O armazenamento de energia é um dos pilares para a expansão dos sistemas de geração de energia renováveis

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Em entrevista exclusiva, Raul Beck, do CPQD fala sobre a atual visão do setor de armazenamento de energia no Brasil e a representação nos sistemas de renováveis.

CANAL ENERGY: Qual o papel do CPQD hoje para o setor de AE, e quantos anos tem a entidade?

RESPOSTA: A Fundação CPQD - Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicações, hoje uma ICT (Instituição de Ciência e Tecnologia) privada sem fins lucrativos, foi criada como empresa estatal em 1976 para ser o centro de pesquisa e desenvolvimento do Sistema Telebrás, holding estatal das telecomunicações brasileiras, assim se mantendo até a privatização do setor ocorrida em 1998, quando foi transformada numa Fundação privada que permitiu a extensão de sua atuação, até então focada apenas no setor de telecomunicações, para praticamente todos os setores econômicos, sociais e industriais do País.

A atuação do CPQD na área de armazenamento de energia e baterias remonta à década de 1980, quando o setor técnico da Telebrás identificou uma fraqueza no mercado nacional com relação à capacitação para a fabricação, fornecimento e manutenção de baterias estacionárias do tipo chumbo-ácidas utilizadas nos sistemas de infraestrutura de energia em corrente contínua das estações de telecomunicações em todo o Brasil, decidindo atuar no sentido de apoiar e conduzir o desenvolvimento de tecnologia nacional nesta área, criando capacitação profissional e construindo no CPQD o que é hoje o maior laboratório para desenvolvimento, ensaios e certificação de baterias da América Latina.

Nos últimos 15 anos, além das atividades com baterias convencionais, os laboratórios de baterias do CPQD tem atuado na pesquisa e desenvolvimento de baterias avançadas, principalmente lítio-íon, incluindo projetos com parceiros industriais para desenvolvimento de produtos, ensaios e certificação de sistemas de armazenamento de energia para geração distribuída, sistemas estacionários, tracionários, automotivos e veículos elétricos.

CANAL ENERGY: Nos dê uma visão de como está atualmente o setor de AE no Brasil?

RESPOSTA: O armazenamento de energia representa um dos pilares para a contínua expansão dos sistemas de geração de energia renováveis, como a eólica e a fotovoltaica que, devido à sua intrínseca característica de intermitência devido a nuvens, noite, falta ou mudanças do vento, etc., não são consideradas geração robusta, ou despachável, como as usinas hidráulicas e térmicas, para o sistema elétrico.

Dessa forma os sistemas de armazenamento de energia são de fundamental importância na transformação do setor elétrico, possibilitando a equalização da disponibilização de energia despachável nas grandes usinas solares e eólicas, absorvendo os picos de geração e transferindo para o momento de elevada demanda, otimizando o balanço de carga e as flutuações de tensão ou de frequência nas redes de transmissão e distribuição, evitando a construção de novas linhas ou subestações para atender picos temporários de consumo, e também possibilitando o consumidor individual realizar a gestão de seu consumo próprio e demanda contratada ou ter seu próprio sistema de "backup" de energia.

Apesar do Brasil haver desenvolvido grandes programas de universalização da energia com sistemas fotovoltaicos, basicamente sistemas isolados como o PRODEEM iniciado em 1994 e o LUZ PARA TODOS (LPT) iniciado em 2004, atendendo as necessidades básicas de mais de 15 mil famílias com sistemas fotovoltaicos remotos com baterias chumbo-ácidas em comunidades isoladas, e em 2020, em continuidade ao LPT, ter iniciado o programa MAIS LUZ PARA A AMAZÔNIA (MLA) do MME que, com previsão orçamentária de mais de R$ 3 bilhões, prevê instalar até o final de 2022 esses sistemas para mais de 80 mil famílias nas regiões remotas da Amazônia Legal (basicamente ribeirinhos, quilombolas e comunidade indígenas), a capacidade total de armazenamento utilizada nesses sistemas é irrisória, pois são todos sistemas de pequeno porte.

Em 2016 a Aneel realizou a Chamada Estratégica 21/2016 em seu programa de P&D, “Arranjos Técnicos e Comerciais para a Inserção de Sistemas de Armazenamento de Energia no Setor Elétrico Brasileiro”, objetivando a proposição de arranjos técnicos e comerciais para avaliação e inserção de sistemas de armazenamento de energia no setor elétrico brasileiro, de forma integrada e sustentável, buscando também criar condições para o desenvolvimento de base tecnológica e infraestrutura de produção nacional. Foram destinados cerca de R$ 370 milhões para 23 projetos que contemplam cerca de 18 MWh de sistemas de armazenamento de energia das mais diversas tecnologias (baterias de Li-ion dominante) e previsão de conclusão até 2022.

Além desse programa, destacam-se algumas poucas iniciativas comerciais relevantes, basicamente para redução dos custos com energia nos horários de ponta, como o sistema de 10 MWh a ser implantado na mineradora VALE, 414 kWh instalado na empresa ALDO em Maringá/PR, 268 kWh / 120 kW instalado na indústria BRASAL REFRIGERANTES em Brasília/DF, e um sistema de 307 kWh / 150 kW para irrigação de uma fazenda em Goiás.

