O desafio da transição de tecnologias

Como as empresas e investidores podem enfrentar a transição de tecnologias nos seus negócios? Esse é o grande desafio do mercado. Quando a Internet ganhou relevância e projetou-se bilhões de acessos, várias empresas de telecomunicações investiram bilhões de dólares em cabos terrestres e submarinos para atender ao crescimento exponencial de demanda. Isso aconteceu, porém de forma mais lenta que o esperado. Consequência, várias empresas quebraram. Entretanto, a infraestrutura ficou e quem chegou depois, aproveitou e começou a ganhar dinheiro. Parece que o mesmo está acontecendo no mercado de energias renováveis. Ninguém tem dúvidas que no futuro as energias renováveis serão chaves para atender à crescente demanda por energia. Vários são os investimentos nessa área no mundo, entretanto, parece que o filme do setor de telecomunicações está repetindo. A SunEdison, uma valorizadíssima empresa do setor de energia renovável, com uma valorização de quase US$10 bilhões nas bolsas de valores, perdeu folego e suas ações caíram de US$32 na metade de 2015 para US$0,23 na primeira semana de maio de 2016. Em 21 de abril, a SunEdison declarou falência. O grande desafio é estabelecer um modelo de negócio robusto para enfrentar a transição de tecnologia. Continue lendo “O desafio da transição de tecnologias”

Armazenamento de energia é vital para a estabilidade do sistema elétrico

Muito se comenta sobre energias renováveis e, sem dúvida, são importantes para na matriz energética dos países. Entretanto, a energia fotovoltaica e eólica tem geração intermitente, podendo gerar instabilidade no sistema elétrico. Com o crescimento da geração eólica no Brasil, que hoje responde a 5,8% da energia instalada e com previsão entre 20-25% até 2030, os riscos de instabilidade do sistema aumentam. Isso se deve ao fato que um autogerador pode reduzir sua geração de energia de 100% para 10% em poucos segundos, dependendo das rajadas de ventos. Para equalizar a geração uma solução é usar baterias de alta capacidade ou outras tecnologias de armazenamento de energia, como armazenamento de ar na forma comprimida (evitei a palavra vento). Os estudos sobre baterias já estão bem avançados, principalmente nos Estados Unidos, Alemanha e Reino Unido. Aqui no Brasil, a Aneel planeja iniciar programas de P&D (Pesquisa e Desenvolvimento) a partir do segundo semestre de 2016.

O negócio de armazenamento de energia deve movimentar cerca de US$70 bilhões até 2020. Já existem em operação comercial algumas iniciativas. A AES, já possui algumas plantas em operação e em construção, inclusive uma no Chile, com uma capacidade total de armazenamento de 346 megawatts (MW). Uma unidade na Irlanda do Norte, inaugurada em 2015 tem capacidade de 10 MW e planeja ampliar sua capacidade para 200 MW até 2017.

Os projetos no Brasil serão apoiados por verbas do programa de P&D da Aneel com recursos das concessionárias do setor. A legislação (Lei nº 9.991/2000) prevê que as distribuidoras de energia são obrigadas a destinar, anualmente, no mínimo 0,75% da sua receita operacional líquida (ROL) para programas de pesquisa e desenvolvimento do setor elétrico e 0,25% em eficiência energética. Já as empresas geradoras e transmissoras de energia são obrigadas a investir, anualmente, no mínimo 1% da ROL em pesquisa e desenvolvimento. Em 2014 foram 181 projetos de P&D, com investimentos de R$646 milhões.

Como sempre, o grande desafio para as novas tecnologias é o custo. Atualmente, estima-se que um custo de US$1 mil (em torno de R$4 mil) para cada quilowatt (kW) instalado de sistemas de armazenamento de energia. Para se ter uma ideia, as usinas fotovoltaicas têm um custo entre R$3 mil e R$5 mil por kW instalado, números dos últimos leilões de energia fotovoltaica no Brasil. Entretanto, ganhando em escala pode competir com as caras e poluidoras usinas termelétricas, que hoje tem um custo de R$600/MW.

E a tal usina de ar comprimido? Essa entra em operação nas próximas semanas em Manchester, no Reino Unido, com capacidade de 5MW. Esse projeto da empresa Highview Power Storage teve um investimento de 8 milhões de libras, equivalente a R$45 milhões. A usina usará a queima do lixo para aquecer o ar comprimido para gerar energia, aumentando a eficiência do projeto de 60% para 80%.

