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AgriFlex – Flexibilidade do consumo de energia na agricultura para a transição energética (ID: 393 )
Coordenador: IPC/ESAC - Instituto Politécnico de Coimbra - Escola Superior Agrária de Coimbra
Iniciativa emblemática: 11. Transição agroenergética
Data de Aprovação: 2022-10-04 Duração da iniciativa: 2025-12-31
NUTS II: Centro NUTS III: Região de Coimbra
Identificação do problema ou oportunidade
A transição energética implica a implementação em larga escala
de produção renovável descentralizada, exigindo uma maior flexibilidade da
rede elétrica (capacidade de ajustar a produção e o consumo em tempo real). Até
agora têm sido considerados, quase exclusivamente, recursos do lado da produção
para conferir essa flexibilidade ao sistema elétrico, mas, cada vez mais, são
procuradas fontes de flexibilidade do lado do consumo. Em Portugal, a oferta de
serviços de flexibilidade foi testada apenas em consumidores intensivos de
energia (indústria). A nível internacional (Califórnia), os agricultores são
remunerados por serviços de flexibilidade que oferecem à rede elétrica ao
deslocarem operações como a rega ou a ventilação de estufas para períodos de
menor consumo. Para além de contribuir para uma gestão mais eficiente da rede
elétrica, estas operações de gestão de consumos constituem para as suas
empresas uma fonte alternativa de rendimento e de redução dos custos com a
energia, sem afetar a produtividade. É expectável que também no nosso país
venha a ocorrer, a curto prazo, a regulação do mercado de flexibilidade, à
semelhança do que já ocorre em vários países europeus (ex. Espanha). Para além
de se criarem oportunidades de rendimento adicional à atividade, as explorações
agrícolas que ajustem o seu consumo de energia elétrica para períodos mais
baratos do tarifário e/ou para períodos de produção fotovoltaica, conseguirão
reduzir a sua fatura energética. Contudo, há que ultrapassar várias barreiras: falta
de informação; formação dos vários agentes do setor sobre eficiência energética
e mercados de flexibilidade; identificação de oportunidades nas atividades e
processos produtivos agrícolas; desenvolvimento de tecnologias que respondam às
especificidades da atividade; questões regulatórias.
No setor agrícola nacional, são as explorações de
horticultura intensiva e de fruticultura as que têm um maior encargo médio com
eletricidade. Algumas têm vindo a instalar sistemas de produção descentralizada
de energia para autoconsumo (ex. painéis fotovoltaicos), respondendo a
incentivos como o Programa Next Generation, mas vêem-se confrontadas com o
desalinhamento entre os períodos de produção de energia e o de consumo. A opção
por tecnologias de armazenamento (ex. baterias) pode contribuir para resolver essa
questão, mas são necessários dispositivos de controlo automatizados que
otimizem a utilização dos equipamentos elétricos, considerando a produção
fotovoltaica, os preços variáveis da eletricidade e as restrições dos processos
produtivos. Face à forte dependência da atividade agrícola das condições
edafoclimáticas, as tecnologias existentes carecem de desenvolvimento e
adaptação ao setor agrícola, respeitando as limitações e otimizando a
utilização dos fatores de produção.
Com o crescimento da produção de energia renovável descentralizada, verifica-se
um aumento da competição pelo uso do solo entre a atividade agrícola e a
produção fotovoltaica, preocupação já sentida em vários países europeus. A
solução tecnológica para o problema, usualmente designada por ‘agrivoltaics’, implica
conjugar os dois usos na mesma parcela agrícola, integrando painéis fotovoltaicos
em estruturas que não impedem a utilização do solo, ou a mecanização de todas
as operações. Esta solução tem ainda o benefício adicional do sombreamento, aspeto
crucial para reduzir eventuais perdas de rendimento motivadas pelos picos de
calor, situação cada vez mais comum face às alterações climáticas a que os
produtores agrícolas são vulneráveis. Exemplificando, os produtores de pequenos
frutos têm necessidade do sombreamento nas suas culturas para viabilizar variedades
de ciclo mais tardio, resolvendo não só a perda de rentabilidade causada pelos
picos de calor, como até promovendo a sua competitividade ao colocarem no
mercado produto fora da época usual. Embora tenham sido já realizados estudos
da aplicabilidade dos ‘agrivoltaics’ em alguns países europeus, as aplicações
em Portugal são escassas, em particular em culturas de pequenos frutos e na horticultura.
