Microgrids
Sistemas de energia locais descentralizados, conhecidos como microgrids, podem tornar as infraestruturas urbanas mais resilientes e reduzir riscos para a população, como em apagões de grande escala devido a desastres naturais ou ciberataques.
Na edição atual da revista Nature Sustainability, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) apresentam critérios de design para microgrids que permitem um tratamento justo de diferentes grupos sociais, além de fatores técnicos. O estudo mostra como as cidades podem moldar a transformação para um fornecimento de energia mais seguro e sustentável de maneira mais equitativa (DOI: 10.1038/s41893-024-01395-7).
As mudanças climáticas aumentam a probabilidade de eventos extremos, como vimos durante as inundações massivas em grande parte do sul da Alemanha em junho. A questão de como as cidades e municípios podem tornar o fornecimento de energia mais resiliente e seguro diante de tais crises está trazendo os chamados microgrids para o foco.
Sistemas descentralizados para gerar, armazenar e distribuir energia, como sistemas de geração fotovoltaica em rede e usinas de cogeração, visam tornar menos prováveis os apagões em larga escala em toda a área urbana e garantir que infraestruturas críticas para a prestação de serviços públicos continuem funcionando.
Um grupo de pesquisadores alemães e americanos, liderados pelo Dr. Sadeeb Simon Ottenburger, chefe do Departamento de Tecnologia de Energia Térmica e Segurança (ITES) do KIT, desenvolveu um modelo para o design espacial de microgrids. O estudo fornece aos urbanistas um modelo para um processo de planejamento que integra vários aspectos, incluindo fatores socioeconômicos e questões relacionadas à participação da sociedade no processo de planejamento.
Participaram do estudo funcionários do ITES, do Instituto de Avaliação de Tecnologia e Análise de Sistemas (ITAS) do KIT e, nos EUA, do Centro de Produção e Infraestrutura de Energia (EPIC) da Universidade da Carolina do Norte e do Laboratório Nacional de Energias Renováveis (NREL) no Colorado.
“Energy Gerrymandering”: Quem Tem Acesso ao Fornecimento de Energia?
“Uma característica especial da nossa abordagem é que não consideramos os parâmetros técnicos ou questões de custo isoladamente, mas olhamos para a questão de qual papel o design dos microgrids desempenha em termos de uma distribuição justa de energia”, explica Ottenburger.
“Imagine a cidade como um quebra-cabeça. O tamanho e a disposição de suas peças podem variar. As fronteiras das redes de energia são o resultado de decisões deliberadas e têm um impacto na população. Em caso de crise, faz diferença como os serviços de saúde, segurança e provisão de alimentos são distribuídos dentro de microgrids individuais, mas também em toda a área urbana.
”O estudo usa o termo “graus de liberdade” para enfatizar a importância da flexibilidade no design. Para se referir ao impacto potencialmente negativo da divisão de distritos que não leva em conta questões de equidade social, os autores usaram o termo “energy gerrymandering”, semelhante ao “gerrymandering político” conhecido nos EUA, onde distritos eleitorais são divididos para favorecer certos grupos. Assim, os distritos de microgrids podem ser definidos de uma maneira que cria uma distribuição injusta de recursos e benefícios.
Grupos fortes e ricos poderiam ser favorecidos, enquanto grupos socialmente mais fracos e vulneráveis poderiam ser deixados para trás. “A resiliência também inclui uma definição de como o acesso é projetado para diferentes grupos da população”, diz Ottenburger.
Métricas para Avaliar o Bem-Estar
O estudo foca na relação entre as diferentes vulnerabilidades de grupos socioeconômicos e o acesso equitativo à energia e outros serviços. Para isso, os pesquisadores desenvolveram métricas usando índices de vulnerabilidade existentes que descrevem o bem-estar da população como uma variável mensurável e mostram como interrupções de energia afetam grupos social e economicamente vulneráveis em particular: doentes ou idosos, famílias com crianças e pessoas de baixa renda.
Dados de Estudo de Caso Após Furacão
O estudo avaliou dados de um estudo de caso abrangente conduzido após os apagões causados pelo furacão Florence no Condado de New Hanover, Carolina do Norte, em setembro de 2018. Os dados foram fornecidos pelos parceiros do projeto nos EUA. Isso permitiu que os pesquisadores analisassem a infraestrutura crítica, sua vulnerabilidade em relação à distribuição geográfica de domicílios socialmente desfavorecidos e seu acesso a serviços básicos.
A equipe do projeto usou esses dados para desenvolver um design universal que permite uma avaliação abrangente da resiliência urbana para cada cidade e gerar propostas para o design de microgrids, levando em conta aspectos técnicos e sociais.
Múltiplos Microgrids por Cidade
Uma das recomendações específicas dos autores é que uma cidade deve ter não apenas um, mas vários microgrids para garantir uma distribuição justa e acessibilidade de serviços críticos, como estruturas de saúde e segurança. Em relação à divisão das redes de fornecimento, as administrações municipais devem envolver ativamente instituições nas áreas de saúde e segurança, representantes de diferentes grupos sociais, instituições educacionais e serviços sociais nos processos de planejamento e tomada de decisão para considerar de forma justa as necessidades de todos os grupos sociais.
“A busca por designs otimizados de microgrids é altamente complexa e novos algoritmos são necessários para desenvolver modelos viáveis a partir dos dados disponíveis”, diz Ottenburger. “O ponto chave é que soluções resilientes não são necessariamente uma questão de mais investimento, mas acima de tudo de planejamento sofisticado. Devemos garantir que todos os grupos tenham voz e possam participar desses processos.”
Fonte: Newswise