Todas essas pesquisas têm ajudado a indústria automobilística que está em uma fase de transição dos motores poluentes a combustão para energia elétrica.

Mas, quem está bem na foto é a Bolívia que possui a maior reserva de lítio do mundo, ou pelo menos deveria, se souberem aproveitar o potencial que tem. A maior reserva se concentra logo abaixo da crosta branca de Uyuni. Quase nada foi tocado: apesar de a jazida ter atraído o interesse de empresas de várias partes do mundo, o presidente Evo Morales decidiu desenvolver toda a cadeia com tecnologia própria. Segundo afirmou Morales, “desejo um carro Toyota movido a lítio, mas feito na Bolívia”.

O Brasil tem 0,18 milhões de toneladas de reservas de lítio, enquanto nossos vizinhos têm as maiores reservas do mundo: Bolívia, 9 milhões de toneladas; Chile, 7,5 milhões de toneladas; e Argentina, 6,5 milhões de toneladas. Depois aparecem os Estados Unidos com 5,5 milhões de toneladas, a China com 5,4 milhões de toneladas e o Canadá com 1 milhão de tonelada.

Dinheiro para pesquisa e desenvolvimento de baterias estará disponível no Brasil, vamos torcer para que os projetos de pesquisa se tornem produtos comerciais em breve.

O desafio da transformação da matriz energética

Apesar do eloquentes discursos sobre a necessidade de investimentos em energia renovável para minimizar as mudanças climáticas na COP21 em Paris, o desafio para transformar a matriz energética é gigantesco. Não apenas no campo da tecnologia, mas na economia e política.

No campo da tecnologia, para usar energia eólica e fotovoltaica temos que avançar na digitalização do sistema (Smart Grid). As fortes variações de frequência de geração de energia criam pertubações significativas na rede que podem levar ao desligamento automático de sistemas integrados. Para se ter uma ideia, a variação de geração de energia eólica pode variar de 100% para 10% em apenas 3 segundos.

Outro ponto sobre tecnologia são as discussões sobre geração de energia centraliza e descentralizada. Tanto do ponto de vista técnico como econômico a geração centralizada é mais simples e barata. A geração distribuída e acoplada a sistemas elétricos integrados necessita de grandes investimentos em automação e controle para evitar falha no serviço. O uso de baterias de grande capacidade, que além de armazenar energia ajudam na estabilização do sistema, são caras e com produção limitada.

Do ponto de vista econômico, substituir a energia gerada através de carvão, óleo e gás significa pesadíssimos investimentos. Atualmente, cerca de 80% da energia gerada no mundo usa combustíveis fosseis. Além disso, em alguns países ainda existem subsídios para energias de alta emissão de carbono. Aliás, uma tremenda distância entre o discurso ambiental e a prática.

Na esfera política as escolhas são difíceis. Veja o caso do Brasil, qual a melhor opção? Usar o dinheiro público (Tesouro Nacional ou altos preços dos combustíveis) para salvar a Petrobrás, garantindo os royalties de Estados e municípios, a manutenção dos empregos, os investimentos realizados e planejados e o poder de barganha dos políticos ou redirecionar os investimentos para geração de energia renovável, incluindo financiamentos e subsídios?

Apesar dos investimentos em projetos de petróleo estarem em declínio nos últimos dois anos, ainda têm uma parcela importante no contexto global de energia.

O fato é que temos que investir em geração, transmissão e distribuição de energia para atender a crescente demanda. Cada vez mais a energia é fonte de crescimento econômico e alavancador de novas tecnologias, produtos e serviços.

Parte da solução está na digitalização do sistema elétrico (Smart Grid) para melhorar o controle da demanda. Redes inteligentes permitem o uso mais eficiente de energia e, consequentemente, reduz e aproveita melhor os recursos de geração.

Uma discussão interessante sobre transformação de energia foi realizada no Fórum Econômico Mundial 2016 em janeiro em Davos.

A Convergência da IT e OT (Operational Technology)

As tecnologias de Big Data e Internet of Things (IoT) transformarão o chão de fábrica e a operação das empresas. O Big Data é capaz de integrar sistemas proprietários SCADA, software de monitoração e supervisão de controladores remotos, e permitir análises e correção de erros em tempo real (self-healing). Os sistemas proprietários serão substituídos por dispositivos IoT que enviarão dados em intervalos de milissegundos para análise em tempo real usando Big Data. Essas tecnologias, associadas às tecnologias de comunicação de dados, permitirão o controle total das operações de uma empresa.

