Opinião

O consumo de eletricidade da faculdade durante o confinamento

Computador

Qual o impacto no consumo de energia no universo da Ciências ULisboa?

Ciências ULisboa
Miguel Centeno Brito
Miguel Centeno Brito
Imagem cedida por MCB

As aulas virtuais reduzem o consumo de eletricidade na faculdade mas aumentam o consumo em casa. Qual será o saldo?

A perturbação da vida social durante estes tempos de confinamento é uma experiência social, uma oportunidade única para testar algumas das hipóteses que normalmente não podemos testar diretamente. Conseguimos perceber por exemplo o impacto da nossa vida habitual na poluição atmosférica urbana ou nas emissões de gases de efeito de estufa. Um outro tema que é interessante explorar é o do teletrabalho. O teletrabalho é usualmente descrito como uma forma eficiente de gerir o tempo e a energia. Relativamente ao tempo, já muito se tem dito e escrito sobre as dificuldades de articulação entre o tempo de trabalho e o tempo familiar, especialmente para quem tem crianças em casa. Neste apontamento vamos avaliar o impacto no consumo de energia no universo da Ciências ULisboa.

Nas escolas do ensino superior o período de confinamento foi caracterizado pela suspensão das atividades presenciais de ensino e investigação, que foram substituídas por aulas e reuniões virtuais. O modelo mais adotado foi a realização de aulas por videoconferência, nomeadamente usando a plataforma Zoom.

Os consumos de eletricidade associados a serviços de streaming têm sido muito debatidos mas podemos estimar, conservadoramente[1], como da ordem de 0.015 kWh/GB  ou, assumindo 1 GB por hora, 0.015 kWh/h. Assumindo que em média um aluno tem 4h diárias de aulas em videoconferência, para o universo da Ciências ULisboa (com 5000 alunos) o consumo de eletricidade associado às aulas da Faculdade é por isso da ordem dos 8.25 MWh/mês.

O consumo dos computadores em si, assumindo portáteis com consumo de 30 W é o dobro, cerca de 16.5 MWh/mês. Tudo somado, temos um consumo adicional da ordem de 25 MWh/mês com as aulas virtuais. O aumento da fatura de eletricidade dos estudantes, assumindo um custo médio de 0.15€/kWh, é de quase 2500€/mês (ou 0.5 €/estudante).

Por outro lado, com aulas em ambiente virtual evitam-se as deslocações físicas à escola. Como muitos estudantes se deslocam à escola em veículos movidos a combustíveis fósseis o impacto das aulas virtuais é certamente positivo, porque estamos a substituir emissões de CO2 nos automóveis por eletricidade com uma fração muito significativa de renováveis, tanto em Portugal como nos locais onde estão os data centres. Para simplificar a análise, vamos assumir que as deslocações de e para a escola são de metropolitano. O consumo de eletricidade marginal dos passageiros do metropolitano de Lisboa[2] é da ordem de 8 passageiro.km/kWh e portanto, se os estudantes se deslocarem em média 10 km por dia para ir e vir da escola, temos mais de 1 milhão de passageiros.km, a que corresponde uma redução no consumo de eletricidade de 137.5 MWh/mês quando se evitam as deslocações. Do ponto de vista financeiro claro que se verifica uma poupança relevante, porque se evita a compra do passe muito mais caro do que o custo do consumo adicional de eletricidade (para quem já tem internet em casa, porque esse sim, é um custo apreciável).

O saldo é, pois, muito positivo, já que o consumo da eletricidade com as aulas virtuais é da ordem de 20% do consumo de eletricidade com a deslocação à escola. A escola também reduz o seu consumo de eletricidade, porque não precisa de iluminar e climatizar as salas de aulas. Uma estimativa preliminar do consumo de eletricidade da Faculdade durante o confinamento[3]  mostra uma poupança de cerca de 12 MWh/mês, uma redução relativa no consumo mensal de eletricidade de 30%, revelando um elevado consumo de base no diagrama de carga da nossa escola.

A nível global, fora dos muros do campus universitário, também se observa uma redução do consumo de eletricidade. O pequeno aumento do consumo no sector doméstico não compensa a abrupta queda de procura nos serviços e indústria. Em Portugal, a REN anunciou[4] uma queda de 13.8% no consumo de eletricidade (e 26% no gás) e um aumento da fração de energias renováveis, cuja produção é menos dependente da procura. O panorama repete-se um pouco por todo o lado, com reduções em torno dos 20%, ultrapassando 25% em Itália (ver figura, IEA[5]), seguido de uma ligeira recuperação com o abrandamento do confinamento.

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Mais informações em https://www.iea.org/reports/covid-19-impact-on-electricity
Imagem cedida por MCB

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Um efeito interessante que se tem observado[6] é uma redução do consumo nas primeiras horas do dia, quando em circunstâncias habituais as pessoas se preparam para sair para ir trabalhar, compensado por um aumento de consumo excecional a meio do dia, com mais pessoas a cozinhar em casa.

Podemos, pois, concluir que, do ponto de vista do consumo de energia, o confinamento trouxe uma redução da procura acompanhada de um aumento relativo da fração de fontes de energia renováveis. Porque uma fração muito elevada de fontes renováveis variáveis (ditas não despacháveis) levanta desafios à gestão da rede, que tem que ajustar a procura e a oferta, o período de confinamento pode ser encarado como um primeiro grande teste à integração de renováveis no sistema elétrico, prelúdio do que se prepara com a transição energética global em curso.

[1] https://www.datacenterknowledge.com/energy/how-much-netflix-really-contributing-climate-change

[2] https://www.metrolisboa.pt/institucional/conhecer/metro-em-numeros/

[3] O consumo de gás natural foi totalmente eliminado durante o período de confinamento porque os edifícios deixaram de ser aquecidos e a restauração encerrou, e o consumo de água diminuiu também significativamente.

[4] https://www.lusa.pt/article/TYIG3ukZoLl_JiD5TJrD1TMSZM5iuSI1/covid-19-consumo-de-eletricidade-cai-12-e-o-de-g%C3%A1s-natural-26-em-abril

[5] https://www.iea.org/reports/covid-19-impact-on-electricity

[6] https://www.bbc.com/news/technology-52331534

Miguel Centeno Brito, Departamento de Engenharia Geográfica, Geofisica e Energia Ciências ULisboa
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
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Pedro Castro

Pedro Castro desenvolve modelos e algoritmos com base em programação linear inteira mista. O investigador no DEIO e CMAFcIO Ciências ULisboa é um dos vencedores do Prémio Científico ULisboa/CGD 2019.

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