No passado, no Brasil, a necessidade de se compatibilizar a curva de demanda com a curva de oferta de Energia Elétrica-EE no SIN era, em boa parte, proporcionada pela grande participação da geração por Usinas Hidrelétricas-UHE na Matriz Energética Nacional. As UHEs permitiam um bom armazenamento de energia (de forma proporcional ao tamanho de seus reservatórios). A necessidade de flexibilidade adicional na oferta de energia era então proporcionada por geração termelétrica a partir de combustíveis fósseis caros e poluentes.
Recentemente houve um aumento expressivo da participação de fontes renováveis intermitentes, como solar e eólica, na geração de EE, quadro esse agravado pela redução do tamanho dos reservatórios das novas UHEs, redução esta imposta por razões ambientais. A mudança acentuada no perfil de consumo devido à entrada do mercado dos veículos elétricos e a forte tendência de substituição de combustíveis fósseis por energia renovável em todos os setores da economia, aumentaram muito a demanda por flexibilidade (e confiabilidade) do SIN.
Para proporcionar flexibilidade e acomodar esse descasamento entre oferta e demanda de EE, podemos utilizar diferentes abordagens, tecnologias e estratégias para o armazenamento massivo de energia:
- A mais direta seria aumentar a participação da geração termelétrica por combustíveis fósseis. Com baixa eficiência (cerca de 40%) e forte emissão de GEE, essa solução é a atualmente adotada, mas se coloca na “contramão” da transição energética para uma economia de baixo carbono.
- Alternativamente, a repotenciação e supermotorização de UHE (sem necessariamente aumentar reservatórios), com baixo impacto ambiental e eficiência de 90%, pode garantir, em boa parte, o alcance desses objetivos nas regiões onde houver UHEs de porte adequado e geograficamente bem localizada junto ao SIN para atender ao armazenamento requerido.
- Os Sistemas de Baterias – BESS vêm aumentando a sua potência, capacidade e melhorando suas propriedades. Com eficiência de 80% a 95% e cumprindo ainda serviços ancilares, apesar do custo ainda elevado, é uma tecnologia largamente utilizada em todo o mundo com potência relativamente baixa.
- Usinas Hidroelétricas Reversíveis – UHR são tecnologias maduras mas com limitações devido à topografia, geologia e recursos hídricos no local de instalação. Com eficiência da ordem de 80% é uma tecnologia largamente utilizada em todo o mundo.
- O armazenamento por Ar Comprimido – CAES para ter uma eficiência razoável (de cerca de 70%) demanda uma fonte complementar de calor e encontra mercado em aplicações específicas, apesar de emitir GEE.
- O armazenamento em H2V apresenta alguma perspectiva para veículos de grande porte, mas sua baixa eficiência (cerca de 25%), alto custo e a necessidade de água tratada limita muito sua utilização em larga escala.
- A “Bateria Gravitacional” é uma tecnologia promissora, de alta eficiência mas ainda pouco madura.
O aumento da capacidade de armazenamento massivo de energia está entre as opções de menor impacto ambiental para proporcionar a flexibilidade desejada ao SIN. Esse armazenamento pode estar localizado junto ao consumo ou à geração da energia e cumpre o papel de guardar EE quando houver excedente de geração e devolver à rede essa energia armazenada quando a demanda suplantar a geração. Esse mecanismo pode se dar em períodos diários ou mesmo sazonais.
O armazenamento massivo de energia deve atender a uma capacidade superior a dezenas de MWh, com uma potência mínima de alguns MW e é desejável que o custo da energia armazenada seja inferior ao da geração termelétrica.
Adequadamente combinado com Linhas de Transmissão, o armazenamento massivo pode otimizar muito o SIN.
Professor Mario Olavo Magno de Carvalho | Consultor da SER
A SER RENOVÁVEIS incentiva ativamente o debate sobre temas relacionados aos seus negócios, pois acreditamos que isso contribui para enriquecer as discussões. Portanto, é importante destacar que as opiniões expressas por nossos articulistas não refletem, necessariamente, a posição oficial da empresa.
