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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 DA 136ª EDIÇÃO, DA VOLTS BY CANALENERGIA
12/11/2024
- “A AES se despediu do mercado elétrico nacional. Vendeu seus negócios para a Auren Energia, que está feliz da vida. No país desde a década de l990, a empresa americana chegou com o furor típico daquela época, comprando estatais inteiras ou participações. Tomou um baita tombo em 2003, foi socorrida pelo BNDES, e depois foi se acalmando, até arrumar a casa. Resolveu, no entanto, percorrer o mesmo caminho de outra americana, a Duke Energy, que encerrou negócios no Brasil, em 2016, repassando tudo à chinesa CTG.”
- “(...) o Brasil mais uma vez marcou presença no livro dos Recordes da Guiness. A Itaipu Binacional passou a constar na publicação como a maior produtora de energia elétrica acumulada do planeta! Sim, adaptando aquela velha canção de fim de ano, é “eletricidade para dar e vender”! Já a Eletrobras teve o seu “debut” naquela nova plataforma de negociações cujo nome, N5X, lembra agência de inteligência estrangeira. E outra estreia aconteceu na Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE). A organização lançou sua plataforma de certificação de energia renovável. É isso aí, eletricidade com “pedigree” vale mais! Já para os locais e turistas, a notícia bacana é que a Neoenergia ganhou autorização para ampliar a geração renovável de eletricidade em Fernando de Noronha. Mais um bom motivo para conhecer uma das mais belas ilhas do nosso litoral.”
- “Um estudo da consultoria TR Soluções “cantou a bola” e não deu outra. A Aneel foi atrás e verificou – resumindo bem a ópera – que a operação comandada pelo governo de pegar um empréstimo mais barato para quitar outros dois de custo mais caro – o de escassez hídrica e o da Covid -, não vai resultar, na ponta do lápis, no benefício inicialmente esperado na conta dos consumidores de energia. Fernando Mosna, diretor responsável por esse processo na agência reguladora, sem papas na língua, classificou como “erro grosseiro” o cálculo feito por conta da negociação com os bancos.”
- “Não se preocupe cliente da Light, se você tiver uma sensação de “déjá vu” ao ler esta informação. Isso mesmo! A empresa lançou mais uma iniciativa de combate as perdas. Desde a privatização, em 1996, ao longo de várias gestões, isso já foi tentado um sem-número de vezes, com resultados nem sempre dos melhores. Mas a distribuidora, com fé no processo, avalia que agora vai dar certo. O programa, que não terá um prazo específico, será perene e tratará a temática das perdas com uma visão holística, buscando a cooperação entre os vários atores públicos e privados. Uma das premissas é que há consumidores que até gostariam de regularizar sua situação, mas que não dispõem de recursos para tanto. Uma das propostas é tentar fazer isso acontecer.”
- “Para quem vive se queixando de que falta dinheiro para atividades de P&D, uma novidade chegou para amenizar esse quadro. A Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii) anunciou que vai expandir sua atuação no setor elétrico, com apoio direto a projetos de inovação em energias renováveis e tecnologia sustentável. A proposta é ampliar de 473 para 600 o número de novos projetos apoiados pela empresa em 2024, um aumento de mais de 25% em relação ao ano passado.”
- (...) “fique sabendo que, segundo recente relatório da consultoria Wood Mackenzie, no atual ritmo de trabalho, dificilmente o mundo conseguirá alcançar a tais metas de Net Zero em 2050, conforme planejado. A não ser que, claro, os investimentos em descarbonização e expansão de fontes renováveis sejam acelerados. Coisa da ordem de US$ 78 trilhões, cifra que hoje equivale a pouco mais de seis vezes o valor do PIB brasileiro.”
- “16º Encontro Anual do Mercado Livre (EAML) – Nas plenárias, toda a cadeia produtiva do mercado de energia, governança do setor, e consumidores debaterão macrotemas como a revisão da abertura e aprimoramento do ambiente de mercado; benchmarking internacional; PL de abertura total do mercado de energia no Brasil e seus respectivos desdobramentos; estratégias para captação de clientes e projeções de preço. Fechando agora nos detalhes, serão abordados IA na prospecção de novos clientes; estratégias de negociação; clima e projeções de preço; modelo dessem; digitalização para o consumidor varejista e projeções de mercado.”
- “Mesmo com os preços balançando, os negócios no mercado livre de energia não param de crescer e fazem a felicidade das comercializadoras. Para se ter uma ideia, houve crescimento de 50% no acumulado de 12 meses e o volume de energia consumida aumentou cerca de 14%, segundo dados da Associação Brasileira dos Comercializadores de Energia (Abraceel). A quantidade de consumidores livres atingiu 53.880 unidades em outubro, contra 35.910 há 12 meses. É só alegria! Mas há uma percepção de que essa performance possa ficar ainda mais positiva. Por conta disso, a questão da formação de preço terá uma abordagem prioritária em 2025, segundo a associação. (...).”
“A Justiça Federal no Amazonas declarou válidas as assinaturas no termo aditivo ao contrato de concessão que permitiu a transferência de controle da Amazonas Energia para o Grupo J&F. A decisão foi proferida na última sexta-feira, 8 de novembro, pela juíza Jaíza Fraxe, após avaliar contestação judicial apresentada pela Aneel.
> Leia mais na notícia “Justiça Federal confirma validade da transferência da Amazonas Energia”: https://bit.ly/3Z0ss9J”
“O deputado Danilo Forte (União-CE) protocolou nesta segunda-feira, 11 de novembro, Proposta de Emenda à Constituição (PEC) que estabelece como competência privativa da Câmara dos Deputados a fiscalização das atividades das agências reguladoras. A proposta recebeu 208 assinaturas, bem acima das 171 exigidas pelo regimento interno da Câmara.
> Continue a leitura na notícia “Deputado protocola PEC que dá poder à Câmara para fiscalizar agências”: https://bit.ly/4fE8APd”
“A COP 29 começou nesta segunda-feira, 11 de novembro, em Baku, capital do Azerbaijão. É a última etapa antes do evento chegar ao Brasil no ano que vem. Este ano o evento conta com o potencial de definir a trajetória da ação climática e de estabelecer uma meta de financiamento para enfrentar os desafios do clima. A conferência tem sido chamada como “COP do financiamento” e tem como mandato principal a definição do novo objetivo para viabilizar os recursos a serem aplicados e influenciar a ambição da próxima rodada de compromissos nacionais com vistas à COP 30, em 2025, que acontecerá em Belém (PA).
> Saiba mais na matéria “Financiamento está no centro da pauta da COP 29”: https://bit.ly/4hHz9VA
> Ainda no contexto da COP 29, leia também “Mundo precisa de mais de US$ 30 tri em investimentos até 2030, aponta Irena”: https://bit.ly/4epliAb”
Credenciada na Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL para trabalhos de apoio ao órgão regulador
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