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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.
“O Plenário do Tribunal de Contas da União aprovou nesta quarta-feira, 11 de setembro, o acordo para a UTE Barra Bonita I, da Tradener, que foi viabilizada no PCS de 2021. Os termos foram delineados pela Câmara de Solução Consensual e prevê a eliminação da inflexibilidade contratual da usina, concessão de desconto de 8,74% no preço total, mas o pagamento de multa total de pouco mais de R$ 9 milhões para a Conta de Energia de Reserva e o fim dos processos em andamento junto à Agência Nacional de Energia Elétrica e à Câmara de Comercialização de Energia Elétrica, sem aplicação de quaisquer outras penalidades e sem novos processos administrativos.”
“O plenário da Câmara dos Deputados concluiu votação do projeto de lei do Combustível do Futuro, sem a emenda que estendia o prazo para projetos de minigeração distribuída tivessem acesso aos descontos de encargos do setor elétrico. A proposta foi retirada do relatório final pelo deputado federal Arnaldo Jardim (Cidadania-SP). No relatório, ele disse que não acolheu a emenda, pois não é objeto do PL.”
“O governo tem trabalhado pela retirada da emenda do Senado que amplia o prazo dos subsídios da geração distribuída no projeto de lei do Combustível do Futuro. Em entrevista após evento no Ministério de Minas e Energia, o ministro Alexandre Silveira disse nesta quarta-feira, 11 de setembro, que este é um tema que tem lhe “dado desgosto e muito trabalho desde ontem à tarde (10/09).
Para o ministro, “não tem a mínima justificativa técnica” aumentar R$ 2,4 bilhões em média por ano na conta de energia para estimular uma fonte que é extremamente viável economicamente, como a fonte solar.”
Fragmentos extraídos da 12ª edição VOLTS By CanalEnergia (10/09/2024)
11/9/2024
- “Teve articulação com o pessoal do ONS, sucedida, na sequência, por uma reunião com o CMSE (Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico), o que nunca é bom sinal. Providências, enfim, estão sendo tomadas para evitar impactos no abastecimento. E para completar esse momento bem tenso, até a bandeira tarifária foi revisada, após a descoberta de um dado de entrada equivocado nos modelos de cálculo. A mudança de sinalização, vai doer menos no bolso do consumidor.
- Apesar do ambiente insalubre, as atividades parlamentares seguiram em frente no Distrito Federal. Mesmo com muito político fora, por causa da proximidade das eleições municipais, o Senado aprovou o projeto de lei do chamado Combustível do Futuro. Só que com um incômodo jabuti agregado que, se não for extraído a tempo na Câmara dos Deputados – para onde o projeto retorna – vai sobrar mais um inevitável prejuízo aos consumidores de energia brasileiros.
- Já no BNDES, onde o trabalho nunca para, foi concluído o estudo que ficou de checar a viabilidade da continuidade das obras da usina nuclear Angra 3. Sim, aquela “velha senhora” que desde a década de 1980, só deu despesa e ainda não produziu um kilowatt sequer.
- (...) o movimento de migração ao mercado livre vai muito bem obrigado. Houve um novo recorde, segundo registrou novo balanço a CCEE (Câmara de Comercialização de Energia Elétrica). Cerca de 2,5 mil percorreram esse caminho no mês de julho, configurando um montante 272% maior do que o verificado em mesmo mês do ano passado.
- Quinta-feira – 12/09 – Primeira sessão da reunião de trabalho da PMO (Programação Mensal de Operação Energética), referente à semana que vai de 07/09 da 13/09, no ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico);
- Sexta-feira – 13/09 – Segunda sessão da reunião de trabalho da PMO no ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico),
- O Agronegócio nacional, que tantas divisas traz à economia do país, aproveitando a luz do Sol, é responsável por hoje por 5% do consumo total de toda a eletricidade do país. E mais, os produtores geram a própria energia para diferentes máquinas, motores e sistemas de refrigeração e iluminação. Viram nessa tecnologia uma forma vantajosa para aumentar a autonomia, liberdade e controle sobre suas contas de luz.
- Acaba de sair do forno da EPE (Empresa de Pesquisa Energética) mais um caderno quentinho do Plano Decenal de Energia 2034. Eletromobilidade é o sabor da vez. Daqui a dez anos, segundo o estudo, vamos ver circulando pelas ruas das cidades brasileiras uma frota de 3,7 milhões de veículos, entre elétricos e híbridos.
- O projeto “Combustível do Futuro, em tramitação no Congresso Nacional, é uma iniciativa de inspiração muito bacana. Teve sua origem lá pelo ano e 2020 na Câmara dos Deputados. Em resumo bem resumido, o objetivo da iniciativa é promover a transição energética e a descarbonização da matriz de transportes no país. Muito abrangente, envolve aumentar mistura de etanol na gasolina, além de mais biodiesel no diesel, incorporação de biometano no gás natural e por aí vai.
- A conta de luz está, aos poucos, rumando para uma espiral altista muito preocupante. Sempre de olho nas tarifas elétricas, a Associação Brasileira de Grandes Consumidores Industriais de Energia e de Consumidores Livres divulgou mais um levantamento de cair o queixo. Segundo a entidade, iremos pagar (...) cerca de R$ 366 bilhões em custos do setor elétrico em 2024! Do total, cerca de R$ 100 bilhões, mais de 27%, correspondem ao peso de subsídios e de ineficiências que acabam impactando a conta de luz e, por tabela, o preço dos produtos consumidos no país.”
Fonte: VOLTS By CanalEnergia – 12ª edição (10/09/2024)
“Um estudo realizado pela Simple Energy revela que o valor do Encargo de Serviços do Sistema (ESS) pode passar de R$ 55,7 milhões em junho para cerca de R$ 436,5 milhões em agosto, o que representaria um salto de 683,5%. Com a menor disponibilidade de recursos hídricos para o atendimento à demanda de energia elétrica no horário de ponta, o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) vem antecipando cada vez mais o acionamento de termelétricas, inclusive a carvão.”
Credenciada na Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL para trabalhos de apoio ao órgão regulador
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Nossa expertise no Setor Elétrico é resultado de diversos projetos executados por nossos profissionais em empresas de Geração, Transmissão, Distribuição e Comercialização.
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