Baterias: uma solução para transmissão e renováveis, aponta IRENA

A IRENA (Agência Internacional de Energia Renovável) divulgou um relatório em que traz um resumo da aplicação de sistemas de armazenamento de energia num contexto de redes de transmissão e energias renováveis, como a solar e a eólica.

O resumo faz parte do projeto “Cenário de inovação para um futuro com energia renovável”, que mapeia as inovações, identifica as sinergias e formula soluções para integrar altas parcelas de energia renovável variáveis (VRE, sigla em inglês) em sistemas de energia.

De acordo com a IRENA, a crescente participação da energia renovável em sistemas de energia, em especial de fontes variáveis, exige uma gestão eficiente das redes de transmissão e distribuição para evitar congestionamentos. 

A abordagem tradicional para aumentar a capacidade da rede está em reforçar o sistema com componentes adicionais (por exemplo, adicionando linhas aéreas ou atualizando cabos existentes).

Como alternativa para upgrades caros para a infraestrutura de transmissão e distribuição, estão sendo lançadas possibilidades sem fio, também chamadas de linhas de energia virtuais (VPLs, na sigla em inglês). Na prática, as VPLs são uma aplicação particular de baterias.

Segundo o relatório, ao invés de reforçar ou construir sistemas adicionais de transmissão e distribuição, sistemas de armazenamento de energia (ESSs) conectados em certos pontos da rede podem suportar a infraestrutura existente e melhorar a desempenho e confiabilidade do sistema. 

As linhas virtuais consideram o armazenamento conectado em pelo menos duas localizações. A primeira está do lado da oferta, perto da fonte de geração renovável, que armazena produção excedente de eletricidade renovável que não pode ser transmitida devido ao congestionamento da rede. Tal armazenamento evita a necessidade de redução da geração. 

Segundo, pode ser usado sempre que a capacidade de transmissão estiver disponível. Neste segundo caso, o ESS é utilizado para atender a demanda durante os períodos em que há insuficiência capacidade de transmissão, utilizando baterias carregadas durante períodos anteriores de baixa demanda e livre capacidade de transmissão.

Em última análise, as linhas virtuais (VLPs) são a aplicação do armazenamento (ESS) para ajudar a gerenciar o congestionamento de rede sem interferir no equilíbrio entre demanda e oferta.

“Usado como VPLs, o armazenamento de bateria em escala oferece uma alternativa técnica para adicionar capacidade à rede elétrica, além de aumentar a confiabilidade e segurança do sistema. O objetivo do uso de VPLs é tornar capacidade adicional de eletricidade disponível muito mais rápido e, em alguns casos, a um custo menor do que buscar uma infraestrutura convencional de reforço ou expansão”, destaca o relatório.

“VPLs fornecem uma solução particularmente econômica quando o congestionamento ocorre durante eventos raros específicos, como temperaturas extremamente altas durante o verão, e quando atualizações caras para a rede seriam subutilizadas. Além disso, se os regulamentos permitirem, o ESS também pode suportar o sistema fornecendo serviços auxiliares, como regulação de frequência, suporte de tensão e reservas giratórias.”

As VLPs podem ser implementadas com baterias ou outras tecnologias de armazenamento (como sistemas térmicos) com capacidade de atender efetivamente requisitos de rede de transmissão ou distribuição. A tecnologia deve ser escolhida de acordo com o tempo/ duração/escala, bem como as capacidades técnicas para fornecer os serviços necessários. 

Principais contribuições dos VPLs

• Corte reduzido de VRE devido ao congestionamento da rede;
• Solução mais rápida e flexível comparado ao reforço de rede;
• Usando baterias para fornecer serviços adicionais.

Diversos países estão testando a VLP, como é o caso de Austrália, França, Alemanha, Índia, Itália e Estados Unidos. A capacidade de armazenamento dos projetos atualmente é de 3 GW. Segundo a IRENA, o crescimento esperado do armazenamento de baterias na transmissão é de 14,3 GW até 2026.

Um dos fatores chaves para a implementação eficiente da VPL envolve a construção de regulamentos que posicionam a bateria com um ativo de rede, como participante do mercado, ou ambas. “Por exemplo, se o ESS for classificado como um ativo baseado no mercado, operadores de transmissão e de distribuição podem enfrentar restrições sobre possuir ou operar o ativo.  Se for classificado como ativo de rede e usado como VPL, pode não ser qualificado para a prestação de serviços em um ambiente competitivo baseado no mercado.”

Outro ponto importante diz respeito à digitalização. Os sistemas de comunicação precisam ser implantados em conjunto com software de gerenciamento de energia, possivelmente com inteligência artificial. “Tecnologias digitais, como inteligência artificial, podem ser usadas para prever melhor e tomar decisões sobre a gestão do ESS. No caso de um caso de negócios multisserviços, a comunicação entre vários atores envolvidos na operação do ESS é fundamental”

Ao longo dos anos, o preço dos serviços conectados à rede armazenamento da bateria tem diminuído constantemente e espera-se que diminua ainda mais nos próximos anos. Por exemplo, o preço do íon-lítio baterias caiu mais de 30% nos últimos cinco anos. Isso tornou uma alternativa acessível para grandes capitais investimentos em transmissão e distribuição infraestrutura de rede.