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Microrredes solares oferecem um caminho para descarbonizar a mineração

Com a queda do custo da energia renovável, a descarbonização na indústria de mineração está se tornando economicamente viável

Autor: 7 de abril de 2021Artigos técnicos
Microrredes solares oferecem um caminho para descarbonizar a mineração

A mineração é uma indústria com alta demanda de energia. Cavar, triturar e processar minerais requer uma grande carga energética e as minas, geralmente, operam 24 horas por dia, sete dias por semana.

Assim como outras indústrias, as mineradoras estão em busca de soluções para reduzir suas emissões. Tanto para o bem do planeta, quanto em resposta à crescente pressão dos seus clientes para que adotem uma abordagem mais ecológica.

Cada vez mais fabricantes que utilizam minerais em sua cadeia de produção buscam formas de tornar os seus processos mais sustentáveis.

Ainda que matérias-primas como os metais raros sejam essenciais para a fabricação de produtos, como eletrônicos e veículos elétricos, há uma grande procura por fornecedores destes insumos cujas operações possuam menor intensidade de emissão de carbono.

O Brasil possui ricas reservas de metais, produzindo e exportando cerca de 80 commodities minerais, o que faz do país a sexta maior indústria de mineração do mundo. Entretanto, as minas brasileiras estão frequentemente localizadas em regiões remotas e fora da malha energética, o que torna suas opções de descarbonização limitadas.

Sem acesso a uma malha energética, as minas acabam tendo que recorrer a geradores poluentes e carros movidos a petróleo para obter a energia necessária. Com a queda do custo da energia renovável, no entanto, a descarbonização em toda a indústria de mineração está se tornando economicamente viável. Diante disso, operadores da indústria vêm analisando como as microrredes podem lhes permitir o acesso à energia renovável em operações fora da malha energética.

Microrredes de energia solar

A energia solar fotovoltaica é uma tecnologia comprovada, que fornece energia limpa e barata para ajudar a atender a demanda energética em todo o mundo. Nesta modalidade, os ativos de energia solar são geralmente conectados à malha energética, o que permite que qualquer energia que não for consumida onde é gerada seja alimentada de volta à malha.

A principal desvantagem do uso isolado da energia solar é que ela não é capaz de gerar energia 24 horas por dia. Contudo, as microrredes solares são sistemas híbridos de geração e armazenamento de energia solar, que fornecem acesso à eletricidade mesmo quando o Sol não está brilhando. Elas atuam como malhas energéticas locais e auto-suficientes, que podem servir a um bairro, campus ou empresa.

As microrredes podem operar ao lado de uma malha energética existente, ou completamente independentes da mesma. Hoje em dia, o uso de baterias é a maneira mais simples de armazenar energia. Porém, o hidrogênio também vem se tornando uma solução viável, à medida que há uma baixa no custo do equipamento especializado para esse tipo de armazenamento.

Principais benefícios

As microrredes solares permitem que empresas descarbonizem suas operações fora da malha energética, abandonando a geração de energia a partir de combustíveis fósseis. A energia é gerada no local, o que elimina a necessidade de transporte de diesel. Uma usina solar de 1 MW normalmente produz 2.000 MWh anualmente, podendo substituir cerca de meio milhão de litros de diesel.

Devido ao baixo custo dos equipamentos e à longevidade dos ativos – que normalmente duram até 30 anos – a energia solar tornou-se uma das fontes energéticas mais econômicas. Ela também possui manutenção relativamente baixa em comparação com os geradores a diesel, além de apresentar maior confiabilidade no fornecimento e melhor resiliência comercial.

Os custos da bateria também estão em uma trajetória descendente, com projeções que preveem um declínio de 50% de 2017 a 2030. A conexão de uma microrrede à malha energética principal também pode melhorar a confiabilidade da malha, mantendo um equilíbrio ideal entre a produção e o consumo de energia.

O armazenamento por bateria funciona como uma “reserva de fiação” para compensar as falhas de geração. Ter uma infraestrutura de energia mais confiável traz valor econômico para a sociedade, aumentando a produtividade e melhorando a qualidade de vida das pessoas.

