A urbanização acelerada e a crescente demanda por recursos naturais impõem desafios complexos à eficiência energética no desenvolvimento sustentável e resiliente. Cidades inteligentes, que integram tecnologia, inovação e sustentabilidade, representam o início dessa transformação, buscando otimizar o uso de recursos e melhorar a qualidade de vida de seus habitantes.
No Brasil, a jornada rumo a cidades verdadeiramente inteligentes e energeticamente eficientes é marcada por um conjunto de oportunidades e barreiras que moldam seu desenvolvimento, como foi discutido no artigo Cidades Inteligentes: desafios e caminhos para a construção sustentável.
Utilizando o Three Horizons Framework, propõe-se a seguir uma visão estratégica de futuro para a eficiência energética para consolidação de cidades inteligentes, delineando o presente, a transição e o futuro ideal, além de identificar áreas prioritárias de inovação e potencial de investimentos com o apoio de incentivos fiscais. O objetivo é inspirar tomadas de decisão e a criação de roadmaps de inovação para organizações privadas e instituições públicas e terceiro setor.
Os três horizontes da eficiência energética
Os Três Horizontes (ou 3H) é uma estrutura e um método para estudos e estratégias de futuro, exercitando a avaliação de como uma mudança vai ser modelada com o tempo.
A seguir, vamos detalhar cada um dos três cenários identificados.
| Horizonte | Foco | Estágio de maturidade |
|---|---|---|
| Horizonte Um | Otimização da infraestrutura existente (LED, gestão de consumo) | Consolidado, business as usual |
| Horizonte Dois | Tecnologias emergentes (IoT, IA, microrredes, novos modelos de negócio) | Em transição, ainda não totalmente maduro |
| Horizonte Três | Cidades autônomas, redes autogeridas, emissão negativa | Visão de futuro, em concepção |
Horizonte Um: o presente e a otimização da eficiência energética
O Horizonte Um representa o presente, o ‘core business’ da eficiência energética nas cidades brasileiras. Isto é, corresponde aos sistemas e práticas atualmente consolidados, o ‘business as usual’, mas que já enfrentam sinais de desgaste diante das transformações ambientais, econômicas e sociais.
Iluminação pública
Atualmente, as iniciativas concentram-se na otimização dos sistemas existentes e na implantação de soluções de impacto imediato. A iluminação pública, por exemplo, é um dos principais focos, com a substituição de lâmpadas convencionais por tecnologia LED. A Empresa de Pesquisa Energética (EPE) destaca alguns números que evidenciam o potencial dessa frente:
- A iluminação pública representa mais de 4% do consumo total de energia do país.
- Compromete até 5% dos orçamentos municipais.
- A adoção do LED tem grande potencial de gerar economia sobre esses valores.
- Melhora a segurança pública e a qualidade do ambiente urbano.
Um exemplo de aplicação bem-sucedida no escopo do Horizonte Um é a Parceria Público-Privada (PPP) de Iluminação Pública da cidade de São Paulo. Considerada uma das maiores da América Latina, essa iniciativa:
- Substituiu mais de 600 mil pontos de luz por luminárias LED.
- Promoveu uma redução de até 50% no consumo de energia.
- Gerou ganhos em segurança, gestão e bem-estar.
- Viabilizou o investimento privado com garantia de retorno pela economia gerada, tornando-se referência nacional para municípios que buscam eficiência energética sem comprometer seu orçamento.
Gestão de consumo em edificações e fontes renováveis
Além da iluminação, destaca-se a gestão do consumo energético em edificações residenciais, comerciais e públicas, responsáveis por cerca de 50% do consumo de energia elétrica no Brasil. Duas frentes se complementam nessa frente do Horizonte Um:
- Automação e conscientização: sistemas de automação, sensores de presença e ações de conscientização contribuem para um uso mais racional da energia.
- Geração renovável distribuída: a inserção de fontes renováveis, como a energia solar fotovoltaica, especialmente em microgerações distribuídas, complementa essas medidas, reduzindo custos e impactos ambientais.
Oportunidades de recursos financeiros
Iniciativas como o PROESCO, BNDES Eficiência Energética, voltado à eficiência energética, desempenham papel estratégico na viabilização de projetos que visam à modernização da infraestrutura urbana, especialmente em edifícios públicos e sistemas de iluminação.
O programa permite que órgãos públicos, empresas privadas ou ESCOs (Empresas de Serviços de Conservação de Energia) acessem recursos para implantar soluções de eficiência energética com retorno financeiro baseado na economia gerada.
Obstáculos do Horizonte Um
Ainda assim, o Horizonte Um enfrenta obstáculos importantes:
- Burocracia e escassez de recursos financeiros.
