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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.
“Lideranças das entidades que integram o Fórum das Associações do setor elétrico defenderam em peso a apresentação do texto da reforma do setor na forma de projeto de lei, e não de medida provisória, durante reunião nesta quinta-feira (24/04) com secretários do Ministério de Minas e Energia. A maioria dos executivos que se manifestaram durante o encontro destacou a experiência do passado com a MP 579, que pretendia reduzir a conta de luz, mas acabou dando origem a uma série de distorções que ampliaram o custo a ser pago pelo consumidor.
> Continue a leitura na matéria “Setor rejeita reforma por MP e MME diz que há espaço para incorporar sugestões”: https://bit.ly/4lLFHoh”
“A Agência Nacional de Energia Elétrica é apontada por agentes como uma das causadoras do problema dos cortes de geração por conta da Resolução 1030 que introduziu os critérios aplicados pelo ONS. Atualmente, está em andamento a terceira fase da CP 45, que trata de discutir os cortes de geração. A diretora relatora desse processo é Agnes da Costa, que disse nesta entrevista exclusiva ao CanalEnergia no âmbito da Reportagem Especial que trata do assunto, a ser publicada na sexta-feira, 25 de abril, que a meta é colocar o tema para avaliação da diretoria o mais breve possível. Ela diz que a análise técnica deve terminar ainda no primeiro semestre, pois há preocupação com a Safra dos Ventos.
> Confira a entrevista completa em “Agnes da Costa, da Aneel: regras para os cortes serão as melhores possíveis”: https://bit.ly/42PJR5Q”
- Para quem está na correria e não conseguiu acompanhar os assuntos dessa, aqui vai um resumo:
*Reforma do Setor Elétrico*
- O Ministério de Minas e Energia (MME) apresentou projeto que pode ser publicado como Projeto de Lei ou Medida Provisória (com vigência imediata e prazo de análise de até 180 dias).
- Impacto para consumidores: Indústria critica falta de debate técnico e social antes da divulgação das medidas.
- Preocupação com "jabutis": Setor alerta sobre inclusão de temas alheios à proposta durante tramitação no Congresso.
- Gratuidade da tarifa social: Presidente da Comissão de Minas e Energia da Câmara quer avaliação técnica para verificar viabilidade da ampliação da Tarifa Social de Energia Elétrica.
- Opinião da Anace: Associação diz que a reforma apenas realoca custos entre consumidores.
*Curtailment*
- Crescimento do curtailment em Minas Gerais: Região Norte de MG ultrapassa o Nordeste em volume de cortes de geração devido à expansão da energia solar.
- Lacunas regulatórias: Meetup destacou a exaustão do modelo atual e necessidade de revisar precificação, alocação de custos e riscos para resolver o curtailment.
- ONS sobre cortes: Diretores afirmam que cortes são necessários para o equilíbrio do sistema.
- Futuras regras para cortes: Aneel pretende criar as melhores regras possíveis para lidar com o curtailment.
*Distribuição: Renovação de Concessões*
- EDP Espírito Santo: Aneel adia novamente decisão sobre prorrogação da concessão, com debate sobre inclusão de indicadores de qualidade DEC/FEC.
- Abradee: Associação critica ideia de incluir indicadores passados no processo de renovação de contratos.
*Governança*
- Apagão de 2023: Aneel rejeita pedido da Abeeólica e Absolar para suspensão das multas aplicadas a geradores por falhas no blecaute de agosto de 2023; multas somam R$ 245,3 milhões.
- Segurança de Barragens: Aneel abre consulta para atualizar norma de segurança de barragens de usinas hidrelétricas, em alinhamento com o Conselho Nacional de Recursos Hídricos.
- Leilão A-5: EPE e ONS publicam revisão Nota Técnica que resulta na definição da capacidade remanescente do SIN para escoamento no leilão de geração A-5, previsto para agosto.
- Carga no SIN: Expectativa de aumento de 1,7% em maio e 4,5% em junho de 2025 no consumo de energia elétrica, segundo Programa Mensal da Operação do ONS.
*Destaques Diversos*
- Mercado de energia: N5X inicia negociação em tela, mas com olho na bolsa de energia
- Eólica bate recorde de 117 GW de nova capacidade em 2024, aponta GWEC
- Inteligência Artificial no mercado livre: Paradigma integra IA para melhorar atendimento.
- 2W Ecobank: Justiça aprova pedido de recuperação judicial.
- Consumo no ACL: Mercado livre de energia registra consumo acima de 32 mil MW médios nos últimos 12 meses.
