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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.

FRAGMENTOS EXTRAÍDOS DO ELECTRA CLIPPING ED. 24/24 – 22/11/2024

25/11/2024

- Apagões expõem vulnerabilidade do setor elétrico e aceleram debate sobre investimento

“A sequência de apagões de grandes proporções em 2024 deixou milhões de brasileiros sem energia e causou prejuízos bilionários, expondo a vulnerabilidade do sistema elétrico, que se monstra pouco preparado para catástrofes climáticas ou mesmo incidentes menores. Os problemas vão desde as enchentes no Rio Grande do Sul até uma pipa que caiu sobre uma subestação em São Paulo e deixou quase 1 milhão de imóveis sem energia. As empresas do setor dizem que estão investindo bilhões e cobram mais incentivos ao investimento em resiliência. Por outro lado, o debate sobre o impacto destes aportes em uma tarifa de energia que já está muito alta ainda precisa ser feito.”

- Nosso comentário

Efeitos climáticos extremos são recorrentes no mundo inteiro. E como o mundo está reagindo? Trouxemos como destaque do INFORMAÇÕES DO SETOR ELÉTRICO – FEVEREIRO/2024:

“20. PSR alerta para segurança das UHEs diante das mudanças climáticas

É preciso rever critérios de projetos de construção das barragens e implantar medidas de adaptação necessárias à segurança de nossas hidrelétricas”, diz o Energy Report.

“Na Europa, a norueguesa Statkraft estaria investindo 700 milhões de euros nas suas UHEs para que elas consigam enfrentar as fortes chuvas no continente. O plano envolve reforço estrutural previsto em mais de 70 barragens e deverá ser e deverá ser executado nos próximos dez anos. Na França, o Centro Engenharia Hidrelétrica da EDF desenvolveu um sistema adicional de descarga de cheias para garantir maior segurança nas barragens durante eventos extremos. A energia das UHEs é 20% da capacidade instalada do país europeu, tendo papel importante no mix energético.”.

DISTRIBUIÇÃO

“Custo de adaptação da rede a eventos extremos será um desafio nos próximos anos.

Novas métricas de precificação de investimentos e soluções para mitigar impactos tarifários terão de ser avaliados, segundo especialistas”.

“Especialistas do setor de energia apontaram o custo da resiliência da rede elétrica aos eventos extremos resultantes das mudanças climáticas como o grande desafio a ser enfrentado por   concessionárias, formuladores de políticas e reguladores em todo o mundo”.

Fonte: Canal Energia

No Brasil tivemos eventos climáticos extremos no vale do Itajaí (SC), morro do Bumba (RJ), região serrana de Petrópolis RJ) e por último no Rio Grande do Sul, atingindo ainda instalações de geração e transmissão. Infelizmente, nada foi feito até então.

- Seis em cada dez executivos apostam na expansão das eólicas no Brasil, aponta pesquisa

“Pesquisa da Deloitte feita com apoio da Associação Brasileira de Energia Eólica e Novas Tecnologias (Abeeólica) apontou que seis em cada dez executivos dos maiores grupos econômicos ligados ao setor eólico avaliam que o mercado nacional tem potencial de crescimento, devido à abundância de recursos naturais, tais como terras e ventos. Mas, para 52% dos participantes, os custos iniciais de instalação e tecnologia para os projetos estão entre os gargalos. Taxas de juros (48%), instabilidade política e cambial (30%) e financiamento restritivo (26%) também foram apontados como desafios.”

- Electra apoia geradores na sazonalização para 2025

“A Electra Energy promove, no próximo dia 29 de novembro, o Encontro Electra para Geradores: Cenários e sazonalização de garantia física em 2025. O objetivo é apoiar os proprietários de usinas nos estudos sobre PLD e GSF e na compreensão das regras e procedimentos regulatórios envolvidos com o tema da sazonalização. Desta vez, o evento também será aberto a geradores que não são clientes da empresa.”

- G20: Declaração reforça fim de subsídios a fósseis e ampliação de renováveis

“O G20 emitiu uma declaração conjunta que destaca o empenho do grupo em apoiar os países em desenvolvimento na resposta a crises e desafios globais e no alcance dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável. No documento, é reforçado o compromisso assumido em 2009 de eliminar gradualmente subsídios ineficientes a combustíveis fósseis. O desenvolvimento sustentável, a transição energética e a ação climática foram as prioridades da presidência brasileira do G20 ao longo deste ano.”

- Mercado livre de energia viabiliza 70% da expansão da geração centralizada com “sinal verde” até 2030

“Dos projetos de geração centralizada com “sinal verde” para entrar em operação comercial até 2030, 15,4 GW, ou 68% do total de usinas com obras já iniciadas, são destinados ao ambiente de contratação livre, conforme estudo da Associação Brasileira dos Comercializadores de Energia (Abraceel). Além disso, dados do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) revelam que, do total dos projetos eólicos e solares com financiamento contratado entre 2018 e 2024, com capacidade total de 11,2 GW, 83% (9,2 GW) foram destinados para o mercado livre.”

