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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.
- Antecipação de Recebíveis da Eletrobras: A Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) está abrindo consulta pública para regulamentar a antecipação de recebíveis da Eletrobras, com o objetivo de aliviar as tarifas. A medida está associada à quitação de empréstimos das contas Covid e Escassez Hídrica.
- Critérios de Operação Menos Restritivos: O Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico recomendou a adoção de critérios menos restritivos na operação do Sistema Interligado Nacional (SIN) para garantir o abastecimento até o término do período seco, de setembro a novembro.
- Enfrentamento da Crise Hídrica: O Tribunal de Contas da União (TCU) determinou a realização de um levantamento das ações que estão sendo tomadas para enfrentar a crise hídrica no Brasil.
- Decisão do TCU sobre Repactuação de Usinas: O TCU arquivou uma representação que apontava irregularidades na decisão da Aneel de manter o montante do risco hidrológico repactuado por hidrelétricas, destacando o princípio da segurança jurídica.
- PL Combustível do Futuro: O Senado aprovou o Projeto de Lei 3.027/2024, que estabelece regras para o Programa de Desenvolvimento do Hidrogênio de Baixa Emissão de Carbono, que agora segue para sanção presidencial.
Mercado de Energia e Negócios
- Mercado de Aço Verde: O Brasil é posicionado como um potencial líder no mercado de aço verde, devido à oferta de eletricidade renovável e reservas de minério de ferro de alta qualidade. No entanto, o país enfrenta desafios, pois a maior parte da siderurgia ainda depende de carvão.
- Future Carbon: A empresa Future Carbon, focada em crédito de carbono, reformulou sua estratégia e passou a atuar como um player financeiro em mercados de descarbonização.
- Amazonas Energia: A Aneel abriu consulta pública para discutir a transferência do controle societário da Amazonas Energia, como alternativa à extinção da concessão. A proposta envolve a alienação de ações para o Grupo J&F.
- Custos do Setor para o Consumidor: O Índice do Custo Brasil de Energia estima que os consumidores pagarão R$ 366 bilhões em custos do setor elétrico em 2024, sendo uma parte significativa decorrente de subsídios e ineficiências.
- Data Centers e Consumo de Energia: O aumento da inteligência artificial está impulsionando o consumo de energia por Data Centers, com o Brasil sendo visto como um potencial fornecedor de energia para esse mercado.
Outras Notícias
- Veículos Eletrificados: A Empresa de Pesquisa Energética (EPE) projeta que, até 2034, os veículos leves eletrificados representarão 18% dos licenciamentos no Brasil, com a frota de híbridos e elétricos atingindo 3,7 milhões de veículos.
“O avanço da inteligência artificial está causando um aumento no consumo de energia elétrica por Data Centers. Nos Estados Unidos, as big tech como Google, Meta, Microsoft, Open AI e outras começaram uma busca frenética por opções de suprimento de energia por meio de diversas fontes. Esse mercado vem sendo apontado como um dos que podem ajudar a aumentar a demanda por energia no Brasil que tem uma sobra estrutural de capacidade de geração. Motivos que favorecem o país são muitos, mas há desafios que transitam em questões regulatórias e estruturais do modelo.
Segundo a edição mais recente do Energy Report, da consultoria PSR, diante das demandas que essa modalidade de consumidor de energia tem o Brasil poderia, ser um grande supridor e atrair essa carga para cá. Inclusive, esse assunto foi levantado até pelo CEO da Cemig, Reynaldo Passanezi, no Enase 2024 durante o Fórum de CEOs, tradicional painel que é realizado no evento do Canal Energia, by Informa Markets.”
“O ano é 2034, o Brasil registra pouco mais de uma década de expansão da eletrificação dos veículos que soma cerca de 50 mil ônibus eletrificados, são quase 30 mil caminhões nessa mesma categoria, e mais, em veículos leves HEV e BEV o número é de mais de 1 milhão de unidades. Essa é a realidade que a Empresa de Pesquisa Energética projeta ao final do horizonte do Plano Decenal de Energia (PDE 2034). Os dados constam do caderno de Eletromobilidade no transporte rodoviário que o planejador publicou essa semana. O caderno traz ainda estimativa de que, em 2034, os veículos leves eletrificados representarão 18% dos licenciamentos desta categoria, contabilizando 694 mil unidades, e a frota de híbridos e elétricos alcançará 3,7 milhões de veículos no total.”
“Os consumidores vão pagar R$ 366 bilhões em custos do setor elétrico em 2024, segundo o Índice do Custo Brasil de Energia, elaborado pela Associação Brasileira de Grandes Consumidores Industriais de Energia e de Consumidores Livres. 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 o preço dos produtos consumidos no país.”
SUBSÍDIO À GD NO PL COMBUSTÍVEL DO FUTURO (geração)
7/9/2024
“Entidades ligadas a consumidores e à indústria reagiram à inclusão de emenda ao projeto de lei do Combustível do Futuro (PL 528/2020) que amplia os subsídios à geração distribuída. Pegas de surpresa pela proposta de última hora, a Frente Nacional dos Consumidores de Energia e o movimento União Pela Energia criticaram a falta de debate e a rapidez como os senadores aprovaram a proposta que vai beneficiar empreendimentos de minigeração solar, aumentando a conta a ser paga pelos demais consumidores.
O projeto foi aprovado no Senado na quarta-feira, 4 de setembro, e segue agora para a Câmara dos Deputados.”
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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