Pandemia, Clima Extremo e Crescente Demanda: Supere os Desafios com a Transformação Digital
Data de publicação: 14 de novembro de 2024
Autor: Peter Wilson
Na era digital de hoje, temos a capacidade de acessar notícias e informações a qualquer momento. Assuntos importantes, como a COVID-19, condições climáticas extremas e temas relacionados à energia — como flutuações na demanda, investimentos em energias renováveis, redução da pegada de carbono e lacunas entre geração e demanda de energia — nos oferecem uma visão sobre como o mundo está lidando com novos e, por vezes, desafiadores cenários. Vamos destacar como esses temas impactam a geração de energia e como a transformação digital pode ser a chave para otimizar suas operações.
Pandemônio da Pandemia
Sem dúvida, 2020 foi um ano para os livros de história. A pandemia da COVID-19 teve um impacto sem precedentes em nossas vidas diárias, à medida que países entraram em lockdown, viagens foram interrompidas e escolas e empresas fecharam. O mundo observou mudanças ambientais interessantes, como a redução da poluição e a diminuição das vibrações sísmicas à medida que a população se abrigava em casa para garantir sua segurança. No setor de energia, os planos de contingência tradicionalmente usados para garantir a eficácia operacional diante de desastres naturais, ataques cibernéticos e apagões não foram suficientes para enfrentar uma pandemia com quarentenas e lockdowns prolongados, gerando novas interrupções que agora precisam ser consideradas nos planos de confiabilidade do futuro.
Os mercados globais ofereceram uma queda significativa, com a energia primária e as emissões de carbono diminuindo em suas taxas mais rápidas desde a Segunda Guerra Mundial. A Agência Internacional de Energia (IEA) relatou que a demanda por eletricidade caiu até 20% a cada mês em que um país permaneceu em lockdown. A China, primeira nação a implementar um confinamento, viu sua demanda cair 6,5% no primeiro trimestre de 2020. França, Índia, Itália, Espanha, Reino Unido e a região noroeste dos Estados Unidos registraram quedas de pelo menos 15% no consumo durante os períodos de restrições. Na Itália, no auge do surto, a demanda por eletricidade chegou a cair até 75% em determinados momentos. Embora a demanda doméstica nos EUA tenha aumentado até 40% com o trabalho remoto, esse aumento não foi suficiente para compensar os efeitos do fechamento de empresas, especialmente no setor de serviços. Quanto mais rigoroso o lockdown, maior foi o impacto.
As quarentenas e lockdowns prolongados evidenciaram a necessidade de níveis mais elevados de digitalização na indústria de energia. Um setor que já operava com equipes enxutas de profissionais foi subitamente forçado a trabalhar com ainda menos recursos humanos. Funções como gestão de plantas, manutenção, engenharia de confiabilidade e engenharia de capital passaram a ter restrições de tempo dentro das instalações. No entanto, essas funções exigem acesso a diagramas P&ID, layouts de cartões de E/S, especificações técnicas e informações de processos, que geralmente não estão disponíveis fora da planta. Companhias que investiram em transformação digital estavam melhor preparadas para lidar com essa interrupção e se mostraram mais resilientes diante do desafio.
Segundo a IEA, um possível efeito positivo dos lockdowns para a geração de eletricidade foi o aumento da participação das fontes de energia de baixo carbono. Tendo superado o carvão no ano anterior, as fontes renováveis representaram 45% da geração de energia em 2020 em relação a 2019. Muitas empresas, como Chevron, Exelon, Calpine, Shell e até mesmo a Hexagon estão cada vez mais diversificando seus portfólios com investimentos em energia eólica, solar, nuclear, hidrogênio e outras formas limpas de energia, visando um futuro mais sustentável . Além disso, com o crescimento das energias renováveis intermitentes, como eólica e solar, será ainda mais crucial garantir que outras formas de geração de energia sejam confiáveis e resilientes à medida que a demanda global por eletricidade acelera e a economia mundial se recupera da pandemia.
