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O PAPEL DOS SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO NA TRANSIÇÃO ENERGÉTICA
20/8/2025
Autores: Nivalde de Castro Igor Barreto Julião
GESEL
As mudanças climáticas suscitadas por ações antrópicas já causaram danos e perdas, em parte, irreversíveis aos ecossistemas, pois estes foram impactados além de sua capacidade de adaptação. Caso não sejam mitigados os impactos e reestruturados os sistemas produtivos, com foco na descarbonização, há consenso de que esse quadro tende a se agravar. Deste modo, são exigidas ações de rápida redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE), considerando que a janela de oportunidade para garantir o cumprimento das metas estabelecidas em acordos internacionais é cada vez mais estreita. Nesse contexto, e agravado pela crescente demanda energética propulsionada pelo crescimento populacional, industrialização e eletrificação do consumo, a transição energética tem se tornado mais necessária e estratégica. De maneira geral, o processo de transição energética consiste na substituição progressiva de fontes fósseis por alternativas renováveis, com o objetivo de reduzir as emissões dos GEE e, só assim, combater as mudanças climáticas. Entretanto, esse processo demanda transformações estruturais em toda a cadeia energética e econômica, desde a forma de gerar e distribuir energia até os padrões das cadeias produtivas e de consumo lato sensu. Como ilustrado na Figura 1, a oferta global de eletricidade renovável vem crescendo constantemente, a fim de atender o crescimento de demanda e, em paralelo, reduzir as emissões de GEE. Todavia, a adoção em larga escala dessas novas tecnologias, notadamente das energias eólica e solar, está acompanhada de ingentes desafios, além das questões relacionadas às novas infraestruturas.
1Artigo publicado no Broadcast Energia. Disponível em: ttps://energia.aebroadcast.com.br/tabs/news/747/53186394. Acesso em: 13 de ago. 2025. 2Professor do Instituto de Economia da UFRJ e Coordenador-Geral do Grupo de Estudos do Setor Elétrico (GESEL-UFRJ). 3Pesquisador Associado do GESEL-UFRJ. Figura 1: Geração global de eletricidade por tipo: 2000-2030. (em TWh) Fonte: IEA (2024).
Em escala mundial, as principais fontes de energia que cresceram nos últimos anos foram as energias solar fotovoltaica e eólica, que detêm como uma das suas principais características a intermitência na geração. Dessa maneira, essas fontes de energia apresentam problemas de "despachabilidade", uma vez que sua potência não pode ser controlada e modulada para atender às necessidades da demanda de energia elétrica, que é, de fato, a variável independente do modelo. Assim, no cenário exposto da transição energética, no qual o sistema elétrico avança cada vez mais em investimentos com base nessas tecnologias, em especial na fonte solar fotovoltaica por conta dos custos supercompetitivos, questiona-se como solucionar os desafios relacionados à sua intermitência. A solução crescente que muitos países vêm adotando é a utilização dos sistemas de armazenamento de energia. Como o nome sugere, esses sistemas são diferentes tecnologias que utilizam mecanismos eletroquímicos, mecânicos, térmicos, entre outros, para armazenar energia. Atualmente, o principal representante dos sistemas de armazenamento são os sistemas eletroquímicos, utilizando baterias. Os Sistemas de Armazenamento de Energia por Baterias (no inglês, Battery Energy Storage System, ou BESS) armazenam energia elétrica sob a forma de energia química para posteriormente reconvertê-la em eletricidade quando necessário. Os BESS são modulares, uma vez que são formados por células eletroquímicas individuais, interconectadas em módulos e packs, que possibilitam atender aos requisitos específicos de tensão e capacidade do sistema elétrico. Ademais, os sistemas de baterias melhoram a eficiência, a resiliência e a sustentabilidade do sistema elétrico, oferecendo controle rápido de potência ativa e reativa em grandes quantidades e sem restrições geográficas. Como ilustra a Figura 2, diferentes tecnologias de baterias podem ser aplicadas para esse fim, entretanto grande parte do mercado é dominado pela tecnologia de íon-lítio devido à sua alta densidade de energia, eficiência, escalabilidade, flexibilidade operacional e, obviamente, custos decrescentes por conta da escalabilidade industrial, comandada pela dinâmica economia chinesa. Apesar de amplamente adotada, essa tecnologia apresenta desafios relativos à operação em altas temperaturas, inclusive com riscos de incêndio, o que demanda um sistema de controle contra superaquecimento. Outras tecnologias também merecem destaque, como as baterias de chumbo-ácido, de íon-sódio e de fluxo redox.
