Tecnologia de recarga

Os sistemas de armazenamento de energia estão se tornando mais difundidos e o mercado ainda está crescendo.

Uma das razões pelas quais as tecnologias digitais permanecem interessantes é sua capacidade de avançar e mudar. O armazenamento de energia definitivamente se encaixa nessa categoria. Começou de forma muito simples, armazenava eletricidade, mas logo ficou evidente que poderia fazer muito mais. Um dos ramos mais populares das tecnologias são os aplicativos atrás do medidor (BTM). Os consumidores os adoravam, assim como as concessionárias e os reguladores. Com preços caindo, falta de energia aumentando e incentivos governamentais, é provável que a tendência continue.

Por mais empolgante que seja o mercado de BTM, concessionárias e operadoras de rede também estão causando bastante agitação em seus medidores com sistemas de armazenamento de energia. O que recebe a maior parte da atenção são os sistemas de armazenamento de energia de bateria em escala de utilidade (BESS). O aplicativo existe há mais de uma década, mas vem evoluindo a ponto de ser um papel fundamental na modernização do sistema de fornecimento de energia.

Li-ion lidera o caminho
A tecnologia está provando ser uma ferramenta multifacetada valiosa na transformação do setor de energia. Os defensores disseram que os aplicativos modernos do BESS estão recarregando a tecnologia. De acordo com o NREL (Laboratório Nacional de Energia Renovável), a tecnologia BESS pode aumentar a flexibilidade de um sistema de energia. Eles usam uma variedade de químicas de bateria, como íons de lítio (Li-ion), fluxo redox, chumbo-ácido e sal fundido. Mas tem sido a tecnologia Li-ion que está liderando outras químicas quando se trata de dispositivos BESS de escala de utilidade no mercado.

Antes de prosseguir, seria uma boa ideia definir o que se entende por escala de utilidade. Tem havido vários termos usados ​​de forma intercambiável, como escala de utilidade, grande escala, longa duração, etc. e pode ser confuso. Vamos ficar com a escala de utilidade. A escala de utilidade deixa claro qual lado do medidor está sendo discutido, mas o que se entende por escala de utilidade? Simplificando, uma bateria tem tudo a ver com potência nominal e capacidade de energia.

Um BESS de escala de utilidade normalmente tem uma potência nominal na faixa de alguns megawatts (MW) a centenas de MW. Sua capacidade de energia geralmente cai em uma faixa de vários megawatts-hora (MWh) a centenas de MWh. Existem várias outras características significativas, como duração do armazenamento, vida útil do ciclo, eficiência de ida e volta, etc., que são importantes ao especificar o dispositivo e aumentam muito a complexidade do assunto.

Recarregando o Armazenamento de Energia
Para esta discussão, MW e MWh são as quantidades importantes necessárias para entender as tecnologias e seus projetos. Além disso, esses são os termos mais comuns usados ​​nos anúncios relativos às novas instalações BESS em escala de utilidade. A principal conclusão aqui é que os BESSs em escala de utilidade estão se tornando a tecnologia de armazenamento de energia para a rede elétrica. O relatório mensal de eletricidade da EIA (US Energy Information Administration) de julho de 2022 tem as estatísticas que apoiam isso.

O relatório afirmou que nos EUA, a capacidade nominal BESS instalada em escala de utilidade triplicou de 2020 a 2021. A EIA forneceu mais detalhes dizendo que os números reais passaram de 1.438 MW em 2020 para 4.631 MW em 2021. Continuando, “O aumento foi impulsionado pela adição de 106 BESS em escala de utilidade com 3.202 MW de capacidade que entraram em operação comercial. É interessante notar que a EIA colocou uma ressalva em sua designação em escala de utilidade como sendo “igual ou maior que 1 MW”. Cerca de 78% da capacidade de armazenamento de bateria adicionada em 2021 foi construída em territórios de serviço de organizações regionais de transmissão (RTOs).”

O relatório da EIA forneceu insights sobre as forças que impulsionam a implantação do BESS e são tão interessantes quanto as tecnologias associadas aos dispositivos BESS. As operadoras relataram que mais aplicativos foram além dos serviços auxiliares tradicionais, como resposta de frequência, reserva de rampa e rotação, arbitragem, etc. De acordo com a EIA, esses serviços ainda representam uma parcela significativa, mas a arbitragem, gerenciamento de carga e resposta ao excesso de energia eólica e solar estão se mais importante para a rede elétrica.

Curiosamente, a EIA disse que apenas a arbitragem (time shifting) foi citada para mais de 50% da capacidade instalada do BESS. Além disso, cerca de 83% (1.887 MW) da capacidade da bateria adicionada no território de serviço do Operador Independente do Sistema da Califórnia (CAISO) foi para arbitragem. Em outras palavras, eles cobram o BESS quando a demanda é baixa e descarregam quando a demanda é alta. É também uma ferramenta importante quando se trata de gestão de demanda e nivelamento do perfil de demanda. Fica um pouco claro quando se trata de forças motrizes globais associadas a dispositivos BESS em escala de utilidade.