Quando uma microrrede é conectada à malha energética, seus operadores podem ainda oferecer suporte aos operadores da malha. Isso se dá através da prestação de serviços auxiliares para ajudá-los a manter uma frequência de energia estável, por meio de um sistema de balanceamento de rede. Em outras palavras, além de uma fonte de eletricidade, a microrrede pode ainda se tornar uma fonte de renda.

O consumo energético é responsável por até 30% dos custos operacionais de uma atividade de mineração típica, portanto, qualquer redução de custos pode ter um grande impacto no valor total da operação.

Ao se comprometerem com contratos de aquisição de energia renovável (PPAs) de longo prazo, normalmente de dez a 15 anos de duração, as empresas de mineração têm acesso à energia mais barata. Enquanto o preço do diesel é muitas vezes volátil e imprevisível, os PPAs fornecem aos compradores preços previsíveis para sua energia a longo prazo.

Um outro benefício dos PPAs é que eles permitem que as empresas tenham acesso à energia de baixa emissão de carbono, proveniente de parques solares fotovoltaicos, sem ter que investir capital em suas próprias usinas elétricas. As empresas se comprometem a comprar uma certa quantidade de eletricidade por ano, ao longo de determinado período, a uma tarifa acordada.

Mesmo com sistemas solares híbridos e armazenamento de bateria, os usuários de uma microrrede podem muitas vezes se beneficiar de ter sua própria microrrede, sem ter que desembolsar capital. Alguns desenvolvedores de microrrede oferecem modelos comerciais de “armazenamento de baterias como serviço”, permitindo que os clientes se beneficiem do armazenamento de energia, pagando pelas baterias através da economia compartilhada.

A operação independente da malha é especialmente benéfica em certas regiões do Brasil, onde a confiabilidade da malha energética deixa muito a desejar. Neste caso, os usuários da microrrede se beneficiam da segurança de fornecimento e da redução de quedas de energia.

Eletrificar para descarbonizar

Empresas de mineração na África e na América do Sul já estão mostrando o que é possível através da adoção de energias renováveis. A mina de cobre Zaldívar, no Chile, será a primeira mina na América Latina a operar com energia 100% renovável.

Como resultado de um acordo de dez anos para comprar energia renovável com a concessionária chilena Colbun, a mina reduzirá suas emissões em 350 mil toneladas por ano. A mina Vametco, na região noroeste da África do Sul, anunciou recentemente que usará baterias de fluxo redox de vanádio (VRFB) para armazenar energia de uma planta solar fotovoltaica de 3,5 MW.

A microrrede fornecerá quase 10% das necessidades elétricas da mina. A tecnologia VFRB pode oferecer uma capacidade de energia quase ilimitada, utilizando tanques de armazenamento de eletrólitos. A eletrificação de equipamentos de mineração, tais como caminhões e escavadeiras, está em uma fase inicial. Atualmente, apenas 0,5% dos equipamentos de mineração são totalmente elétricos.

Entretanto, o custo de propriedade dos veículos elétricos a bateria se compara favoravelmente aos veículos com motor de combustão interna. Veículos movidos a hidrogênio são outra opção de emissão zero para descarbonizar uma operação de mineração, especialmente tratando-se de grandes instalações que, de outra forma, exigiriam baterias enormes (e pesadas) para fornecer energia suficiente.

Os sistemas híbridos de energia solar de microrrede oferecem às mineradoras um caminho comercialmente viável para aumentar seu uso de energia renovável e iniciar sua jornada de descarbonização.

Como as microrredes fornecem eletricidade mais econômica e com preços previsíveis, bem como autonomia em relação à malha energética e maior resiliência de fornecimento, sua adoção está se tornando uma parte cada vez mais importante da estratégia de descarbonização para as empresas de mineração.

Curso usinas solares
Jamie MacDonald-Murray

Jamie MacDonald-Murray

Presidente da Lisarb, empresa com sede no Reino Unido que desenvolve, implementa e opera Parques de Energia Solar em todo o Brasil.

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