- Resistência à mudança, que dificulta a disseminação de projetos.
- Falta de robustez nas políticas públicas.
- Baixa agilidade das distribuidoras de energia, limitadas por processos lentos e modelos operacionais pouco compatíveis com soluções inovadoras.
Horizonte Dois: novas oportunidades para a eficiência energética
O Horizonte Dois é marcado pela transição, na qual surgem novas abordagens e soluções para complementar e, eventualmente, substituir as práticas do Horizonte Um.
Neste estágio, o foco se desloca para a experimentação e o desenvolvimento de inovações que ainda não estão totalmente maduras, mas que possuem grande potencial para impulsionar a eficiência energética nas cidades inteligentes brasileiras.
Tecnologias digitais e microrredes
Para viabilizar este horizonte, algumas tecnologias serão imprescindíveis:
- IoT, IA e Big Data: as tecnologias digitais são protagonistas neste horizonte, permitindo monitoramento e gestão energética em tempo real, além de otimizar a distribuição e identificar padrões de uso para tomadas de decisão mais eficientes
- Microrredes locais: a criação de microrredes que integram fontes renováveis com sistemas de armazenamento e gerenciamento inteligente é outro exemplo de oportunidade emergente. Essas microrredes podem operar de forma autônoma ou conectadas à rede elétrica principal, aumentando a resiliência energética das cidades e reduzindo a dependência de fontes centralizadas. A descentralização da geração de energia, com a participação dos consumidores na geração renovável, é fundamental para o desenvolvimento desse modelo
Novos modelos de negócio
Um dos elementos centrais do Horizonte Dois é a emergência de novos modelos de negócios que viabilizam a transição energética com inovação e flexibilidade. Um exemplo é a CEMIG SIM, subsidiária da CEMIG criada para atuar no mercado livre de energia, com foco em geração distribuída, energia renovável e serviços inteligentes de gestão energética.
Ao oferecer soluções como locação de usinas solares, compensação de créditos de energia e sistemas de monitoramento via plataforma digital, a CEMIG SIM representa um modelo disruptivo que aproxima o consumidor final das soluções de eficiência e sustentabilidade, sem a necessidade de grandes investimentos iniciais.
Outros formatos que contribuem para democratizar o acesso à energia limpa e eficiente, principalmente em contextos de menor atratividade econômica, incluem:
- Cooperativas energéticas.
- Comunidades solares.
- Contratos de performance com ESCOs.
Governança colaborativa
A transição exige, ainda, evolução nos modelos de governança e a criação de parcerias multiatores. A colaboração entre governos, setor privado, universidades e sociedade civil é essencial para a identificação de demandas e a viabilização de soluções inovadoras. Iniciativas como laboratórios de inovação e o surgimento de govtechs (empresas que unem governo e tecnologia) são exemplos de como essa colaboração pode acelerar a transformação digital e a eficiência energética nas cidades.
Desafios do Horizonte Dois
- Necessidade de investimentos consideráveis em pesquisa e desenvolvimento.
- Superação de barreiras regulatórias para a integração de novas tecnologias.
- Capacitação de profissionais para lidar com sistemas mais complexos.
- Incertezas quanto à escala e à viabilidade regulatória de muitos modelos de negócio inovadores, exigindo suporte institucional e visão estratégica dos governos locais e das agências reguladoras.
Horizonte Três: o futuro da eficiência energética nas cidades
O Horizonte Três projeta um futuro radicalmente transformado, onde a eficiência energética está integrada ao ecossistema urbano. São soluções ainda em concepção, mas que delineiam cidades verdadeiramente sustentáveis, resilientes e inclusivas.
Neste cenário, a produção e o consumo de energia são inteligentes, descentralizados e baseados majoritariamente em fontes renováveis, com integração total entre infraestrutura, mobilidade e ambiente urbano. Cidades deixam de apenas minimizar impactos ambientais para gerar valor econômico e bem-estar social de forma contínua e estruturada.
Os componentes centrais do novo paradigma
- Redes inteligentes (smart grids) e sistemas avançados de armazenamento.
- Edifícios prosumers (produtores e consumidores de energia).
- Mobilidade eletrificada e integrada, com veículos autônomos e transporte público limpo, reduzindo emissões de carbono.
- Economia circular em escala urbana, com reutilização e reciclagem de recursos em larga escala, minimizando desperdício e consumo de energia.
O Horizonte Três também se caracteriza por uma governança urbana altamente colaborativa e transparente, onde os dados são utilizados de forma ética e responsável para informar políticas públicas e otimizar serviços.
Assim como, participação ativa do ambiente de inovação, composto por empresas, startups, universidades e centros de pesquisa em constante colaboração.
