Perspectivas e barreiras do cenário brasileiro

Como visto precedentemente, a diminuição na capacidade dos grandes reservatórios hídricos brasileiros, atrelada com o aumento das energias renováveis variáveis cria uma oportunidade para o armazenamento de energia no país. Porém, questões regulatórias podem ser uma grande barreira para as suas implantações.

A remuneração no sistema brasileiro, feita através da remuneração pela ener- gia fornecida não é a forma mais adaptada para um sistema de armazenamento. As UHRs, por exemplo, utilizarão eletricidade para bombear água, armazenando energia e depois poderão gerar essa eletricidade armazenada nos períodos de pico, no entanto, elas não receberão uma receita a mais somente por terem gerado num período de pico.

Os maiores problemas para a inserção do armazenamento ainda são devido a marcos regulatórios. As UHRs deveriam ser encaradas como uma usina que trará benefícios outros que o fornecimento de potência, ela deverá ser remunerada pelo serviço prestado, não pela energia que ela gera. Além disso, além das UHRs, utilizar a capacidade total dos grandes reservatórios brasileiros de regularização, também é uma possibilidade que poderá acarretar numa maior fonte de exibilidade no sistema. De forma geral, a inserção dos sistemas de armazenamento no sistema brasileiro deve ser acompanhada de uma revisão das políticas regulatórias e através de incen- tivos como o nanceamento ou incentivo tributário, de maneira a permitir a maior inserção das fontes não poluentes.

Capítulo 6

Conclusões

A exibilidade, possibilidade de atender às variações nos requisitos do sistema elé- trico, é um conceito fundamental para o funcionamento do mesmo. Diversos métodos podem ser usados como fonte de exibilidade no sistema elétrico, seja através das maneiras tradicionais como geradores elétricos despacháveis (térmicos ou hidráu- licos) e melhoria na rede elétrica, ou através dos métodos não tradicionais como resposta da demanda e armazenamento de energia.

O armazenamento de energia é um mercado em pleno crescimento e a Interna- tional Renewable Energy Agency (IRENA) espera um crescimento de 40% por ano até 2025. A energia pode ser armazenada de maneira mecânica através das usi- nas hidrelétricas reversíveis, volantes de inércia e ar comprimido, química, através das baterias eletroquímicas, elétrica, com os supercapacitores e supercondutores, térmica, e através do hidrogênio.

Essas tecnologias representam 176 GW de capacidade instalada no mundo em meados de 2017, sendo 96% dessa capacidade composta por usinas hidrelétricas reversíveis, 2% pelo armazenamento térmico, 1% pelas baterias, 0,5% pelos volantes de inércia, e 0,4% pelos sistemas a ar-comprimido. Diversas características técnicas como o tempo de resposta, taxa de carga e descarga, capacidade de estocagem e potência nominal, por exemplo, determinam a aplicabilidade dessas tecnologias para prestar determinado serviço à rede elétrica.

O armazenamento de energia pode fornecer serviços aos grandes setores do sis- tema elétrico, como a produção de energia, os gestionários da infraestrutura de transmissão e distribuição, e o consumidor nal. Além disso, ainda pode fornecer serviços ancilares que permitem que a rede continue funcionando da maneira correta. É uma opção que permite resolver três problemas atuais do sistema elétrico: per- mite a canalização de mais energia renovável variável como solar e eólica, facilitando as suas integrações na rede elétrica, reduz a dependência de usinas termelétricas poluentes como fonte de exibilidade e diminui a necessidade das usinas a gás de ponta.

Os principais serviços que a estocagem de energia fornece ao sistema elétrico foram divididos em 5 grandes categorias no decorrer deste trabalho: serviços de estocagem em massa, serviços ancilares, serviços prestados às infraestruturas de distribuição e transmissão, serviços aos produtores de energia renováveis e serviço aos consumidores.

ˆ Serviços estocagem em massa

Nessa categoria, tem-se a arbitragem de energia, a qual consiste no armazena- mento de energia nos períodos de baixa demanda e descarregá-la nos períodos de alta demanda, e o fornecimento de potência, permitindo a complementa- ção da potência instalada de forma a atender a demanda normal e sob certas contigências;

ˆ Serviços ancilares

Os serviços ancilares dão o suporte necessário para o trabalho principal do sistema elétrico que é de fornecer eletricidade. A estocagem de energia pode contribuir para a estabilidade da rede elétrica, fornecendo serviços como a re- gulação de frequência e servir como reservas operativas. Pode realizar a regu- lação de tensão da rede, evitando desligamentos e danicações nos aparelhos e garantindo que a rede funcione nos limites aceitáveis de tensão. Pode também fornecer o serviço de restabelecimento da tensão (black-start) e o rastreamento de carga, permitindo o equilíbrio entre geração e demanda.

