveis que altera e subsequentemente revoga as Directivas 2001/77/CE e 2003/30/CE [31]

5. Governo Inglês – Departamento da Energia e das alterações climáticas [32]


III – BIBLIOGRAFIA

AWERBUCH / PRESTON, 1997, The virtual utility: accounting, technology and competitive aspects of the emerging industry, Vol. 26 of Topics in Regulatory Economics and Policy, Kluwer Academic Pub


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