Clima extremo
Ao entrarmos em 2021, não apenas enfrentamos as ameaças das variantes da COVID-19, mas também testemunhamos eventos climáticos extremos que dominaram as manchetes. Um exemplo marcante foi o inverno atipicamente rigoroso no Texas, onde temperaturas árticas recordes atingiram o estado por vários dias, sobrecarregando sua rede elétrica com uma tempestade catastrófica e deixando milhões sem eletricidade ou água potável.
Um artigo do Vox sobre o desastre no Texas descreveu o cenário como uma "tempestade perfeita", explicando que "as temperaturas mais frias dos últimos 30 anos desencadearam um aumento repentino na demanda de energia durante o inverno, enquanto o frio intenso levou ao congelamento de pilhas de carvão, à paralisação de um reator nuclear e ao congelamento de turbinas eólicas. Mais importante ainda, a principal fonte de eletricidade do estado, o gás natural, também sofreu falhas, com cabeceiras de poços congelando, condensação bloqueando gasodutos e estações de compressão sendo desligadas. Grande parte do gás restante foi priorizado para aquecimento em vez de geração de eletricidade. No total, cerca de 34.000 megawatts de geração de energia ficaram fora de operação – mais de 40% da demanda máxima do inverno.”
Do gelo e neve alcançando o sul do Texas até as cúpulas de calor de alta pressão no hemisfério norte, avançamos para o verão de 2021, quando o Washington Post relatou temperaturas recordes afetando aproximadamente 87 a 90% da população mundial, ou cerca de 7 bilhões de pessoas.
De fato, a National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) National Centers for Environmental Information (NCEI) divulgou o resumo climático global de agosto de 2021, concluindo que a temperatura média da superfície do planeta foi a sexta mais quente já registrada. Estatisticamente, havia uma probabilidade superior a 99% de que 2021 figurasse entre os dez anos mais quentes dos últimos 142 anos. Como resultado, essas temperaturas mais altas aumentaram a demanda por eletricidade, sobrecarregando uma infraestrutura que já estava sob forte pressão.
Mais Energia, Capitão!
De acordo com o correspondente da NBC News, Josh Lederman, em julho de 2021, Oregon, Califórnia, Novo México e outros estados enfrentaram ondas de calor intensas e escassez de recursos hídricos durante o verão, pressionando ao máximo os sistemas de fornecimento de eletricidade e água. Ele também destacou que os mesmos fatores que aumentam a demanda por energia também limitam a capacidade de gerá-la, levantando questões significativas sobre a preparação do país para um futuro em que eventos climáticos extremos possam se tornar ainda mais comuns.
“Esse tema está no topo da agenda de todas as concessionárias de energia no momento", disse Omar Al-Juburi, consultor de redes elétricas digitais da Ernst & Young. "Vamos chegar a um ponto em que a infraestrutura atual e a forma como operamos hoje continuarão sendo pressionadas por essas ondas de calor extremo" (NBC News, 2021).”
Situações semelhantes ocorrem em todo o mundo. Segundo o Washington Post, o estoque global de ar-condicionado deve dobrar nos próximos 20 anos, de acordo com a Agência Internacional de Energia (IEA). Até 2050, cerca de 2/3 das residências no mundo poderão ter um ar-condicionado. Com ventiladores e aparelhos de ar-condicionado já consumindo 10% da eletricidade global, a IEA prevê que a demanda energética associada pode triplicar nos próximos 30 anos, tornando-se um dos principais motores do consumo global de eletricidade. Isso ocorre enquanto a população mundial deve atingir 8,5 bilhões em 2030, 9,7 bilhões em 2050 e 11,2 bilhões até 2100, segundo as projeções da Organização das Nações Unidas (United Nations).
Quem Apagou as Luzes?
Em 2020, os Estados Unidos sofreram 1.33 bilhões de horas de apagões, um aumento de 73% em relação a 2019. Embora eventos climáticos e falhas na infraestrutura sejam fatores importantes que podem causar estragos no sistema de energia — como ocorreu no Texas este ano —, há também outras questões que afetam a confiabilidade da eletricidade para os consumidores. Por exemplo, erro humano foi a causa principal de um apagão que durou mais de uma hora e afetou o metrô da Cidade de Nova Iorque deixando centenas de passageiros presos no mês passado.