Breve resumo da iniciativa a desenvolver
A iniciativa
AgriFlex tem como principal objetivo contribuir para a transição energética na
agricultura, promovendo uma atividade agrícola mais competitiva, resiliente e
sustentável. Em particular, visa: Promover as energias renováveis, a
produção descentralizada de eletricidade e a descarbonização, utilizando a
tecnologia ‘agrivoltaics’; Incrementar a eficiência energética e reduzir
custos com energia, recorrendo às melhores tecnologias e estratégias de
gestão e controlo de equipamentos elétricos, de forma a alinhar o consumo de
eletricidade com períodos mais baratos do tarifário ou de maior produção de
energia renovável descentralizada; Contribuir para uma melhor gestão da rede
elétrica através de serviços de flexibilidade oferecidos pelo setor
agrícola, aumentando a rentabilidade das explorações agrícolas. Serão
desenvolvidas atividades de IDI, incluindo a transferência de tecnologia e
demonstração de: - soluções
fotovoltaicas ‘agrivoltaics’ com recurso a painéis flexíveis/rígidos
integrados em estufas e em estruturas sobrelevadas fixas/móveis, desenhadas à
medida dos processos produtivos de culturas hortícolas e de pequenos frutos em
condições reais de produção, suportadas por ensaios de produtividade agrícola
face ao sombreamento gerado e por análises económicas que integram as
componentes agrícola e energética; - soluções
de gestão e controlo de equipamentos elétricos em explorações de hortícolas
e de pequenos frutos que minimizem a fatura energética tendo por base técnicas
de inteligência artificial e abordagens de otimização multiobjetivo com recurso
a modelos de previsão, restrições técnicas associadas às condições de produção
e especificidades dos equipamentos, recursos energéticos (produção
fotovoltaica, armazenamento), preços variáveis de aquisição/venda de
eletricidade e remuneração por serviços de flexibilidade. As funcionalidades
atuais da tecnologia Kisenseâ serão adaptadas para o
setor agrícola, incluindo a gestão e controlo remotos de equipamentos,
monitorização e visualização em tempo real de indicadores de desempenho,
alarmes, produção de relatórios e interface amigáveis. - serviços
de flexibilidade prestados pela atividade agrícola, em particular pelos
setores hortícola e de pequenos frutos, sendo o seu potencial económico e
energético quantificado com base na avaliação técnica dos processos produtivos,
caracterização de usos/equipamentos, identificação de oportunidades de
eficiência energética, incluindo reduzir/aumentar/deslocar consumos, condições
regulatórias/mercados de flexibilidade, bem como de preferências dos produtores
e outros agentes. A iniciativa desenvolverá ainda: atividades
de capacitação técnica e sensibilização dos agentes do setor agrícola sobre
tecnologias ‘agrivoltaics’, serviços e mercados de flexibilidade, eficiência
energética e gestão flexível do consumo de eletricidade, através de ações de
formação, dias abertos nos locais dos ensaios de campo e testes experimentais, publicações
técnicas e manuais de boas práticas; atividades de sensibilização dos
agentes do setor energético para o potencial de flexibilidade do setor agrícola
e especificidades regulatórias a acautelar para potenciar estes serviços; e atividades
de comunicação e disseminação dos resultados pelos demais atores chave, comunidade
científica e público em geral.
