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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.
ESTUDOS SOBRE EFEITOS CLIMÁTICOS NA MATRIZ ELÉTRICA (expansão)
10/9/2024
“O Ministério de Minas e Energia e a Empresa de Pesquisa Energética (EPE) iniciaram um estudo para avaliar como as mudanças climáticas devem ser incorporadas ao planejamento da matriz elétrica brasileira no futuro. A iniciativa também contará com apoio da PSR e a Tempo OK, e tem previsão de conclusão para junho de 2025. O objetivo é apoiar o processo de integração das renováveis e eficiência energética ao Sistema Interligado Nacional.”
“A Aurora Energy Research lançou no país seu software de avaliação voltado à energia eólica, o Amun. A chegada dessa plataforma, argumenta a empresa, ocorre em um momento crucial, à medida que o setor de energia eólica do Brasil — particularmente a offshore — vem ganhando reconhecimento mesmo sem ter um marco regulatório em vigor, por isso, atualmente, a expectativa é de 95% dos projetos que são viáveis segundo o software, são onshore.
De acordo com Inês Gaspar, gerente de produto da empresa, a plataforma estará disponível ao país a partir de outubro. A avaliação da Aurora é de que apesar do potencial eólico do país ser enorme, apenas uma parte é viável economicamente. Segundo dados da companhia, esse volume está em 109 GW, sendo 95% desse volume localizado em terra.”
Fragmentos extraídos do Volts – By Canal Energia de 03/09/2024
9/9/2024
“O nível dos reservatórios das hidrelétricas veio minguando aos poucos, mas o que surpreendeu mesmo foi o avanço veloz das queimadas espalhadas por boa parte do Brasil. Fogo sob linhas de transmissão é encrenca na certa.
E ao que tudo indica, esse pode ter sido um dos principais causadores do apagão que atingiu o sistema elétrico Acre/Rondônia e que, mais recentemente, deixou Roraima às escuras, pela enésima vez. Pelo sim, pelo não, o fato é que as redes estão sendo mais solicitadas devido ao calor intenso de um inverno incomum. A capital paulista e Guarulhos amargaram um desligamento de grandes proporções ao entardecer do penúltimo sábado, dia 31.
E por falar em linhas de transmissão de energia, está confirmado! Vamos ter um segundo leilão neste mês. Está agendado para o dia 27. A diretoria da Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica), superando o período marcado pelo movimento dos servidores por melhores condições de trabalho, conseguiu aprovar o edital a tempo de permitir a realização do certame na data originalmente prevista.
Correndo por fora, ainda tivemos o lançamento do Programa Nacional de Transição Energética, que chamou a atenção dos especialistas, aliás, por colocar um foco maior em gás de cozinha (GLP), gás natural e petróleo. O anúncio deu o que falar. Agradou o pessoal da indústria, já que o objetivo da iniciativa também é baratear o gás natural, mas pegou mal na indústria exploradora de combustíveis fósseis, que enxergam perdas consideráveis pela frente.
32ª reunião pública ordinária do ano de 2024 da diretoria da Aneel, destaques:
- Proposta de abertura de Consulta Pública destinada a colher subsídios e e informações adicionais par o estabelecimento das condições necessárias a transferência do controle societário nos termos do art. 2º da Medida Provisória nº 1.232/2024;
- Proposta de abertura de Consulta Pública destinada a colher subsídios e informações adicionais para conversão dos contratos originais em Contratos de Energia de Reserva (CER), nos termos do art. 1º da Medida Provisória nº 1.232/2024;
- Proposta de abertura de Consulta Pública destinada a colher subsídios para regulamentação das quotas extraordinárias dos recebíveis da Conta de Desenvolvimento Energético (CDE) cedidos e definição do fluxo de destinação dos recursos da CDE para as contas de escassez hídrica e Covid, de que tratam os artigos 6º e 7º da Portaria Interministerial MME/MF nº 1/2024.
Se alguém ainda estava com alguma dúvida sobre o cenário de abastecimento de energia elétrica no Brasil no curto prazo, a resposta definitiva veio com bandeira vermelha 2 ‘decretada’ pela Aneel. (...). O comportamento do PLD (Preço da Liquidação das Diferenças), referência para o mercado livre, deu sinais, embora pontuais, de algo não estava lá muito bem.
Vai doer no bolso e pesar no IPCA (Índice Nacional de Preços ao Consumidor Amplo) de setembro. Aliás, em agosto, o IPCA-15 até que teve um comportamento mais ou menos camarada, fechando em 0,19%, justamente porque também o retorno da bandeira verde. Mas o cenário agora piorou. A previsão de chuvas abaixo da média, com expectativa de afluência nos reservatórios das hidrelétricas cerca de 50% abaixo da média, não teve como a Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica) não adotar a bandeira vermelha 2.
O BNDES (Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social) deve apresentar o estudo final sobre a usina inacabada de Angra 3. (...). A decisão final sobre se a obra vai ou não ser concluída é responsabilidade do CNPE (Conselho Nacional de Política Energética).
Quando a Alupar resolve disputar leilões de sistemas de transmissão em países da América do Sul, a concorrência respira fundo. A empresa que há muito desenvolve várias operações no Brasil, venceu mais um certame, desta vez no Peru, onde arrematou cinco projetos de uma vez.
A grave situação financeira da Amazonas Energia se deve em grande parte, segundo apontam analistas e o próprio MME (Ministério de Minas e Energia), à falta de experiência da Oliveira Energia, atual controlador da companhia, na gestão de empresas de distribuição de energia elétrica. Por isso, o governo está empenhado em encontrar uma solução rápida para essa concessão eternamente problemática, antes que seja tarde demais. O ministro de Minas e Energia, Alexandre Silveira, alertou recentemente que uma eventual intervenção custaria R$ 4 bilhões aos cofres públicos – leia-se contribuintes e consumidores de energia elétrica do mercado regulado. Acontece que a saída proposta, compreendendo uma triangulação com a Âmbar Energia, que daria também solução para usinas térmicas da empresa envolvidas no malfadado PCS (Procedimento Competitivo Simplificado), tende voltar a estaca zero. A área técnica da Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica) já está avisando que a empresa do Grupo JBS também não tem experiência anterior no ramo de distribuição de energia, o que a desqualificaria nesse processo.”
RECORDE NA IMPORTAÇÃO DE MÓDULOS SOLARES (negócios e empresas)
7/9/2024
“A importação de módulos fotovoltaicos bateu recorde no 1º semestre de 2024. Foram 10,7 GWp, alta de 30% na comparação com o mesmo período do ano passado. Esses dados foram divulgados pela Greener em sua pesquisa semestral sobre geração distribuída, modalidade esta que foi o destino de 70% desse volume importado. Preços mais baixos, queda da taxa de juros e retomada do interesse são alguns dos motivos apontados para esse resultado. Até junho 99,6% dos municípios tinham um ou mais sistemas de GD instalados.”
Credenciada na Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL para trabalhos de apoio ao órgão regulador
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