Rumo a um sistema elétrico 100% renovável: a era das megabaterias

A análise dos sedimentos revelou a presença de cascas de cevada. A princípio, nada fora do comum. No entanto, esse material obtido em Dhra, na atual Jordânia, em 2009, e a datação por Carbono 14 de uma viga carbonizada nas ruínas da mesma área forneceram uma data definitiva: 9913 a.C., com uma margem de erro de 59 anos.

A importância desse registro é evidente: foi a primeira ‘despensa’ conhecida da humanidade. Mil anos antes da domesticação dos cereais, os seres humanos já haviam começado a projetar estruturas para armazenar seus alimentos. Esse grão deu lugar às sociedades agrícolas e ao início da história e das civilizações.

Hoje, o desafio não é mais amansar a natureza, mas protegê-la e avançar rumo a um mundo mais sustentável. No entanto, temos algo em comum com os ancestrais neolíticos: a necessidade de gerenciar recursos valiosos para garantir nosso futuro como espécie. E um dos mais importantes de nossa era é a energia renovável.

A transição energética para uma economia de baixo carbono exige, entre outras grandes mudanças, a implementação de um sistema elétrico quase renovável até 2050. Essa é a condição necessária, mas não suficiente, para alcançar a neutralidade climática até a metade do século e, assim, evitar os efeitos mais graves do aquecimento global.

Aqui é onde o armazenamento de energia entra em ação. Um conjunto de tecnologias desenvolvidas para armazenar energia quando ela não é necessária e usá-la quando exigida pelo sistema elétrico para garantir o abastecimento e manter a rede no equilíbrio técnico necessário. Em outras palavras, injetar a mesma energia que é consumida em um determinado momento, para manter parâmetros fundamentais, como tensão e frequência, sob controle e evitar apagões ou outros incidentes. Mesmo que não haja vento ou luz solar suficientes para atender à demanda existente em um determinado momento.

Na ACCIONA, estamos trabalhando na produção de energia limpa há muito tempo, mas agora estamos nos preparando para completar o círculo da sustentabilidade. Neste artigo, apresentamos uma das ferramentas mais poderosas para alcançar esse objetivo e um projeto que é um verdadeiro modelo em termos de implementação.

A era das megabaterias

Para que possamos avançar rumo a uma energia 100% renovável, não basta substituir as usinas de carvão e gás por parques eólicos e usinas solares. O sistema elétrico deve ser adaptado a uma presença maciça de fontes de energia limpas e… variáveis. A geração eólica e solar fotovoltaica está isenta de conflitos entre países ou crises de abastecimento. Depende apenas de o vento estar soprando ou do sol estar brilhando. É claro que tanto o vento quanto o sol não oferecem um abastecimento constante. Por isso, a atenção está voltada para o armazenamento dessa energia limpa.

Felizmente, há várias tecnologias disponíveis para isso. As mais difundidas atualmente são as usinas hidrelétricas de bombeamento, que usam eletricidade fora do horário de pico para elevar a água a uma barragem superior e liberá-la para geração quando necessário. Neste artigo, analisamos uma tecnologia que ainda é pouco desenvolvida, mas que crescerá exponencialmente nos próximos anos: grandes baterias estacionárias (BESS, Battery Energy Storage System) com conexão à rede elétrica, capazes de consumir ou fornecer energia da rede, dependendo das necessidades do sistema.

Conforme as previsões da S&P Global, a capacidade de armazenamento de baterias conectadas à rede aumentará 57% este ano, chegando a 40 gigawatts (GW), e continuará a crescer significativamente, chegando a cerca de 70 GW até 2030. A Bloomberg NEF, por sua vez, prevê que as instalações globais de armazenamento de energia alcancem 1.091 GW/2.850 GWh até 2040, em comparação com 9 GW/17 GWh em 2018.

Qual é a finalidade das megabaterias de armazenamento de energia?

Em resumo, o armazenamento de eletricidade é fundamental para alcançar a máxima integração de energias renováveis variáveis, como a eólica e a solar, no sistema, devido à sua elevada capacidade de absorver rapidamente a energia da rede, armazená-la e depois voltar a injetá-la.

As modernas megabaterias conectadas ao sistema elétrico têm a vantagem de oferecer vários serviços e funcionalidades, o que torna esses sistemas mais eficientes e economicamente viáveis. Abaixo, seis funcionalidades básicas que favorecem a integração maciça de energias renováveis aos sistemas elétricos [Fonte: Electricity Storage Valuation Framework. IRENA, 2020].   

Além dessas seis funcionalidades que as megabaterias oferecem às redes elétricas, elas podem ser de grande ajuda em outros contextos, como áreas remotas, ambientes insulares ou pequenas redes, permitindo o gerenciamento confiável do sistema sem depender de soluções fósseis.

A maior bateria do Texas

Um exemplo das possibilidades da tecnologia de grandes baterias para o serviço de rede é o acordo que assinamos recentemente na ACCIONA Energía para adquirir a maior bateria do estado do Texas, bem como um portfólio de seis outros projetos em desenvolvimento, totalizando 1,23 gigawatts de potência, o equivalente à capacidade de uma usina nuclear de tamanho médio.

O projeto mais desenvolvido é o Cunningham, a 34 quilômetros de Dallas, em operação desde julho de 2023, que é a maior bateria conectada à rede no Texas, com potência de 190 MW e capacidade de energia de 380 MWh, instalada em uma superfície de aproximadamente seis hectares. Está previsto que os projetos restantes entrem em operação progressivamente nos próximos três anos, contribuindo para a realização das previsões globais mencionadas no início deste artigo.