Medidores inteligentes e preços dinâmicos podem ajudar os consumidores a usar eletricidade quando ela for mais barata, economizando dinheiro e reduzindo a poluição

Os americanos querem que a sua electricidade seja barato, limpo e confiável, mas essa trifeta está se tornando mais evasiva, graças às mudanças climáticas.De acordo com um relatório de 2021 da organização de pesquisa sem fins lucrativos Climate Central, mais de 80% das grandes interrupções relatadas nos EUA.de 2000 a 2021 foram causados ​​por extremos climáticos, como ondas de calor, incêndios florestais e tempestades tropicais.

Nós somos um economista e um engenheiro eletricista investigando como o aumento do uso de tecnologia de medidor inteligente bidirecional pode ser utilizado para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa do sector eléctrico e ajudar a economia a resistir aos extremos climáticos provocados pelo clima.Na nossa opinião, a adaptação do sistema energético a condições climáticas cada vez mais voláteis exigirá uma combinação de tecnologias de fácil utilização e incentivos económicos.

A promessa dos medidores inteligentes

Até recentemente, a maioria dos EUAas famílias tinham medidores elétricos mecânicos.Os funcionários dos serviços públicos visitavam cada casa para fazer uma leitura mensal que a empresa usaria para calcular a conta da família.

A partir do início dos anos 2000, as concessionárias começaram a implementar medidores inteligentes, também conhecidos como infraestrutura de medição avançada, ou AMI.Esses dispositivos eletrônicos medem o consumo de eletricidade de uma casa e comunicam-no à concessionária sem fio a cada poucos minutos.

A comunicação entre o medidor inteligente e a concessionária é um canal bidirecional, que permite à concessionária conectar ou desconectar remotamente a energia de uma residência.Os EUAO Departamento de Energia estima que a partir de 2020, mais de 90 milhões de sistemas AMI residenciais foram instalados em todo o país. Cerca de dois terços dos medidores de eletricidade em todos os EUAagora são medidores inteligentes.

Para as concessionárias, os medidores inteligentes reduzem o custo da leitura dos medidores e tornam possível detectar e responder rapidamente a quedas de energia.Os dados de uso refinados que os medidores inteligentes fornecem podem ajudar as concessionárias a entender e prever melhor a demanda do cliente usando análise de dados e ferramentas de inteligência artificial.

Com essas informações, as concessionárias podem gerenciar suas operações para ajudar a evitar apagões devido a falta de capacidade de geração.

As concessionárias estão fazendo parceria com empresas como Opoder para fornecer aos clientes aplicativos móveis e relatórios que os ajudem a monitorar e compreender o uso de eletricidade.Um relatório típico pode permitir que um cliente compare seu uso durante 12 meses com o de seus 100 vizinhos mais próximos e 20 vizinhos com maior eficiência energética.

Estudos mostram que receber tais relatórios leva os consumidores a reduzir o consumo de eletricidade em cerca de 2%.A redução da demanda de pico em alguns pontos percentuais pode permitir que as concessionárias evitem apagões durante períodos de alta demanda.

Durante eventos climáticos extremos, como ondas de calor, as concessionárias rotineiramente emitir apelos de conservação aos seus clientes.A análise de dados de medidores inteligentes pode ser usada para identificar quais clientes realmente respondem a essas solicitações.

Dispositivos inteligentes e preços dinâmicos

As concessionárias estão começando a emparelhar medidores inteligentes com outras novas tecnologias, incentivos de preços e sociais “cutucadas”Para incentivar a conservação de eletricidade.

Por exemplo, empresas como Google, Ecobee, Emerson e Honeywell agora estão projetando termostatos inteligentes que são pré-programados para atender às preferências individuais do cliente.À medida que a temperatura muda ao longo do dia, os termostatos atuam de forma autônoma, como pré-resfriar a casa quando a demanda de energia é menor.Estima-se que termostatos inteligentes podem reduzir o consumo de energia em 10% a 15%.