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Não existem dúvidas que os sistemas corporativos (ERP) irão migrar para ambientes de computação em nuvem (Cloud Computing). Os próprios fornecedores de software para ERP estão migrando seus ambientes para Cloud Computing e criando novos serviços para assegurar sua robustez e alta disponibilidade, o MCaaS, Managed Cloud as a Services. A SAP está certificando vários parceiros para operar os sistemas em Cloud Computing para seus clientes. Esses sistemas poderão ser executados em qualquer data center, com segurança, utilizando as melhores práticas de gestão, incluindo planos de contingência (DRP).

Entretanto, operar em tempo real processos complexos de manufatura do chão de fábrica requer proximidade do processamento e uma rede local confiável, redundante e sem latência. Por maior que tenham sido os avanços na área de telecomunicações, ainda existem pontos de vulnerabilidade importantes quando analisamos uma WAN (Wide Area Network), uma rede de longa distância. Como, por exemplo, o rompimento de uma fibra ou falha em um equipamento crítico de rede.

Neste contexto, os data center industriais localizados dentro das plantas de manufatura ou de centros de distribuição são componentes chaves para a eficiência e operação dos processos. Arisco dizer que a complexidade da sua arquitetura e de seus sistemas são maiores que dos ambientes de sistemas corporativos.

Em sistemas de missão-crítica, como os sistemas de chão de fábrica (shop-floor), não existe margem para erros. Uma transação com defeito pode danificar os produtos ou colocar a vida de trabalhadores em risco. Se o dispositivo de controle de pressão de uma caldeira não for acionado corretamente existe o risco de explosão.

A complexidade das plantas de manufatura e a necessidade de operação ininterrupta (24×7) exigem processos altamente automatizados, sem interferência humana. Esse ambiente de processamento requer profissionais com profundos conhecimentos de processos de manufatura, engenharia de produto, robótica, automação, arquitetura de sistemas de missão-crítica e data centers industriais. O que difere da formação tradicional de programadores e analistas de sistemas, normalmente, orientados a processos corporativos.

Essa necessidade acabou criando outra organização de TI dentro da empresa, conhecida como OT (Operational Technology), muitas vezes não reconhecida pela TI Corporativa e vista como uma organização paralela e não oficial. Entretanto, acordos de convivência entre IT e OT sempre funcionaram, pois a OT era quase que apartada da TI corporativa.

Entretanto, o cenário agora mudou. A OT precisa adotar práticas de segurança cibernéticas mais sofisticas devido a alta automação dos processos e tem que adotar tecnologias de Big Data, IoT e ferramentas analíticas sofisticadas para análise de dados em tempo real. Por outro lado, as informações do chão de fábrica em tempo real são essencial para a TI Corporativa no relacionamento com clientes e processos de logística.

Esse é o momento da integração da IT/OT nas organizações. Essa integração construíra sistemas de monitoração e controle sofisticados como o apresentado na figura abaixo, com a integração de sistemas SCADA e de dispositivos IoT em Big Data para análise em tempo real. A metodologia de melhoria contínua Six-Sigma assume um novo patamar, sendo possível o uso de grandes quantidades de dados para suas análises e definição de novos processos.

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A convergência de IT/OT trás novas e amplas possibilidades de inovação, eficiência organizacional, redução de custos e satisfação dos clientes.

Um componente novo nesse ambiente é a autoprodução de energia a partir de fontes renováveis. Os custos e a escassez de energia para atender as demandas das fábricas e, ao mesmo, tempo reduzir as emissões de gases do efeito estufa está viabilizando a construção de plantas de geração exclusivas para atender as fábricas e outros prédios das empresas. Como fez o grupo Honda que criou a Honda Energy do Brasil, investindo R$100 milhões em um parque eólico de 27MW em Xangri-Lá (RS) para abastecer sua fábrica no Sumaré e reduzindo a emissão de 2,2 mil toneladas de CO2 por ano (veja a foto abaixo). A energia é gerada no Rio Grande do Sul e através das linhas de transmissão do sistema integrado brasileiro chega até São Paulo.

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Trabalhei durante 20 anos na indústria automobilística na área de TI e nos últimos 10 anos dedicados à indústria de energia. Sou professor de Big Data, Engenharia de Software e Gestão de Risco na pós-graduação da Universidade Mackenzie (SP) e professor de Projetos de Socioambientais do MBA da FIAP (SP). Como consultor, trabalho em projetos de IT/TO usando os conceitos e tecnologias apresentadas neste artigo.