Parece que a maioria das projeções estimadas são baseadas em todo o mercado BESS, o que é compreensível, considerando que os dispositivos BESS cobrem uma ampla gama de aplicações. Research and Markets, a empresa de pesquisa, publicou seu relatório “Battery Energy Storage Systems – Global Market Trajectory & Analytics” há alguns meses. O relatório disse que o tamanho do mercado global de BESS deve crescer de US$ 4,7 bilhões em 2022 para aproximadamente US$ 12,9 bilhões em 2026, a uma CAGR (taxa de crescimento anual composta) de 26,1% durante o período de análise. Alguns dos principais fornecedores são GE, Hitachi, Siemens, Tesla e outros.

Na grade
No final do ano passado, a Florida Power & Light (FPL) inaugurou seu Manatee Energy Storage Center em Parrish, Flórida. A FPL chama sua BESS de íons de lítio 409 MW/900 MWh em escala de utilidades como a bateria movida a energia solar do mundo. O BESS carrega durante o dia com energia solar extra produzida pelo painel solar no Centro de Energia Solar Manatee de 74,5 MW e fornece eletricidade gerada por energia solar após o pôr do sol.

Recentemente, a Inergex Renewable Energy Inc., uma produtora independente de energia renovável, disse que a Mitsubishi Power recebeu um pedido para dois projetos BESS em escala de utilidade no Atacama, no norte do Chile. Esses projetos estarão localizados em duas instalações solares fotovoltaicas (PV) existentes. Um BESS será localizado no PV de Salvador de 68 MW da Inergex e é avaliado em 50 MW/250 MWh. O outro BESS estará localizado na instalação fotovoltaica de 50,6 MW da Inergex em San Andrés e tem capacidade nominal de 35 MW/175 MWh. Esses projetos BESS permitirão que as instalações fotovoltaicas desloquem a eletricidade gerada por energia solar para as horas após o pôr do sol, quando houver maior necessidade.

Há alguns meses, a Dalian Rongke Power anunciou a conexão de sua bateria de fluxo redox de vanádio de 100 MW/400 MWh à rede em Dalian, na China. A segunda fase do projeto elevará a capacidade total da bateria para 200 MW/800 MWh. O BESS em escala de utilidade executará serviços auxiliares de rede de corte de pico e “preenchimento de vales” para compensar a variabilidade do fornecimento de energia solar e eólica da cidade.

A Southern California Edison (SCE) concedeu um contrato à Ameresco Inc para três projetos BESS em escala de utilidade no ano passado. Os projetos estão localizados em três subestações de distribuição no território de serviço da SCE para atender às demandas de eletricidade no Vale de San Joaquin, Rancho Cucamonga e na área de Long Beach. O sistema equivale a 537,5 MW/2.150 MWh. O porta-voz da SCE disse que os três sistemas de subestação são uma nova abordagem para incorporar armazenamento avançado de energia no nível de distribuição. Espera-se que os três projetos BESS estejam em serviço até o final de 2022.

A Scottish and Southern Energy (SSE) anunciou que o grupo técnico Wärtsilä forneceria um projeto BESS em escala de utilidade localizado em Salisbury, Reino Unido. O BESS é avaliado em 50 MW/100 MWh. Será o primeiro conectado diretamente à rede de transmissão pela divisão de energia solar e baterias da SSE. Ele apoiará energia limpa e confiável, equilibrando a intermitência das energias renováveis ​​e deverá estar em serviço até setembro de 2023.

Benefícios em escala de utilidade
Com todos os recursos oferecidos pelas tecnologias BESS em escala de utilidade, é fácil ver por que eles estão estabelecendo recordes para instalações. Também ajuda que haja uma grande quantidade de suporte regulatório. Reguladores em todo o mundo estão apoiando o armazenamento de energia com novas políticas, diretrizes, diretivas e regulamentos. Esse suporte foi projetado para fortalecer a rede elétrica e incentivar a utilização do armazenamento de energia em toda a rede, e está funcionando.

A versatilidade dos dispositivos BESS de escala de utilidade está afetando todos os aspectos da cadeia de valor de fornecimento de energia com benefícios de escala de utilidade. Esses dispositivos BESS estão fornecendo às concessionárias serviços auxiliares valiosos, a capacidade de aumentar a integração de recursos renováveis ​​e o suporte para a transição da geração movida a combustível fóssil para a geração renovável sem carbono.

Os operadores de rede estão vendo um equilíbrio mais eficiente entre oferta e demanda, atualizações de sistema evitadas e maior confiabilidade. Também ajuda que, embora a tecnologia tenha melhorado e evoluído, os custos tenham caído significativamente. Em outras palavras, os proprietários e operadores estão obtendo mais retorno pelo seu dinheiro, como diz o velho ditado.

A tecnologia está prontamente disponível e está melhorando o tempo todo, sem mencionar que está sacudindo um pouco a indústria. Pensando no passado, a tecnologia BESS em escala de utilidade começou na forma de pequenos projetos-piloto para ver como isso afetaria o gird. Em pouco mais de dez anos, tornou-se um elemento crítico na meta de modernização da rede elétrica.

Há muita especulação sobre como será o armazenamento de energia nos próximos 10 anos, mas você pode apostar que há alguns desenvolvimentos muito legais no horizonte. Vai ser interessante ver o que se desenvolve com os BESSs de escala de utilidade de próxima geração, e será emocionante!