Os investigadores determinaram que a perda de energia no Centro de Controle Ferroviário do Trânsito de Nova Iorque foi causada pela ativação manual de um interruptor de desligamento em uma das unidades de distribuição de energia do prédio. O problema foi agravado por falhas internas na organização e nos processos, além da ausência de um sistema de monitoramento da distribuição de energia. O relatório concluiu que "um sistema desse tipo permitiria visibilidade sobre o status dos principais componentes elétricos no sistema de distribuição de energia.”
Outro fator que contribui para o desempenho deficiente da rede elétrica, como os apagões programados (rolling blackouts) e as reduções de tensão (brownouts), é o desequilíbrio entre oferta e demanda, principalmente devido à natureza intermitente das energias renováveis. Em mercados como o Texas, instalações de energia tradicionais precisam “correr atrás do vento” para preencher as lacunas entre a oferta intermitente e a demanda quase contínua. Quando fontes não intermitentes falham em suprir essa necessidade, ocorrem apagões programados e prejuízos financeiros.
E não podemos esquecer outro grande desafio para a confiabilidade da energia: os ciberataques, que podem colocar os recursos energéticos de um país de joelhos. Alguns dos ataques mais notórios de 2021, como o incidente SolarWinds e o ataque à Colonial Pipeline , tiveram consequências devastadoras. Segundo a Deloitte, "o setor de energia é um dos três principais alvos de ataques cibernéticos nos Estados Unidos". Em 2016, o setor relatou 59 incidentes, representando 20% do total de 290 ataques registrados naquele ano.”
Otimizando Operações com Transformação Digital
A transformação digital é uma prioridade estratégica para empresas do setor de energia e geração elétrica que buscam gerenciar novos projetos com mais eficiência, manter a competitividade, reduzir riscos operacionais, minimizar tempos de inatividade, aumentar a produtividade dos trabalhadores e garantir conformidade com importantes regulamentações.
No entanto, mesmo em um mundo digital onde a tecnologia avança exponencialmente, muitas instalações de geração de energia ainda dependem de documentos impressos, planilhas isoladas, bancos de dados fragmentados e ferramentas inadequadas de coleta e gestão de dados para procedimentos críticos do dia a dia, como troca de turnos, revisão do desempenho da planta e engenharia de confiabilidade. Esse cenário pode levar a falhas de comunicação, erros, paradas não planejadas, ineficiências e riscos significativos à segurança — todos evitáveis com a digitalização.
Se você é um operador responsável pela gestão de uma ou mais das dezenas de milhares de usinas de energia no mundo, garantir a resiliência operacional da sua planta para gerar energia de forma confiável, segura, econômica e ambientalmente sustentável pode ser um desafio constante. Planos estratégicos que incluem a otimização por meio da transformação digital não apenas atendem ao crescimento da demanda por energia, mas também fortalecem a confiabilidade, resiliência e robustez das operações, assegurando uma geração de energia segura, econômica e em conformidade com regulamentações.
À medida que aprendemos a navegar por esses ventos de mudança, convido você a explorar os conteúdos mais recentes da Hexagon sobre o poder da transformação digital nas operações e na manutenção. Seja para digitalizar processos e procedimentos críticos para a segurança, otimizar o gerenciamento de alarmes, proteger seu investimento com cibersegurança de última geração ou construir um gêmeo digital completo, estamos aqui para apoiar sua jornada de transformação digital e ajudá-lo a se preparar para o futuro, hoje. Se você deseja compreender melhor o nível de maturidade digital da sua organização, nosso Operations Management Gap Analysis Survey é uma ferramenta valiosa para ajudá-lo a dar o primeiro passo.
Sobre o Autor
Peter Wilson é consultor sênior da divisão Asset Lifecycle Intelligence da Hexagon. Ele possui ampla experiência na análise de processos empresariais e na gestão da transformação dos negócios por meio da excelência operacional. Peter já liderou projetos de transformação empresarial na Europa, Oriente Médio e Ásia, atuando em setores como aeroespacial, bens de consumo (FMCG), defesa e energia, tanto no setor público quanto no privado. Atualmente, Peter reside na Escócia.