É possível gerenciar ainda mais o uso de energia introduzindo preços dinâmicos – mudanças de preços em tempo real que se reflectem directamente nas facturas de electricidade dos consumidores.Atualmente, a maioria dos EUAas famílias pagam taxa fixa para cada quilowatt-hora de eletricidade eles usam, independentemente de quanto custa gerá-lo.

Na versão mais simples de preços dinâmicos, todos os consumidores de electricidade enfrentariam um preço mais elevado em tempo real pela electricidade quando o mau tempo reduzisse o fornecimento de energia.Para uma empresa de electricidade que tenha implementado contadores inteligentes, os contadores sinalizariam aos clientes – talvez através de mensagens de texto – que o preço da energia aumentará durante as próximas seis horas.Isto alertaria os consumidores para desligarem os computadores e reduzirem o uso discricionário de energia.

Experimentos de preços em Washington, D.C. e outras cidades demonstraram que os consumidores reduzir seu consumo de eletricidade quando enfrentam picos de preços durante períodos de pico de procura de electricidade.Se um número suficiente de pessoas e empresas participassem, a procura agregada de energia diminuiria, reduzindo o risco de apagões em todo o sistema.

Essa estratégia também é boa para o meio ambiente.As empresas de serviços públicos recorrem frequentemente a centrais eléctricas altamente poluentes que funcionam com combustíveis fósseis quando a procura excede a oferta.Estas plantas contribuem para poluição atmosférica local e emissões globais de gases com efeito de estufa.

A introdução de preços de pico críticos para a electricidade reduz esta necessidade de energia suja.Evitar apagões de energia também reduzirá a dependência de geradores domésticos, que muitas vezes emitir poluição atmosférica particulada prejudicial.

Manter preços dinâmicos justos

É evidente que alguns consumidores conseguem reagir aos picos de preços mais facilmente do que outros.Por exemplo, uma pessoa que faz diálise em casa não consegue reduzir facilmente o seu consumo de electricidade num curto espaço de tempo.

Preços de electricidade altamente voláteis sem salvaguardas poderiam desencadear reação pública.Isso aconteceu durante o congelamento profundo de 2021 no Texas, que expôs alguns consumidores a contas de eletricidade astronômicas durante uma onda de frio com risco de vida.

Economistas desenvolveram estratégias de preços para incentivar a conservação de energia sem aumento de preços, pessoas vulneráveis.Por exemplo, uma concessionária pode usar dados de medidores inteligentes e inteligência artificial para identificar clientes que são grandes consumidores de eletricidade, mas também responder aos aumentos de preços reduzindo o uso de energia.Poderia ser oferecido a estes consumidores um incentivo financeiro anual em troca da inscrição em programas críticos de preços de pico.

Clientes que aceitar voluntariamente o acordo enfrentaria picos de preços talvez 15 dias por ano.Poderiam proteger-se de grandes facturas de energia investindo em medidas de conservação de energia, tais como a instalação de isolamento, aparelhos energeticamente eficientes ou painéis solares.

Em conjunto, a resposta esperada – reduzindo o consumo de energia durante os períodos de pico – ajudaria a reduzir o risco de apagão.Dinheiro federal do recentemente promulgado Lei de Redução da Inflação poderia ser usado para pagar as taxas de incentivo iniciais.

Esta abordagem reflecte o facto de uma pequena percentagem de consumidores de electricidade representar normalmente uma grande parcela da demanda total.Se 10% dos consumidores forem responsáveis ​​por 30% da procura de uma empresa de electricidade, e esse grupo puder ser encorajado a reduzir o seu consumo em 50%, então a procura agregada diminuirá 15% durante eventos críticos de pico de preços.Os outros 90% dos consumidores não estariam expostos a picos de preços.

O financiamento da energia limpa na Lei de Redução da Inflação representará o maior investimento individual em clima e energia nos EUAa data.Acreditamos que direcionar parte deste financiamento para programas que incentivam a adoção de dispositivos inteligentes de medição de energia, juntamente com a introdução de sinais de escassez de recursos em tempo real, ajudará a avançar na transição para energia limpa.