As baterias de chumbo-ácido, por exemplo, são as tecnologias mais maduras dentre as demais, possuem uma eficiência moderada, utilizam eletrólitos corrosivos e apresentam um impacto ambiental considerável devido à sua composição. Todavia, permanecem viáveis em contextos em que o custo é um fator crítico e o espaço não é uma limitação. Em contrapartida, as baterias de íon-sódio são uma alternativa promissora ao lítio devido à grande abundância e baixo custo do sódio, sendo consideradas ainda opções mais sustentáveis. Contudo, enfrentam desafios significativos em relação à densidade de energia e à estabilidade dos eletrólitos, estando ainda em estágio de desenvolvimento. Por fim, além dessas baterias convencionais, as baterias de fluxo redox também vêm ganhando espaço. Diferentemente das tecnologias citadas anteriormente, esse tipo de conversor eletroquímico apresenta um esquema de armazenamento externo, com a separação física dos eletrólitos (em dois tanques) e da célula eletroquímica. Essa configuração confere uma grande modularidade e escalabilidade à bateria. Essa tecnologia ainda é relativamente recente, mas já apresenta grande perspectivas de crescimento nos próximos anos, em especial pelos investimentos que a China está realizando através da construção de cadeia produtiva, no duplo movimento de atender demanda interna para firmar a segurança e flexibilidade do crescimento das fontes renováveis não despacháveis, bem como para exportação. De maneira similar às baterias convencionais, as baterias de fluxo redox possuem diferentes composições, porém o tipo com maior grau de maturidade são as baterias de fluxo redox de vanádio (VRFBs). As VRFBs são estáveis, não-inflamáveis, com operação otimizada em temperaturas na faixa de 20-35°C, porém apresentam densidade energética inferior às baterias de íon-lítio. Além das tecnologias de armazenamento eletroquímico, outros sistemas são importantes e interessantes. Nesta direção, merece destaque especial os sistemas de armazenamento de energia mecânica das Usinas Hidrelétricas Reversíveis (UHRs), também denominados de Sistema de Armazenamento Hidrelétrico por Bombeamento. Esses sistemas convertem a energia elétrica excedente em energia potencial gravitacional ao bombear água de um reservatório inferior para um superior e, quando necessário, a água é liberada acionando as turbinas e gerando energia como em usinas hidrelétricas convencionais. Nesse tipo de armazenamento, o Brasil detém um potencial de crescimento muito grande e promissor, já que a base do sistema elétrico brasileiro é de usinas hidrelétricas, condição essencial para esta tecnologia, que são interligadas a um dos maiores sistemas de rede de transmissão mundial. As tecnologias de armazenamento aqui apresentadas são maduras e já possuem diversas aplicações reais no mundo, com foco na estabilização da rede, nos serviços ancilares, como regulação de frequência, reserva giratória e suporte de tensão, e na gestão hídrica.
Suas principais vantagens estão associadas à integração de fontes intermitentes no sistema elétrico, permitindo o aproveitamento de excedentes elétricos para o bombeamento e armazenamento, à alta eficiência e à resposta rápida, de modo a conferir maior despachabilidade ao sistema, e a baixos custos de operação, apesar dos altos CAPEX e tempo de construção. Contudo, mesmo já existindo diferentes sistemas passíveis de aplicação, como o armazenamento térmico com as baterias termoquímicas, os sistemas de sal fundido e o armazenamento subterrâneo de calor, a depender de características locais, é necessário destacar os chamados Sistemas Híbridos de Armazenamento de Energia. Esses sistemas são soluções que combinam diferentes tipos de dispositivos de armazenamento de energia, permitindo atender a requisitos de projeto que uma tecnologia isolada não conseguiria, como a otimização de parâmetros técnico-econômicos (massa, potência, energia armazenada e custo), a melhoria da eficiência e vida útil dos componentes. Dentre as possíveis combinações, duas tecnologias ganham proeminência: os supercapacitores e os volantes de inércia (flywheel). Ambas as tecnologias são mais adequadas para aplicações que exigem picos de potência, suavização de flutuações e recuperação de energia. Esses sistemas conferem respostas de curta duração, atendendo às demandas de potência, enquanto sistemas de baterias atuam no armazenamento de energia de longo prazo. De maneira geral, esses sistemas possibilitam otimizar o desempenho e prolongam a vida útil das baterias, assim como oferecem serviços ancilares relativos à qualidade da energia, porém apresentam altos custos de CAPEX. Portanto, e a título de conclusão deste pequeno, objetivo e didático artigo, garantir um futuro energético sustentável exige mais do que ampliar a geração renovável, requerendo, cada vez mais, torná-la estável, confiável e despachável. Nesse contexto, os sistemas de armazenamento são o elo vital e a variável de ajuste entre a intermitência das fontes solar e eólica e a segurança do suprimento elétrico. Ao combinar diferentes tecnologias e integrá-las de forma inteligente à rede, é possível transformar o desafio da variabilidade em uma oportunidade para acelerar a descarbonização e fortalecer a resiliência dos sistemas energéticos brasileiro e global.
