Novas tecnologias de armazenamento de energia
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- William de Caminha Aleixo
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1 Novas tecnologias de armazenamento de energia New technologies for energy storage Alberto Jorge Bernardo
2 Porquê? Why? Aumento da penetração de renováveis (RES) Increase of renewables penetration (RES) RES são intermitentes e ajustam-se dificilmente à procura energética RES are intermittent & not easily adjustable to power demand RES não são capazes de responder rapidamente a variações na procura RES cannot provide immediate response to power demand Esta combinação constrange a operação da rede, o que se traduz em desafios de fiabilidade, qualidade de energia e eficiência This combination constrains grid operation, leading to challenges, such as reliability, power quality and operational efficiency Solução: Sistemas de Armazenamento de Energia Solution: Energy Storage Systems 2
3 Porquê? Why? Centrais Power plants ESS Nivelamento de Carga Load Levelling Regulação de Frequência Frequency Regulation Transmissão (MAT) Transmission (VHV) Reserva Girante Spinning Reserve Peak-shaving Load-shifting ESS ESS Distribuição (BT) Distribution (LV) Cargas Loads ESS Nivelamento de Carga Load Levelling Regulação de Frequência Freq. regulation Regulação de Tensão Voltage regulation ESS ESS Peak-shaving Nivelamento de Carga Load Levelling Diferimento Investimento Investment Deferral ESS Sub-transmissão (AT) Sub-transmission (HV) Cargas Loads Outras fontes renováveis Other renewable sources Qualidade de Energia Power Quality Capacidade Firme Capacity Firming Suavização Smoothing Distribuição (MT) Distribution (MV) 3
4 Perspetiva Tecnológica nos EUA US Technology Outlook 5% Fonte Source: US Department of Energy, 2013, Report on Grid Energy Storage 4
5 Panorama Global Global View Fonte Source: US Department of Energy 5
6 Panorama Global Global View Flywheels Electrochemical Fonte Source: US Department of Energy 6
7 Panorama Global Global View Fonte Source: US Department of Energy Renováveis / Renewables T&D Geração / Generation 7
8 Panorama Global Global View Fonte Source: US Department of Energy T&D Geração / Generation 8
9 Gama de Aplicações Range of Applications energy driven applications power driven applications Rastler, D.; Electricity Energy Storage Technology Options, EPRI Technical Update, Dez
10 Alguns Exemplos de Aplicações Some Application Examples energy driven applications power driven applications Armazenamento Gravitacional Pumped Hydro (EDP Produção, Portugal) Armazenamento de Energia por Ar Comprimido Compressed Air Energy Storage CAES Baterias de Fluxo Vanádio Redox Vanadium Redox Flow Batteries (Sumitomo, Japan) Baterias Sulfureto de Sódio Sodium Sulphur Batteries (NGK, Japan) Baterias Ião Lítio Lithium Ion Batteries (A123/NEC, US/Japan ) Volantes de Inércia Flywheels 10
11 Investimento Inicial x Risco Tecnológico Armazenamento de Energia Energy Storage Tecnologias e Maturidade Technologies and Maturity Baterias Fluxo Flywheel (Alta Velocidade) Supercondensador SMES Baterias Lítio Sal Derretido Flywheel (Baixa Velocidade) Armazenamento de Gelo Baterias NaS Gás Natural Sintetizado/Sintético Termoquímico CAES-Adiabático Hidrogénio CAES Água Quente Residencial Armaz. GeoTérmico Armaz. Água Fria Pit Storage produção térmica Hidro-Bombagem produção eletricidade I&D Demonstração Comercialização Fonte:2014, IEA, Energy Storage Technology Roadmap 11
12 Tecnologias e Maturidade Technologies and Maturity I&D Demonstração Comercial 12
13 Tecnologias e Maturidade Technologies and Maturity Destaques Highlights 13
14 Conclusão Conclusion Objetivo: Descarbonização da Economia Goal: Economy de-carbonization 2050, possibilidade 80%: ΔT Global < 2ºC 2050, 80% chance: ΔT Global < 2ºC Metas a curto prazo Near term targets Demonstrar sistemas AC AC Systems demonstration redox flow batteries sodium-based batteries lead-carbon batteries lithium-ion batteries outras tecnologias other technologies Custo Eficiência Ciclos < 250 USD / kwh < 1750 USD / KW > 75% > 4000 Cost Efficiency Cycles Fonte Source: US Department of Energy, 2013, Report on Grid Energy Storage 14
15 Conclusão Conclusion Objetivo: Descarbonização da Economia Goal: Economy de-carbonization 2050, possibilidade 80%: ΔT Global < 2ºC 2050, 80% chance: ΔT Global < 2ºC Metas a Longo prazo Long term targets Demonstrar sistemas AC com AC Systems demonstration with materiais e químicas avançados advanced materials and chemicals Custo Eficiência Ciclos < 150 USD / kwh < 1250 USD / KW > 80% > 5000 Cost Efficiency Cycles Fonte Source: US Department of Energy, 2013, Report on Grid Energy Storage 15
16 Conclusão Conclusion Objetivo: Descarbonização da Economia Goal: Economy de-carbonization 2050, possibilidade 80%: ΔT Global < 2ºC 2050, 80% chance: ΔT Global < 2ºC Mas, não basta tecnologia Há barreiras regulatórias e diferenças entre países Yet, technology is not enough There are regulation barriers and cross border differences Definir, promover e implementar novos modelos de negócio Novos incumbentes agregadores e/ou Novo papel para os operadores do sistema elétrico Modelo de posse e uso dos ativos de armazenamento Providenciar normas de referência espaços geográficos afins Define, promote and implement new business models New incumbents aggregators and/or New role for the electric systems operators Ownership and use model for the storage assets Provide reference standards related geographical areas Fonte Source: 2013, Sandia report 16
17 Obrigado! Thank you!
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