Baterias e usinas reversíveis como opções de armazenamento

Apesar do seu grande potencial hidrelétrico, o Brasil usa pouco as usinas hidrelétricas reversíveis (UHRs) como sistema de armazenamento de energia. O recente relatório do Instituto Acende Brasil, lançado em março último, mostra que as UHRs são a tecnologia mais adotada mundialmente nessa área e também as primeiras em termos de maturidade comercial.

Globalmente, as UHRs representam mais de 95% da capacidade total de todas as tecnologias de armazenamento de energia existentes. Os países com maior capacidade instalada nesta modalidade são a China (44,7 GW), Japão (27,4 GW) e Estados Unidos (22 GW). E mais: a expectativa é que a capacidade instalada de UHRs ultrapasse 220 GW até 2030, segundo o relatório.

“A usina reversível é uma das tecnologias mais maduras e de baixo custo. Possui uma vantagem intrínseca pela flexibilidade operativa elevada”, resume Cláudio Sales (foto), presidente do Acende Brasil. “Elas permitem bombear água para um reservatório superior e gerar energia por um período longo. O Brasil tem uma vocação muito grande para essa tecnologia”.

Na prática, as qualidades citadas não permitiram o avanço da alternativa. Hoje, o país tem apenas quatro UHRs, sendo que a mais recente delas - Edgard de Souza - foi comissionada em 1955, com 13 MW, em São Paulo.

Das três restantes, outras duas estão no mesmo estado: Pedreira (100 MW) e Traição (22 MW). Já a UHR Vigário (88 MW), opera no Rio de Janeiro.

Para o consultor Sidney Simonaggio (foto), a explicação para a escassez local das reversíveis está na própria matriz elétrica. “O Brasil não tem os problemas de atendimento ao horário de ponta, como outros países”.

Simonaggio explica que as UHRs se justificam em sistemas elétricos cujas fontes de geração são predominantemente térmicas e, por essa razão, não conseguem acompanhar a rápida variação da carga. “Tais usinas, por características técnicas, devem gerar sempre a mesma potência. Se a carga varia ao longo do dia, fica impossível acompanhar a variação”, completa.

Ao contrário das térmicas, as reversíveis são uma “máquina hidráulica”, extremamente flexível, que pode ir de zero a 100% da carga em poucos segundos. Com essa dinâmica, elas conseguem acompanhar qualquer curva de carga, por mais ondulada que ela possa ser. “Como nossa fonte hidráulica representa 70% da geração, é fácil de ver que não precisamos de nenhuma fonte reversível para podermos acompanhar a curva de carga”, opina.

O consultor avança mais ainda, incluindo as baterias nesse jogo. Segundo ele, a opção também é bastante adotada em países com maior presença de reversíveis, o que significa que elas também não seriam exatamente necessárias para o sistema elétrico local.

UHR Pedreira, de 100 MW, instalada em São Paulo (Foto: Divulgação)

Sales, do Acende Brasil, avalia que o cenário mudou e que tanto as baterias como as UHRs tornaram-se alternativas viáveis.

“Nas últimas décadas, poucas hidrelétricas com reservatório de acumulação foram construídas. Os projetos se concentraram em usinas a fio d'água que não têm a mesma flexibilidade. Enquanto isso, o consumo continuou aumentando. Hoje, os reservatórios de acumulação são responsáveis por atender apenas cerca de dois meses de consumo”.

Com isso, enquanto o país reduz as usinas com reservatórios plurianuais começa a ter parte da matriz elétrica formada por fontes não flexíveis ou não despacháveis. “O crescimento vertiginoso e recente veio de fontes renováveis, como eólica e solar. Isso mudou a curva de demanda líquida de energia”.

Para Sales, trazer o armazenamento para o sistema agrega flexibilidade ao Operador Nacional de Sistema (ONS) e também ajuda a enfrentar situações como eventos climáticos extremos.

A adoção, tanto de UHRs como de baterias, no entanto, tem uma série de barreiras. O especialista do Acende Brasil lista o atraso na regulação e a incerteza sobre os leilões de reserva dos sistemas de armazenamento por baterias (BESS). O licenciamento ambiental é crítico, principalmente para as UHRs.

“Embora o processo seja muito simplificado em relação às usinas hidrelétricas convencionais, por ser um circuito fechado, ainda é um ponto a ser considerado. A regulação deve levar isso em conta para dar transparência e clareza aos empreendedores”, diz Sales.

Os temas levantados por ele são ressaltados no relatório já citado e uma eventual decisão política de retomar a expansão das UHRs exigirá a atualização do mapeamento de locais adequados, considerando topografia, geologia, hidrologia, custos e, principalmente, as condições atuais de uso e ocupação da região.  

Em termos de maturidade comercial, o armazenamento por ar comprimido (CAES, da sigla em inglês) é a tecnologia que chama a atenção por ser a mais madura depois das UHRs e do BESS. Segundo o relatório do Acende Brasil, a questão é que ela não tem aplicação substancial em nenhum lugar do mundo e está em fase inicial de demonstração comercial.

Para Simonaggio, o CAES, assim como as UHRs e o BESS teriam que ser avaliados em comparação com as alternativas de reforço na infraestrutura elétrica, como linhas de transmissão e subestações.

No caso do BESS, por exemplo, ele lembra a bateria é um elemento de rede custoso por si só e, se for levada em conta que ela representa uma carga permanente no sistema, o custo aumenta ainda mais.

“Quando se pensa em instalar baterias num ponto da rede elétrica para aumentar a capacidade dela, devemos sempre avaliar se o simples reforço das linhas de transmissão e de subestações não seria mais barato”, explica. “Na minha experiência, nunca consegui viabilizar economicamente as baterias quando comparei os custos delas com os de reforços, que sempre foram sensivelmente mais baratos”.