Armazenamento de Energia - Uma Decisão Inadiável.

Transcrição

1 Armazenamento de Energia - Uma Decisão Inadiável. A politica de geração de energia elétrica vigente no Brasil consiste na permanência do modelo hidrotérmico, prevendo-se essencialmente a adição de novas usinas térmicas e grandes usinas hidroelétricas a fio d água, bem como aumentando gradativamente a geração de fontes renováveis, principalmente através de usinas solares e eólicas. Com a importante perda de reservação dos reservatórios das hidroelétricas da região sudeste e nordeste, desde 2001, contemplamos atualmente um sistema interligado frágil e submetido a risco real de grandes blackouts, como aqueles já ocorridos em fevereiro/2014 e janeiro/2015, os quais desligaram regiões importantes do país. A recessão econômica desde 2014 vem impedindo problemas mais sérios para o sistema. À medida que a matriz receba cada vez mais a adição de geração renovável e de usinas hidroelétricas sem reservatórios de acumulação, o sistema interligado ficará mais instável devido a potencial perda de regulação do sistema, bem como da energia de reserva necessária para atender as demandas de pico. Em agosto/2015, a incidência de usinas térmicas e nucleares na matriz era de 29,8% e das hidroelétricas, 65,5%. Nesta conjuntura, seria importante e estratégico para o pais proceder a uma criteriosa avaliação dos sistemas de armazenamento de energia utilizados ao redor do mundo e cujas tecnologias já são conhecidas. Estas tecnologias têm estado em evidencia nos últimos anos, principalmente em países de primeiro mundo, sendo constantemente discutidas e avaliadas como recursos essenciais para os sistemas

2 elétricos, através do fornecimento de serviços para aumentar a sua confiabilidade e flexibilidade, bem como, facilitando a estes sistemas a integração de recursos provenientes de energia renovável, de natureza variável. Apresenta-se a seguir, um gráfico referente à comparação entre diferentes sistemas de armazenamento de energia, elaborado pela "Electricity Storage Association" - E.S.A. Neste gráfico, os diversos sistemas são comparados entre si relativamente à respectiva capacidade em MW e o tempo em horas, necessário para descarregar a energia armazenada. Notar que os sistemas que apresentam maior capacidade e maior tempo de descarga são as usinas reversíveis, os sistemas a ar comprimido e as baterias de chumbo- ácido. "Energy Storage System Comparison - Discharge Duration and Power Rating" - Electricity Storage Association - E.S.A

3 A figura seguinte apresenta a distribuição das tecnologias de armazenamento de energia em operação pelo mundo, enfatizando-se que as usinas reversíveis e a tecnologia de ar comprimido são aquelas mais utilizadas, com MW e 440 MW, respectivamente.

4 A demanda por energia e as alterações do clima mundial estão intimamente correlacionadas com o consumo de energia, já se tornando uma séria questão para a maioria dos países desenvolvidos. Os sistemas de fornecimento de energia elétrica de inúmeros países dependem intensamente de fontes não renováveis, tais como combustíveis fósseis (carvão), gás e óleo. Uma vez queimados, estes não são sustentáveis no longo prazo sendo, inclusive, responsáveis pelas severas alterações climáticas que o mundo está experimentando, através da contínua emissão de dioxido de carbono e outros gases de efeito estufa. Nesta circunstância, as empresas e órgãos oficiais ligados à geração elétrica nestes países vêm, insistentemente, buscando soluções para fornecimento de energia que eliminem da atmosfera as emissões de gases de efeito estufa, permitindo também melhor estabilidade para os sistemas elétricos com o mínimo impacto ambiental. No que se refere ao Brasil, acreditamos que os sistemas mais recomendáveis de armazenamento de energia seriam as usinas hidroelétricas reversíveis ( cuja tecnologia já possuímos) e os bancos de baterias como aquele mostrado no início deste artigo, com o objetivo de reduzir perdas elétricas, suprir demanda de ponta, fornecer serviços ancilares e melhorar a confiabilidade do nosso sistema. Com esta meta, foi recentemente criada a ABAQUE Associação Brasileira de Armazenamento e Qualidade de Energia - que se dispõe a promover a difusão e o conhecimento das tecnologias de armazenamento de energia atualmente existentes, para uso comercial, em sistemas elétricos, em transportes ou qualquer outra finalidade. Em essência, o armazenamento de energia pode ser feito através de

5 diversos sistemas que armazenam o excesso de energia para ser posteriormente utilizada, permitindo às empresas geradoras fazer o equilíbrio entre demanda e suprimento. Sistema de Armazenamento de Energia através de Volantes (Flywheels)-20MW- Stephentown - New York Uma das principais razões pelas quais as fontes renováveis de energia não são usadas em larga escala está no fato de que elas não dispõem de tecnologia de armazenamento confiável, eficiente e econômica. Esta questão vem sendo muito discutida em todo mundo e várias soluções estão sendo propostas, das quais algumas já estão sendo utilizadas e outras encontram-se ainda em testes.

