Redes Subterrâneas / 2008
São Paulo, 28 de Julho de 2008
Cyro Vicente Boccuzzi
,
Uma Visão Internacional da Gestão e
das Novas Tecnologias de Redes de
Objetivo
• Introdução aos temas e tópicos que serão
abordados de forma mais detalhada ao
longo do evento
• Apresentar as novas tecnologias de
Distribuição de Energia, que estarão sendo
implementadas de modo global nos
A Energia Transformando
Sociedade….
A eletrificação massiva das cidades foi a conquista suprema de engenharia do século XX, pelo indubitável impacto na melhoria da qualidade de vida aos lares americanos.
Cenário Energético Mundial
• Mudanças climáticas e restrições ambientais - pressão para reduzir emissões
• Preços de Energia crescentes no mundo – necessidade de educar a sociedade, os reguladores e os políticos
• Confiabilidade cada vez mais é importante em uma sociedade digital interconectada – as cidades querem redes subterrâneas !! • Demanda continua crescendo e ativos existentes não conseguem
atender
• Custos de Construção explosivos – restrições ambientais, preços de commodities, BRICs competindo por crescimento
• Ativos de T&D envelhecendo, dificuldades crescentes de
manutenção – pressão para orçamentos limitados que viabilizem tarifas mais baixas
Redes antigas são
pesadelo das empresas...
• Exelon – Chicago
– Congelamento de tarifas por 10 anos depois dos blackouts de 1999….
– Em busca de nova geração de redes.
– Enquanto isso, estuda modos de falhas em emendas, aplica programas rigorosos de inspeção, e “burn in” de alimentadores antes da estação de pico de carga.
• Con ED – NYC
– 2006 – blackout em 20% de Long Island – clientes desconectados por uma semana
– Em busca de uma Nova Geração de redes
– Enquanto isso, foca em corrosão (uso de anodos), métodos de localização de faltas, inspeções rigorosas e “burn in” de cabos antes da estação do pico de carga.
Demanda crescente de
conversão de sistemas
• Qualidade de vida – arborização/ estética
• Segurança da população
• Confiabilidade
• Modernização das cidades e infra-estrutura
• Sistema melhor mas muito mais custoso
• Dificuldade: orçamentos limitados e impactos
nas tarifas
• Necessidade: Novas tecnologias de menor
custo, que viabilizem a implantação em maior
escala
Sistemas Mais Econômicos
Exemplo: Transformador em Pedestal
•Alternativa para o sistema subterrâneo
•Redução de custos – principalmente civis – não há necessidade de câmaras •Uso predominante em condomínios residenciais com redes subterrâneas radiais
Sistemas Mais Econômicos
• Outros ingredientes dos novos sistemas:
– Obras civis reduzidas, canaletas, valas rasas, dutos
simplificados ou diretamente enterrados
– Planejamento integrado com telefonia, água, esgoto,
tv a cabo, etc... – infra-estrutura compartilhada
– Implantação no início da urbanização
– Cabos de alumínio
– Proteção por fusíveis
– Detectores de falta
– Automação,
Como Financiar a conversão?
-Quem deve pagar: o
consumidor de energia ou o
munícipe?