Cidades-Energia Autônomas
As Cidades-Energia Autônomas, como observadas em Freiburg, na Alemanha, ou em Maspalomas, na Espanha, são territórios urbanos onde a produção e o consumo de energia são integrados em sistemas locais e inteligentes, com a infraestrutura funcionando de forma quase autossuficiente. Suas principais características são:
- Combinação de energia solar, eólica, de biomassa e armazenamento em baterias.
- Edifícios que produzem mais energia do que consomem.
- Mobilidade urbana completamente eletrificada e conectada a redes de abastecimento inteligente (V2G).
- Operação coordenada por plataformas digitais e algoritmos de inteligência artificial, que otimizam em tempo real o fluxo energético e os hábitos de consumo dos usuários.
No contexto brasileiro, cidades como Palmas e Brasília se destacam como territórios com alto potencial para se tornarem laboratórios vivos dessa abordagem. Ambas possuem características urbanas planejadas e ampla disponibilidade de radiação solar, e, no caso de Brasília, uma forte presença institucional e acadêmica.
Zonas Urbanas de Emissão Negativa
Por fim, as chamadas Zonas Urbanas de Emissão Negativa representam talvez a fronteira mais ambiciosa da inovação urbana em eficiência energética e descarbonização. Inspiradas por iniciativas como o Climate Positive Development Program, promovido pela rede C40 Cities e a Clinton Foundation, essas zonas são concebidas para não apenas zerar suas emissões de carbono, mas também remover CO₂ da atmosfera de forma ativa e permanente. Isso é possível por meio da integração entre diversas frentes tecnológicas e de infraestrutura:
- Materiais de construção que absorvem carbono, como cimentos de captura ativa ou madeira engenheirada.
- Infraestruturas verdes urbanas, como telhados vivos, florestas verticais e corredores ecológicos.
- Sistemas de mobilidade elétrica e ativa.
- Tecnologias emergentes de captura direta de carbono (DACs) ligadas a fontes renováveis.
No Brasil, espaços urbanos em transformação, como o Porto Maravilha, no Rio de Janeiro, ou os novos polos de renovação urbana em São Paulo e Belo Horizonte, são candidatos estratégicos para se tornarem zonas de emissão negativa, desde que integrados com políticas de desenvolvimento urbano sustentável, incentivos fiscais verdes, investimentos privados com selo ESG e estratégias de mitigação climática municipal.
Desafios de alcançar o Horizonte Três
Alcançar o Horizonte Três exige uma visão de longo prazo e um compromisso contínuo com a inovação e a sustentabilidade. Os desafios incluem:
- Necessidade de grandes investimentos em infraestrutura.
- Superação de paradigmas tradicionais.
- Promoção de uma cultura de colaboração e experimentação.
Como distribuir os esforços entre os três horizontes
A jornada para a eficiência energética em cidades inteligentes no Brasil é um processo contínuo, que se desdobra em múltiplas iniciativas. Uma forma eficaz de pensar estrategicamente essa jornada é distribuir os esforços de forma proporcional entre os três horizontes:
| Horizonte | Alocação recomendada | O que representa |
|---|---|---|
| Horizonte Um | ~70% | Ações consolidadas e de retorno imediato |
| Horizonte Dois | ~20% | Exploração e experimentação de modelos emergentes |
| Horizonte Três | ~10% | Visão de futuro e disrupção |
No entanto, essa proporção não é estática, pois com o passar do tempo, ideias do Horizonte Dois que se provam eficazes devem ser incorporadas ao cotidiano do Horizonte Um, substituindo práticas ultrapassadas. Simultaneamente, novas possibilidades do Horizonte Três alimentam continuamente o pipeline de inovação, orientando o futuro com base na experimentação, na tecnologia e na sustentabilidade.
Ao avançar, a tendência é que a curva se inverta, observando práticas ineficientes do Horizonte Um sendo descartadas, soluções bem-sucedidas dos Horizontes Dois e Três se tornando predominantes, e o futuro ideal começa a se concretizar a partir da síntese entre o que há de mais visionário e o que se mostra funcional e justo.
O papel de um parceiro de transformação
A ABGi Brasil, com sua expertise no ecossistema de inovação desempenha um papel de parceiro estratégico em todas essas fases. Ao conectar empresas e governos a oportunidades de financiamento e oferecer apoio regulatório, a ABGi apoia a viabilizar a implementação de soluções de eficiência energética para acelerar a transição para cidades mais inteligentes e sustentáveis.
Se sua organização enxerga oportunidade de pioneirismo e legado, entre em contato com a ABGi para explorar essas oportunidades emergentes, viabilizando a inovação e o crescimento.