FRAGMENTOS EXTRAÍDOS DA REVISTA O SETOR ELÉTRICO – Edição de 25/04/2025
25/4/2025
- O papel da conversão na mobilidade elétrica no Brasil
“A busca pela descarbonização no segmento de mobilidade tem impulsionado grandes empresas e instituições em todo o mundo, que realizam pesquisas e projetos pilotos que viabilizem a transição energética sustentável neste segmento. Além da indústria de veículos híbridos e elétricos, uma alternativa que vem sendo buscada no Brasil e em outros países do mundo é a conversão de veículos à combustão em carros elétricos ou híbridos.”
- “Capítulo 2 – Repensando a digitalização no setor elétrico brasileiro: Behavioral Techs e suas possibilidades
Neste fascículo, explora-se a evolução das tecnologias de medição no setor elétrico, com foco na medição inteligente e na Infraestrutura de Medição Avançada (AMI). Essas tecnologias permitem comunicação remota, melhoram a qualidade do serviço e reduzem perdas. Também são abordados os custos de implantação do AMI, que têm diminuído. Como alternativa à medição tradicional, o aplicativo Aidu facilita a gestão de faturas e incentiva a participação dos consumidores. O conteúdo destaca a modernização e a eficiência no setor elétrico.
- Fluxo Reverso: O Desafio Técnico Que Virou Discurso Político
“A energia é, por natureza, interdisciplinar. Envolve tanto ciências exatas, responsáveis por desenvolver e otimizar equipamentos e sistemas, quanto ciências sociais, essenciais para a regulação e formulação de políticas públicas. Dito isto, falemos sobre fluxo reverso.
A questão técnica do fluxo reverso não é novidade. Quem trabalha no setor elétrico deve se lembrar da famosa “curva do pato”, apresentada há mais de uma década pelo operador do sistema elétrico da Califórnia (CAISO, 2013). Essa curva mostrava o desafio de balancear a geração e o consumo de energia diante da crescente inserção de fontes renováveis distribuídas, especialmente a solar fotovoltaica.”
- Novos regulamentos para o mercado de geração centralizada, abertura do mercado livre e armazenamento
“Este ano de 2025 pode representar um dos mais significativos avanços no setor de energia no Brasil em décadas. Após um exitoso período de expansão da geração, ampliação da participação das fontes renováveis na matriz e um reconhecido sucesso no processo de leilões de contratação de energia, os tempos (e a tecnologia) agora exigem novas regulamentações e rotas comerciais para uma completa e harmônica modernização do setor.”
“Durante muito tempo, caí na armadilha de achar que tudo precisava ser impecável antes de sair do papel. Até perceber que essa busca pelo perfeccionismo muitas vezes vinha acompanhada de um freio disfarçado. Foi aí que três conceitos mudaram minha forma de agir: o Princípio de Pareto, o ciclo PDCA é uma frase de Mário Sérgio Cortella.”
- Confiabilidade na era das “renováveis”: o desafio da inércia no setor elétrico Parte 1/2
“Nas redes sociais e nas conversas cotidianas, é comum encontrar a percepção de que uma matriz elétrica 100% baseada em fontes renováveis, de baixo carbono (ou ERNC – Energia renovável não convencional, o que exclui a hidráulica), como as energias solar e eólica, seria a solução ideal para os problemas energéticos e ambientais do planeta. Embora essa visão seja atraente e represente um futuro desejável em termos de emissões de carbono, ela desconsidera um elemento fundamental para a estabilidade das redes elétricas: a inércia.”
- Desafios e Perspectivas no Contexto de Sobrecarga e Escassez de Transformadores – Parte 1/2
“O setor elétrico enfrenta uma transformação crescente, impulsionada pela necessidade de atender a uma demanda de potência cada vez mais elevada.
O aumento do número de fontes de energia renováveis, no contexto da geração distribuída, o avanço da eletrificação dos meios de transporte e o contínuo crescimento das populações urbanas colocam uma pressão significativa sobre os sistemas elétricos correlatos. Estes, por sua vez, para responderem a essas demandas pujantes, passam a ser inerentes a infraestruturas de transmissão e distribuição de energia elétrica cada vez mais complexas e com exigências maiores de confiabilidade operativa.”
Credenciada na Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL para trabalhos de apoio ao órgão regulador
Soluções no Setor Elétrico
Nossa expertise no Setor Elétrico é resultado de diversos projetos executados por nossos profissionais em empresas de Geração, Transmissão, Distribuição e Comercialização.
Auditoria Externa
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