-Proposta: definição de regiões
através de planejamento
urbano e janela para a
conversão
-Project finance com estimativa
de valorização imobiliária
Evolução dos Sistemas
2G Desafios da Segunda Geração
• Altos custos de implantação e manutenção • Baixa utilização dos equipamentos
• Escassez de imóveis e preços crescentes • Aumento das correntes de cc
Objetivos do Sistema 3 G
• Manter confiabilidade e serviços ao cliente • Aumentar a utilização dos ativos
• Reduzir os congestionamentos nas estruturas (postes ou subterrâneo) • Aumentar a flexibilidade operativa • Utilizar novas tecnologias
• Redução, evitação e postergação de custos
Benchmarking International
Tokyo, Japan 64,300 MW peak Osaka, Japan 33,600 MW peak London, England 4,200 MW peak New York, NY 13,141 MW peakHong Kong, China 7,820 MW peak
Hong Kong, China 2,560 MW peak Chicago, IL 6,560 MW peak Shanghai, China 16,680 MW peak Paris, France 3,200 MW peak Sydney 6,300 MW peak Singapore 5,620 MW peak Berlin, Germany 2,450 MW peak
Equipamento Isolado a Gás Equipamento Isolado a Gás Compartilhamento de ativos entre subestações Compartilhamento de ativos entre subestações Subterrâneo / Construção sobreposta Subterrâneo / Construção sobreposta Túneis Multi-Utility Túneis Multi-Utility
Benchmarking International
Resultados
• “Subestações Distribuídas” que operam
interligadas, compartilhando
responsabilidades, já foram construídas em
SP e NYC
• Construção sobreposta - Subestação Itaim
em São Paulo – compacta e semi-abrigada,
com isolamento convencional – propiciou
modernização do sistema com negócio
imobiliário e sem desembolso de caixa para
a concessionária – empreendimento de alto
padrão no local
Expansão do Sistema
nos novos padrões
• bairros Itaim Bibi, Jardim Europa, Vila Olímpia, Vila Funchal e Vila Nova Conceição, entre os mais nobres e os que mais crescem em toda a área metropolitana do Estado de São Paulo.
• área de 1,5 mil metros quadrados - 8 mil metros a menos que a anterior - tem capacidade instalada de 120 MVA, onde o metro quadrado é um dos mais caros da capital paulista
• investimento de R$ 38,3 milhões - e construída em tempo recorde de um ano e meio
• novo conceito de subestações compactas construídas com
tecnologia de ponta em locais densamente ocupados: a subestação é totalmente digitalizada, automatizada e operada remotamente, • Os equipamentos possuem tecnologia híbrida que possibilita a
conexão externa com equipamentos isolados a ar, tendo as partes internas isoladas a gás SF6, diferentemente das subestações SF6 GIS (Gas-Insulated Switchgear), onde os equipamentos são
interligados no interior do invólucro, sem a possibilidade de conexão com equipamentos que não sejam isolados a gás.
A Operação Tradicional
de um Sistema de Energia
• Integração com outros serviços públicos
• Gestão do Call Center – Atendimento ao
cliente
• Gestão do Trabalho (Equipes de Campo)
• Gestão dos ativos e da manutenção
• Gestão de expansão dos sistemas
• Automação e controle
O que está acontecendo no Brasil
• integração insuficiente entre os operadores
dos vários serviços públicos – planos de
obras independentes e não coordenados
• Alguns municípios estão tentando mudar
este quadro, por um cadastro unificado de
instalações e implantação de sistemática de
operação e planejamento integrados
• Hoje a realidade é o uso intensivo de mão de
obra e baixo nível de integração, controle e
informação entre as empresas
Enquanto isso, no Mundo
• Municipalidades e concessionárias privadas
fazem gestão unificada dos serviços junto com
outros serviços públicos ( serviço de água, gás,
eletricidade, coleta de lixo, reciclagem de
resíduos, segurança pública)
• Estímulo para a busca de melhoria ambiental,
automação, redução de custos operacionais
e foco no atendimento ao munícipe.
Base para a Gestão de Ativos –
Ferramentas INTEGRADAS
de Elaboração de Projetos
Ferramentas INTEGRADAS de
Gestão dos Serviços em
Tempo Real
• Constantemente administrando conflitos entre:
– Solicitações de clientes
– Disponibilidade de recursos – Custos Operacionais
– Contratos de nível de serviço – Políticas trabalhistas
– Interferências com outros serviços
• Solução de equilíbrio através de otimização:
– Verificação de alternativas em base geo-referenciada – Identificação de soluções viáveis
– Cálculos de tempos e valores
Mas essa integração ainda é pouco – as
redes vão ficar cada vez mais inteligentes !!
Haverá integração intensiva entre:
• ativos de energia,
• telecomunicações e
• tecnologia de informação
trazendo uma 4ª. Geração de Redes, bastante
diferente da realidade que Edison desenvolveu e que
ainda estamos acostumados a vivenciar !!!