Contabilizando todos os projetos relevantes no Brasil, não chegamos a 40 MWh de sistemas de armazenamento de energia no setor elétrico no Brasil, frente a mais de 10.000 MWh já instalados no mundo.

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CANAL ENERGY: Quais os países referência hoje em tecnologias e também cases de sucesso?

RESPOSTA: Considerando em nível de desenvolvimento tecnológico e capacidade industrial produtiva, a Ásia se destaca de modo relevante, com a China, Coréia do Sul e Japão possuindo mais de dois terços da produção mundial de baterias de lítio-íon.

Porém, em termos de aplicação de sistemas de armazenamento de energia no setor elétrico, os protagonistas mundiais são, por ordem decrescente, a Coréia do Sul, Estados Unidos, China e Alemanha que, juntos, possuem mais de 60% da capacidade mundial instalada atualmente.

Grandes sistemas de armazenamento, como por exemplo, o de 100 MWh / 120 MW instalado em 2017 pela Tesla em Hornsdale, na Austrália, em 2 anos amortizou completamente seu custo de implantação, além dos incomensuráveis ganhos sociais e econômicos proporcionados aos usuários do sistema elétrico da região sul da Austrália. O sucesso financeiro e social desse empreendimento levou a empresa responsável promover sua ampliação em 50% no ano passado, apresentando capacidade atual de 150 MWh / 193 MW.

CANAL ENERGY:Políticas públicas inteligentes e focadas, além de incentivos são algo esperado por toda a cadeia produtiva do setor de armazenamento de energia hoje. Como estão esses 2 temas?

RESPOSTA:A redução acentuada de quase 90% nos preços dos sistemas de armazenamento de energia com baterias de lítio-íon nos últimos 10 anos, cujo custo do kWh para baterias de veículos elétricos caiu de U$ 1.183 em 2010 para U$ 135 e 2020, e que vem tornando cada vez mais atraente a utilização da tecnologia no setor elétrico, são decorrentes dos vultuosos investimentos realizados a nível global para atingir o objetivo da indústria automobilística de um custo abaixo de U$ 100 / kWh, previsto para ocorrer em 2023, quando o custo de um veículo elétrico será igual ao de um veículo convencional a combustão, com as evidentes vantagens do baixo custo de operação e manutenção do veículo elétrico decretar o início do fim dos veículos convencionais.

Na contramão das expectativas da cadeia produtiva do setor de armazenamento de energia no Brasil, temos uma total omissão de políticas públicas e incentivos para a disseminação da tecnologia no País, na verdade temos uma aviltante carga de impostos (II, IPI, ICMS, PIS/COFINS) que encarece em cerca 80% o preço das baterias no mercado nacional, sem expectativas de sensibilização do Governo para a importância do domínio e aplicação dos sistemas de armazenamento de energia na transformação do setor elétrico brasileiro.

CANAL ENERGY:Quais as principais tecnologias disponíveis no mercado, e também se elas são competitivas economicamente falando?

RESPOSTA: Apesar da predominância da tecnologia das baterias de lítio-íon, em suas diversas eletroquímicas (LFP - Lítio-Fosfato de Ferro, NMC - Lítio-Óxidos de Níquel, Manganês e Cobalto, NCA - Lítio-Óxidos de Níquel, Cobalto e Alumínio, LTO - Lítio Titanato, LiS - Lítio-Enxofre, etc.), devido às suas excelentes características de desempenho elétrico, eficiência, vida útil, densidade energética, baixo impacto ambiental, baixíssima manutenção e preço, com a contrapartida de exigir sofisticado e confiável sistema de gerenciamento eletrônico em nível de célula (BMS - Battery Management System) que também possibilita perfeito e confiável monitoramento e operação remota do sistema, outras tecnologias de baterias também são empregadas no setor elétrico de diversos países.

Dentre as demais tecnologias utilizadas podem ser citadas as baterias de Sódio-Enxofre (NaS), de Sódio-Cloreto de Níquel (NaNiCl, também conhecida como ZEBRA), de Chumbo-ácido (ventiladas ou reguladas por válvula), Níquel-Hídreto Metálico (NiMH), Níquel-Cádmio (NiCd), além de algumas tecnologias emergentes, ainda consideradas experimentais, como baterias de Zinco-Ar (ZnAr) e baterias de Fluxo (ou Redox) - sem considerar os sistemas mecânicos de armazenamento de energia, tais como sistemas hidráulicos reversíveis e sistemas de compressão de ar, pois sua aplicação depende de condições geológicas adequadas da região da instalação, o que reduz sua aplicabilidade.

De um modo geral cada uma destas tecnologias possuem suas vantagens e desvantagens, sendo as mais relevantes para a aplicação no setor elétrico o desempenho elétrico (confiabilidade), eficiência, vida útil e baixa manutenção, sendo atualmente as baterias de lítio-íon praticamente imbatíveis nestes quesitos. Com respeito a custo, algumas destas tecnologias rivalizam com a bateria de lítio-íon, porém as projeções indicam que mesmo as de menor preço, como as baterias chumbo-ácidas, em breve deixarão de ser competitivas nesta aplicação, haja vista as expectativas de redução continuada dos preços das baterias de lítio-íon.

Fonte: Biomassa BR

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