Modelos multiobjectivo em problemas de avaliação de eficiência energética
Enquadramento
As medidas de promoção da eficiência energética, nomeadamente as que visam a alteração da forma e/ou amplitude da procura, têm sido implementadas pelas operadoras, quer com objetivos operacionais ou económicos, quer como suporte a políticas energéticas e ambientais.
Estes objetivos, em geral de natureza conflituosa, continuam válidos mesmo em ambientes reestruturados. Nestes ambientes, com o aparecimento de diversas entidades nas diferentes funções em que o sector foi dividido, os objetivos com a implementação deste tipo de medidas podem também variar de entidade para entidade, contribuindo para uma maior dificuldade na avaliação das medidas de eficiência energética.
Projeto
Neste contexto, como objetivo principal do projeto destaca-se o desenvolvimento de modelos multiobjectivo que possam ser usados para a avaliação de medidas de promoção da eficiência energética a diferentes níveis de agregação da procura e de acordo com os objetivos de diferentes potenciais promotores (entidades).
Dentro das medidas de promoção da eficiência energética as que mais frequentemente têm sido utilizadas são aquelas que visam a alteração da forma e amplitude da procura de energia elétrica.
Tarefas Desenvolvidas
O design adequado, bem como a correta identificação e quantificação dos impactos das ações de eficiência energética, são essenciais para a sua avaliação nas diferentes vertentes (económica, energética, de qualidade de serviço e ambiental). Para isso, foi necessário simular os cenários físicos que se pretenderam analisar e fazer repercutir sobre eles as ações pretendidas.
O recurso a modelos adequados, que representam a procura ao nível de agregação pretendido, tendo como base a modelação de algumas utilizações finais de eletricidade, e cuja estrutura e parametrização possibilitaram a simulação das ações, permitiram responder a essa necessidade.
Para lidar com a multidimensionalidade inerente ao problema recorreu-se a modelos multiobjectivo que contemplam um número suficiente de eixos de avaliação (de natureza técnica, económica e de qualidade de serviço). A avaliação adequada dos impactos a diferentes níveis de agregação da procura e, portanto, segundo o interesse de diferentes potenciais agentes económicos existentes nos diversos ramos de atividade no mercado da energia elétrica, ficou dessa forma salvaguardada.
No contexto de modelos de programação multiobjectivo, a pesquisa de soluções admissíveis foi efetuada com recurso a algoritmos genéticos. Os algoritmos genéticos trabalham com conjuntos de representações de potenciais soluções, permitindo caracterizar de forma mais abrangente o espaço de pesquisa, sendo a abordagem mais adequada para este problema multiobjectivo de natureza combinatória.
Em problemas multicritério (em que o universo das alternativas é explicitamente conhecido à priori), foi desenvolvido um sistema de apoio à decisão para a classificação das iniciativas de promoção da eficiência energética em categorias de mérito ordenadas, área em que a equipa possuía uma vasta experiência, quer na aplicação, quer na construção de ferramentas metodológicas.
Apoio
O projeto, já encerrado com uma taxa de execução de 100%, foi apoiado pelo FEDER (Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional), no âmbito do COMPETE - Programa Operacional Factores de Competitividade e por fundos nacionais, através da FCT - Fundação para a Ciência e Tecnologia com um investimento elegível de 75.000,00 euros, correspondendo a um incentivo FEDER de 63.750,00 euros.
Resultados do projeto
- Dado que as questões de promoção da eficiência energética estão estreitamente ligadas aos edifícios (um dos sectores cujo consumo de energia mais tem crescido) foram prosseguidos estudos de simulação do comportamento térmico de edifícios, tendo em vista avaliar o comportamento energético futuro de várias soluções arquitetónicas e construtivas, bem como auxiliar na seleção e dimensionamento dos sistemas ativos de apoio. Os resultados destas simulações encontram-se a ser trabalhados para a sua incorporação futura em modelos de apoio à decisão.
- A reflexão teórica e metodológica sobre as questões de eficiência energética ligadas à sustentabilidade deu ainda origem, num contexto de cooperação internacional, a um trabalho sobre a construção de uma oferta de formação em Energia para a Sustentabilidade, na Universidade de Coimbra.
As abordagens algorítmicas desenvolvidas no âmbito deste projeto para a avaliação de medidas de eficiência energética com modelos de programação multiobjectivo e/ou análise multicritério proporcionaram adicionalmente vários resultados de natureza teórica e metodológica, por exemplo na área das meta-heurísticas.
No quadro deste projeto foi organizado um “stream” de sessões com o tema “Energy, Environment & Climate”, na 23rd European Conference on Operational Research, Bona, Alemanha, Julho de 2009, com organização de C. Henggeler Antunes (IP do projecto), P. Letmathe (Univ. Siegen, Germany) e H.-J. Luethi (ETH Zurich, Switzerland).
O projeto enquadrou ainda, na sequência de trabalhos realizados em projetos anteriores, a preparação de três “special issues” de revistas científicas internacionais (Energy Policy, International Journal of Energy Sector Management e European Journal of Operational Research) com o tema “Operational research models and methods in the energy sector”.
Testemunho
Segundo Carlos Henggeler Antunes, investigador do INESC Coimbra e professor no DEEC-FCTUC, coordenador do projeto, as atividades de investigação e desenvolvimento realizadas só foram possíveis com o apoio do COMPETE, possibilitando a criação e o desenvolvimento de abordagens metodológicas inovadoras e de utensílios computacionais de apoio à decisão na avaliação de medidas de eficiência energética.