ˆ Serviços aos sistemas de transmissão e distribuição

O armazenamento de energia pode ser usado para adiar um possível reforço nas infraestruturas de transmissão e distribuição de eletricidade, no caso de linhas sobrecarregadas, a estocagem fornece energia a alguns trechos, evitando esse problema. Pode também fornecer suporte de tensão e diminuição das perdas no sistema de distribuição.

ˆ Serviços aos produtores de energia renováveis

Devido à sua forte dependência com variáveis meteorológicas, como o sol e o vento, as energias solar e eólica podem apresentar variações bruscas na potên- cia entregue à rede elétrica. A m de evitar o desbalanço entre produção e carga e ainda diminuir essas variações bruscas na potência gerada entregue, sistemas de armazenamento são utilizados para suavizar a potência entregue à rede, de modo a diminuir as oscilações.

Alteração no funcionamento de alguns aparelhos elétricos e micro interrupções no fornecimento de energia podem ser evitados com o armazenamento de ener- gia, melhorando a qualidade do sinal elétrico. Além disso, ele também pode aumentar a conabilidade do sistema, fornecendo uma maior continuidade de alimentação.

Com uma capacidade mundial instalada de 176 GW em meados de 2017, a IEA estima uma capacidade instalada de armazenamento entre 220-230 GW em 2030. As usinas hidrelétricas reversíveis representarão 200 GW dessa capacidade, mas o maior crescimento está atrelado ao uso das baterias. A IRENA estima que os custos das baterias terão um declínio de 50% a 66% dependendo da tecnologia, resultando numa redução da faixa de valor dos custos de instalação de 150 $/kWh  1 050 $/kWh em 2016 para 75 $/kWh  480 $/kWh em 2030.

Apesar dos desenvolvimentos constantes nessa área, a estocagem de energia ainda enfrenta diversas barreiras que podem impedir ou limitar a sua implantação no sis- tema elétrico. Uma categoria das barreiras levantadas ao longo do trabalho são as barreiras regulatórias, que representam as questões administrativas e discrepância entre os diferentes tipos possíveis de mercados. Uma outra categoria são as barreiras econômicas e as barreiras de modelagem de negócios, pois as tecnologias de arma- zenamento ainda sofrem com ausência de mercados e mecanismos de compensação de receitas. Além dessas, temos as barreiras tecnológicas devido ao alto custo das tecnologias e as barreiras geopolíticas, devido a um certo monopólio na concentração dos recursos utilizados na fabricação das tecnologias. Finalmente, ainda temos as barreiras ambientais e sociais.

No Brasil, devido à presença predominante das hidrelétricas na sua matriz ener- gética, o armazenamento de energia é feito através dos grandes reservatórios de água. Com isso, o Brasil conta com somente 4 usinas hidrelétricas reversíveis que datam da década de 40 e 50. No entanto, nos últimos anos, a instalação das usinas hidrelétricas a o d'água, que não contam com grandes reservatórios hídricos, e a inserção das energias renováveis variáveis na rede vêm diminuindo a capacidade do sistema de atender aos picos de carga. Desta forma, a EPE prevê no PDE 2027 a necessidade de 13 200 MW de complementação de potência em 2027 [8]. Essa com- plementação de potência atrelada a uma revisão dos marcos regulatórios, poderá criar uma oportunidade para o armazenamento no sistema elétrico brasileiro.

Pela análise dos fatos mencionados, as diferentes tecnologias de armazenamento são capazes de fornecer uma grande quantidade de serviços ao sistema elétrico, aplicadas em diferentes escalas e em diferentes segmentos da rede, oferecendo uma grande versatilidade. Entende-se também que a estocagem poderá desempenhar um papel fundamental na integração das energias renováveis à rede elétrica. No entanto, atualmente, ainda é necessário vencer inúmeras restrições para torná-las

competitivas o suciente para transformar completamente a dinâmica do sistema elétrico.

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