6 Considerando, por outro lado, os crescentes preços das formas tradicionais de energia e seus devastadores impactos sobre o Meio Ambiente, iremos certamente presenciar, nos anos vindouros, o rápido desenvolvimento dos sistemas de armazenamento das fontes renováveis de energia, bem como dos demais serviços que estes sistemas podem fornecer. O armazenamento de energia poderia, assim, vir a representar, em curto prazo, um importante papel para a melhoria de desempenho do SIN - Sistema Interligado Nacional - assim que forem sendo resolvidas, com as autoridades do setor, as questões ligadas à sua regulamentação e respectiva legislação, propiciando que o armazenamento de energia possa ter acesso ao mercado, transformando-se em business, através da compensação compatível pelos serviços fornecidos. As tecnologias de armazenamento de energia têm, como já citado, o potencial para impactar significativamente o sistema elétrico, especialmente porque à medida que o sistema requer investimentos consideráveis em infraestrutura para manter sua confiabilidade, os ativos envelhecem e as demandas ao sistema aumentam devido às cargas variáveis e à maior geração.

7 Sistema de Armazenamento de Energia com Ar comprimido e Gás - Matagorda- Texas MW - EE.UU Uma vez que os esforços para modernização dos sistemas estão sempre continuando, existe, atualmente, a oportunidade para que as tecnologias de armazenamento de energia possam oferecer seus variados serviços. Com o desenvolvimento dos recursos de geração distribuída, dos veículos elétricos, aumento nos programas de eficiência de energética, bem como no desenvolvimento de microssistemas criando redes inteligentes (smart grids), as tecnologias de armazenamento de energia podem assegurar que as necessidades de confiabilidade sejam efetivamente alcançadas. As tecnologias de armazenamento de energia podem ser divididas da seguinte forma:

8 Relativamente a custos e rendimentos das diversas tecnologias de armazenamento de energia, apresenta-se a seguir uma Figura comparando o respectivo custo inicial e a eficiência de cada uma delas:

9 Já aconteceram anteriormente, no Brasil, obras hidráulicas referentes à tecnologia de usinas reversíveis, como apresentado a seguir:

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12 Usina Hidroelétrica Reversível Hohenwarte II- 320 MW- Rio Saale- Alemanha Em anos passados foram realizados, no Brasil, dois diagnósticos relativamente às Usinas Reversíveis. Um deles, em 1982, realizado pelo IPT de São Paulo e CESP, concluiu existir um potencial provável de 199,7 GW nas Serras da Mantiqueira, do Mar e Geral. Um outro, realizado em 1979, pela Eletrobrás, concluiu existir um potencial provável de 289,0 GW em Minas Gerais, Rio de Janeiro e Região Nordeste. Embora já tenham decorridos cerca de 35 anos, seria importante que estes estudos preliminares/diagnósticos fossem devidamente reavaliados, pois o antigo potencial identificado é muito expressivo, equivalendo a 1,5 vezes toda a potência atualmente instalada no país: 137 GW. Mesmo com as atuais restrições ambientais e as naturais alterações sócio econômicas e de biodiversidade ocorridas neste período, seria extremamente importante que tal diagnostico fosse atualizado, podendo resultar deste trabalho uma indicação do(s) projeto(s) de usinas reversíveis a serem oportunamente implantadas no Brasil. Se fosse possível viabilizar apenas 10% dos valores identificados pelos antigos diagnósticos, poderíamos obter cerca de duas vezes a capacidade instalada da usina de Belo Monte, com melhores resultados para o sistema interligado. Somos de opinião que os Órgãos oficiais de energia elétrica do país devem iniciar, com a devida brevidade, o exame e avaliação dos sistemas de armazenamento de energia já disponíveis no mundo para uma possível futura aplicação no Brasil, com ênfase nas usinas reversíveis para as quais temos "expertise" e também em grandes bancos de baterias. Tais processos poderiam vir a contribuir

13 decisivamente para a maior confiabilidade e estabilidade do sistema interligado, bem como para os sistemas de geração distribuída. Com este propósito, a Aneel - Agencia Nacional de Energia Elétrica está ultimando providências para elaboração de um projeto de P&D, referente a Armazenamento de Energia, o qual deverá estar publicado até fins de Jose Augusto Pimentel Pessoa Eng. Consultor - Diretor da ABAQUE- Associação Brasileira de Armazenamento e Qualidade de Energia