Para quem está na correria e não conseguiu acompanhar os assuntos da comunidade dessa semana, aqui vai um resumo:
*Política e Regulação do Setor Elétrico*
- Modernização do Setor: O ministro Alexandre Silveira sinalizou que a proposta de reestruturação será cautelosa.
- Novo Presidente da CME (Comissão de Minas e Energia da Câmara): Diego Andrade (PSD-MG) promete diálogo com MME e MDIC para definir prioridades estratégicas.
- Sabatinas para ANEEL: O ministro de Minas e Energia disse nesta quinta-feira (20/03) estar convicto de que terá uma resposta em breve sobre as sabatinas dos indicados para a diretoria da Aneel.
- Silveira vs. Ibama: O ministro cobra resposta do presidente do Ibama sobre licenças de pesquisa para exploração de petróleo na Margem Equatorial.
- Desconcentração do Mercado de Gás: Governo defende aumento de concorrência para reduzir custos.
- Evolução de Modelos Computacionais: ONS avalia como positiva a atual aversão ao risco e o desempenho dos modelos como o Newave híbrido.
*Mercado e Clima*
- Preço da Energia: A PSR trabalha com uma visão de preço médio de energia na casa dos R$ 154/MWh no horizonte de 2026 até 2030, podendo variar entre R$ 140/MWh e R$ 175/MWh.
- Judicialização da TEO Itaipu: Pode impactar contratos já formados e o PLD mínimo.
- Autoprodução: Deve movimentar cerca de 1 GW médio em novos contratos, segundo Thymos.
- Baterias na GD: Sistemas de geração distribuída começam a incorporar baterias no Brasil, representando 4% das vendas em 2024, segundo a Greener.
- Curtailment & M&A: Crise do curtailment pode impulsionar fusões e aquisições no setor de geração, segundo a Engie.
- Energisa: Lucro anual de R$ 4,6 bilhões em 2024.
- Taesa: Lucro de R$ 991 milhões e foco 100% no mercado brasileiro.
- Eletrobras: Espera finalizar acordo com a União em duas semanas e focará em reforços e participação em leilões.
- CEO reportam Ganhos relacionados a aportes em clima e inteligência artificial.
- Previsão Climática: Outono e inverno de 2025 devem ser marcados por neutralidade climática (sem El Niño ou La Niña).
*Leilões*
- Leilão de Capacidade (LRCAP):
MME tenta evitar paralisação do cronograma devido a ações judiciais.
Portaria 103/2025 trouxe novas diretrizes, incluindo critérios para não habilitação de térmicas com CVU alto.
MME prorrogou prazo para habilitação no leilão após liminar.
- EPE: Mais 115 MW foram cadastrados para o leilão A-5.
*CPs da Aneel*
- Estendida a consulta pública sobre aprimoramento da distribuição.
- Abertura de CP para revisão tarifária extraordinária da Equatorial Piauí.
MUDANÇAS EM DIRETRIZES DO LEILÃO DE CAPACIDADE (expansão)
21/3/2025
O Ministério de Minas e Energia publicou no Diário Oficial da União desta quinta-feira, 20 de março, a portaria 103/2025 trazendo alterações no leilão de reserva de capacidade, que será realizado no próximo dia 27 de junho. De acordo com a portaria, fica restaurada a vigência da portaria que estabelece a não habilitação técnica de empreendimentos termelétricos cujo Custo Variável Unitário seja superior ao maior CVU constante no Programa Mensal de Operação de janeiro de 2025, excluídos os CVU de usinas termelétricas com disponibilidade igual a zero.
> Leia mais na notícia “MME publica portaria com mudanças em diretrizes do leilão de capacidade”: https://bit.ly/4bM1lEc
SILVEIRA COBRA RESPOSTA DO PRESIDENTE DO IBAMA (expansão)
21/3/2025
O Ministro de Minas e Energia, Alexandre Silveira, cobrou um retorno do presidente do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis, Rodrigo Agostinho, a um pedido de reunião para discutir a licença de pesquisa para exploração de petróleo na Margem Equatorial. Silveira questionou as razões do dirigente do órgão ambiental, afirmando que prefere acreditar que há um receio em relação à resposta que ele tem que dar à sociedade brasileira.
> Saiba mais na notícia “Silveira cobra resposta do presidente do Ibama sobre Margem Equatorial”: https://bit.ly/4hD7xzO
O ministro de Minas e Energia, Alexandre Silveira, disse nesta quinta-feira (20/03) estar convicto de que terá uma resposta em breve sobre as sabatinas dos indicados para a diretoria da Aneel. Segundo Silveira, há dois nomes na Casa Civil da Presidência da República, sendo um deles, já conhecido, o do secretário de Energia Elétrica do MME, Gentil Nogueira Jr. Ele prometeu divulgar o segundo candidato, que não foi oficialmente anunciado pelo ministério.
> Continue a leitura em “Silveira diz que espera em breve sabatina de candidatos para a Aneel”: https://bit.ly/4bQVihO
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