Visão sobre a rede do futuro – a única
certeza é a mudança…
• Você concordaria em lavar suas roupas às 9 horas da noite para economizar 50 centavos?
• Você gostaria que seu carro tivesse a inteligência para vender energia de volta para a sua casa durante as horas de pico e com isso economizar o necessário para rodar a semana inteira?
• Imagine um mundo com 200 milhões de veículos elétricos que se pudessem conectar em qualquer ponto e prover transporte, atuando também como acumuladores e geradores para a rede de energia • Uma mudança de carros a gasolina para PHEVs – Plug In Hybrid
Electric Vehicles - poderia reduzir as importações de petróleo nos Estados Unidos em 52% *
• Em 1978 você poderia prever que um celular de hoje seria mais capaz que os mainframes que existiam naquela época?
Visão sobre a rede do futuro…
– Participação e escolha dos consumidores através de informações em tempo real
– Endereçará automaticamente as perturbações
– Otimizada para fazer o melhor uso de recursos e equipamentos
– Permitirá o desenvolvimento e a prestação de novos serviços e atenderá a novos
mercados
– Acomodará todas as opções de geração de energia e de armazenamento disponíveis – Fornecerá serviço de qualidade compatível
Visão sobre a rede do futuro…
Zero Energy Home
PHEV/BEV Distributed Utility Fossil Fuels Solar Nuclear Wind
Multiple Fuel,
Multi-Directional
Austin Energy – Programa de
Gerenciamento de Carga
¾ Toyota Prius Hybrids
¾ Hymotion Conversion
American Electric Power
Célula NaS – Sulfeto de Sódio
•
1 MW, 7.2 MWh instalada emChemical Station (Charleston, WV - 2006)
•
100% disponível durante as temporadas de pico de verão (2006, 2007)AEP selecionou a tecnologia (NaS)
•
Já provada no Japão (TEPCO)•
1-10 MW, sistemas de armazenamento por 4-8 horas•
vantagens da solução NaS :• Mais de 100 instalações acima de 1 MW
• Custo
• Tamanho
Visão sobre a rede do futuro…
• Custo para Modernizar
sistemas nos EUA
•
$165B em 20 anos
– $127B para a
Distribuição
– $38B para a
Transmissão
• ~$8.3B por ano
(incremental ao
business-as-usual)
• Investimento annual
atual - $18B
• (Fonte: EPRI, 2004)
Benefícios da
Modernização
• $638B - $802B
em 20 anos
• Relação global
de Custo
benefício é de
4:1 a 5:1
E como chegar lá?
• Medidores Inteligentes
• Comunicações Bi-direcionais
• Portal do Consumidor
• Habilitação de Rede Interna nos clientes (Home
Área Network)
• Gerenciamento das Medições em tempo real
• Programas de Gerenciamento de Demanda
• Aplicativos de Serviços aos Clientes
Tudo Começa com os
Medidores Inteligentes !!!
Conclusões
• Enquanto o mundo desenha a terceira geração de redes, o Brasil ainda demanda esforços significativos para o enterramento de redes aéreas e o uso do espaço do subsolo de modo integrado
• Nos próximos anos haverá uma enorme transformação nas empresas de energia, que irá acelerar ainda mais a evolução da sociedade digital.
• Esta mudança provocará a rápida evolução de processos inteligentes de muito baixo custo acessíveis às casas, escritórios e indústrias.
• O despacho, ‘plug and play” e em larga escala, de geradores
descentralizados e distribuídos irá acelerar o desenvolvimento de novas fontes mais limpas de energia como o carro elétrico.
• Será possível também interligar micro turbinas eólicas, painéis solares, biomassa, células combustíveis, bio-diesel, e outras fontes renováveis de uso doméstico.
• Os investimentos necessitam de adequado financiamento e criação de
incentivos pelos governos e reguladores, para gerar o retorno de benefícios à sociedade.
• Trata-se apenas de uma questão de tempo, mas já foi dada a largada para a maior revolução na indústria da eletricidade desde que ela foi criada.