- CCEE contabiliza quase 21 mil migrações ao mercado livre até outubro

“De janeiro a outubro, a Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) registrou 20.973 migrações de novos consumidores ao mercado livre. Esse volume recorde á aproximadamente três vezes maior do que o verificado durante todo o ano passado (7.397). Mais de 77% dos consumidores que estão chegando ao mercado são pequenas e médias empresas, como padarias, supermercados, farmácias e escritórios. No total, o ambiente de contratação livre registra quase 59 mil unidades consumidoras.”

- Energia Elétrica: um novo ciclo vem por aí

“Os impactos das mudanças climáticas, a ameaça sobre o atendimento no horário de maior demanda e investimentos bilionários em transmissão. Esses três pontos ilustram os principais tópicos do ano de 2024 para o setor elétrico e dão a tônica do que deverá orientar os debates no próximo ano, quando o segmento poderá assistir ao primeiro leilão exclusivo de contratação de baterias. Além disso, em distribuição, o governo federal divulgou, no início deste semestre, as diretrizes básicas para renovação dos contratos das concessionárias que expiram entre 2025 e 2031 e são responsáveis por cerca de 60% do mercado.”

- Expansão histórica: eólica e solar lideram aumento na geração de energia em outubro

“Entre janeiro e outubro deste ano, a potência fiscalizada de novos projetos de geração de energia no país ultrapassou 9,3 GW, de acordo com dados da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel). Só em outubro, foram 1,5 GW de crescimento na matriz elétrica brasileira. O salto do mês foi impulsionado principalmente pela entrada em operação de 39 novas usinas, a maioria solares e eólicas. Com isso, a potência instalada no país passou de 207 GW.”

- Aneel propõe Agenda Regulatória 2025-26 com temas-chave para o mercado livre

“A diretoria da Aneel deve aprovar a Agenda Regulatória 2025-26 na próxima semana. Dentre as 14 atividades a serem normatizadas em 2025, destaque para atualização da metodologia de cálculo dos limites máximos do PLD e o aprimoramento do processo de monitoramento do mercado livre de energia elétrica, enquanto dentre as dez atividades para 2026 destacam-se o aprimoramento das garantias financeiras do mercado de curto prazo e o estabelecimento da regulação do monitoramento do mercado. Já as demais atividades regulatórias (total de 24 itens) incluem a avaliação das metodologias do cálculo do PLD mínimo e de definição da TEO.”

Fonte: Electra Clipping Ed. 24/24 – 24/24 de 22/11/2024

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FRASE DA SEMANA

25/11/2024

“A opinião pública é justiceira, e nunca se engana com os bons, ou com os maus...”

Autor: Camilo Castelo Branco

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OUTRAS INFOFMAÇÕES DE HOJE

23/11/2024

– MME pede à Aneel liberação do bônus de Itaipu para modicidade tarifária: https://bit.ly/3OkNz0a

“Ministro enviou ofício solicitando avaliação de repasse de R$ 1,3 bilhão com reflexo na capacidade de pagamento das famílias e no controle da inflação”.

– Brasil responderá pela maior parte dos investimentos da Enel Americas: https://bit.ly/4g0wVPl

“Aporte previsto é de US$ 7,5 bilhões na região das Américas entre 2025 e 2027”.

– Petrobras quer duas UTEs e vai aportar US$ 2,6 bi em gás e energia até 2029: https://bit.ly/4eRBVoI

“Estatal condiciona êxito no LRCAP para viabilização de plantas no Rio de Janeiro”.

Fonte: Canal Energia

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O OBSTÁCULO DA FALTA DE DEMANDA (negócios e empresas)

23/11/2024

“Apesar da disposição em investir em ativos eólicos e solares demonstrada nos últimos planos de negócios, a falta de demanda tem dificultado a concretização dos investimentos. De acordo com o diretor de Transição Energética da estatal, Maurício Tolmasquim, a dificuldade em fechar PPAs (contratos) tem sido o principal impeditivo para a entrada de ativos renováveis na carteira da petroleira.

> Continue a leitura na matéria “Falta de demanda é obstáculo para investimentos da Petrobras em renováveis”: https://bit.ly/494D4ry”

Fonte: Canal Energia

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PETROBRAS: PLANO DE NEGÓCIOS 2025-2029 (negócios e empresas)

23/11/2024

“A Petrobras vai investir US$ 5,7 bilhões em energias de baixo carbono até o ano de 2029. Desse total, US$ 4,3 bilhões irão para usinas eólicas onshore e solares, enquanto US$ 500 milhões serão destinados ao hidrogênio e CCUS, Eólicas Offshore e Corporate Venture Capital receberão outros US$ 900 milhões. A empresa divulgou na noite da última quinta-feira, 21 de novembro, seu Plano de Negócios 2025-2029. A meta é ter 4,3 GW de capacidade em eletricidade renovável até 2030.

> Leia mais na notícia “Petrobras promete US$ 5,7 bi para energias de baixo carbono até 2029”: https://bit.ly/3CHHiJH”

Fonte: Canal Energia

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Credenciada na Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL para trabalhos de apoio ao órgão regulador

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