O consórcio é
constituído por 14 entidades com competências em todas as vertentes da
iniciativa: 2 instituições do ensino superior com valências na área agrícola e
em metodologias de apoio à decisão em contexto energético; 1 instituto de
investigação na área agronómica; uma Direção Regional de Agricultura gestora de
cinco Polos de Inovação; 1 centro de competências; 1 associação de produtores;
2 PMEs tecnológicas, uma especializada em ferramentas digitais e de apoio à
transição energética e outra em tecnologias de produção agrícola; e 6 PMEs
agrícolas: 3 produtoras de pequenos frutos e 3 produtoras de hortícolas,
incluindo jovens agricultores inseridos em territórios desfavorecidos.
Áreas de Trabalho e responsabilidades de cada parceiro
O consórcio foi formado de modo a integrar as
competências necessárias à prossecução dos objetivos da iniciativa, quer ao
nível da IDI com elevado potencial de introdução no mercado, quer da
demonstração e transferência de conhecimento para os agentes dos setores
agrícola e energético, disseminação junto da comunidade científica, demais
atores chave incluindo futuros profissionais, e público em geral.
A entidade proponente e coordenadora (IPC-ESAC) é uma
instituição de ensino superior com valências em várias áreas, incluindo a
agricultura e as tecnologias ambientais, que terá a seu cargo assegurar o
sucesso do plano de ação, envolvendo a coordenação da equipa e a
operacionalização das tarefas, a gestão administrativa, legal e financeira, a
articulação com a entidade financiadora e entre os vários parceiros, a gestão
de dados e a prevenção e minimização de riscos que possam comprometer o plano
estabelecido. A DRAPC colaborará na facilitação do desenvolvimento das
atividades e na articulação com os vários parceiros, agricultores e demais
agentes do setor. Nos polos de inovação da DRAPC (Coimbra e Viseu) e no
IPC-ESAC serão realizados ensaios, em culturas hortícolas e de pequenos frutos,
recorrendo a soluções ‘agrivoltaics’ e de gestão e controlo de equipamentos,
com o objetivo de maximizar a eficiência energética e minimizar os custos com
eletricidade nas atividades agrícolas. Para o efeito, os parceiros tecnológicos
(Prilux e Cleanwatts) desenvolverão, adaptarão e instalarão as tecnologias nas
áreas das culturas agrícolas alvo, incluindo dispositivos de sensorização e de
monitorização ambiental, realizando também a recolha, processamento e análise
de dados. A UC desenvolverá algoritmos customizados de previsão e otimização com
técnicas de inteligência artificial a incorporar nas tecnologias de
gestão/controlo, produzindo simulações que suportem as decisões em ambiente
real. O INIAV, para além de contribuir com conhecimento técnico e científico,
promoverá a transmissão de conhecimentos para entidades relevantes. As
explorações agrícolas parceiras incluem jovens agricultores de territórios
desfavorecidos e com modos de produção sustentáveis dedicadas à produção de
pequenos frutos (Nutrix, Alendão, Boca do Lobo) e hortícolas (Ecoseiva, Quinta
do Celão, Detalhe Campestre). Os seus processos produtivos serão
caracterizados, testes de gestão/controlo de equipamentos realizados e o
potencial de flexibilidade aferido, em particular aproveitando as sinergias
criadas por investimentos em autoconsumo e/ou armazenamento cofinanciados por
outros programas de financiamento. O COTHN-CC e a AGIM serão responsáveis pela
disseminação de resultados, respetivamente, junto dos produtores de hortícolas
e de pequenos frutos, através do desenvolvimento de ações como dias abertos,
ações de formação, publicações técnicas e elaboração de manuais de boas
práticas. O IPC-ESAC é ainda responsável por realizar entrevistas
semiestruturadas e ‘focus groups’ com os agricultores e técnicos do setor para
identificar os desafios do autoconsumo e as barreiras à adoção de medidas de
eficiência energética que os agricultores enfrentam, bem como a flexibilidade
no consumo de energia das atividades agrícolas, conforme as especificidades dos
respetivos processos produtivos.
De um modo geral, todos os parceiros do projeto partilharão conhecimento
entre si, nomeadamente, do saber-fazer na área agrícola para os parceiros
tecnológicos e da área de eficiência energética para os parceiros que
desenvolvem a atividade agrícola.
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