Os sistemas de armazenamento de energia têm aplicações promissoras no setor de energia limpa. Eles podem eliminar a principal limitação das turbinas eólicas e dos painéis solares, que é a sua produção intermitente. Quando um conjunto de baterias é adicionado a um sistema de energia renovável, o fornecimento de energia pode continuar mesmo quando não há geração.
A utilização de sistemas de armazenamento de energia ainda é limitada pelo seu elevado preço. No entanto, a Agência Internacional de Energias Renováveis (IRENA) estimou que os custos poderão cair até 60% até 2030. Outro desafio significativo é o fornecimento de terras raras suficientes para a produção de baterias em grande escala, o que requer uma mineração extensiva. Além disso, como o armazenamento em bateria é uma tecnologia emergente, ainda existem muitas preocupações de segurança quanto ao seu uso.
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Projetos e programas que combinam energia limpa com baterias
A instalação de Skeleton Creek é um projeto interessante com conclusão planejada em Oklahoma até o final de 2023. A instalação incluirá 250 MW de energia solar, 250 MW de energia eólica e 250 MW de energia de bateria. Além disso, o sistema de bateria pode armazenar 800.000 kWh. O projeto está sendo desenvolvido pela NextEra Energy Resources e fornecerá eletricidade e serviços de rede para a Western Farmers Electric Cooperative.
- O projeto eólico será instalado primeiro para reivindicar o Crédito Fiscal à Produção (PTC).
- Desde 2018, o PTC aplica-se apenas à energia eólica e deixará de estar disponível a partir de 2020. No entanto, os projetos de energia eólica que iniciem a construção em 2019 podem reivindicá-lo, mesmo que não sejam concluídos este ano.
- Por outro lado, o parque solar e o sistema de baterias beneficiarão do Crédito Fiscal ao Investimento (ITC), que está disponível até ao final de 2021.
Com base na análise do desenvolvedor, o projeto híbrido Skeleton Creek é mais econômico do que adicionar usinas de gás natural nos picos de produção. O business case é melhorado com os dois créditos fiscais: o PTC reduz a carga fiscal sobre a geração eólica durante 10 anos, enquanto o ITC reduz o custo inicial da energia solar e das baterias. As baterias têm duas vantagens significativas em relação às centrais de pico de gás: uma resposta mais rápida e a capacidade de absorver a produção excedentária proveniente de energias renováveis.
A Hawaiian Electric também tem planos ambiciosos para energia limpa com armazenamento de energia. A empresa planeia encerrar uma central a carvão de 203 MW e uma central a petróleo de 37,6 MW até 2024. Em vez de investir na nova geração de combustíveis fósseis, planeia utilizar uma combinação de geração renovável, armazenamento de energia e serviços de redes inteligentes.
- Os projetos em planeamento incluem 240 MW de armazenamento puro, 200 MW de serviços de rede como regulação de frequência e 900 MW de geração renovável com armazenamento.
- O Havaí tem uma das metas de energia limpa mais ambiciosas dos EUA, visando uma geração 100% renovável até 2045.
As ilhas representam um excelente mercado para a geração renovável com armazenamento de energia. A geração convencional depende do fornecimento caro de combustível, enquanto os painéis solares e as turbinas eólicas aproveitam os recursos locais. Estar cercado pelo mar também traz as vantagens do vento marinho e menos características do terreno que bloqueiam a luz solar.
O Nordeste dos EUA está a emergir como um mercado promissor para o armazenamento de energia. Nova Iorque e os seus estados vizinhos têm políticas sólidas de energia limpa, e este é um factor-chave que impulsiona o investimento na geração renovável e em sistemas de baterias.
- O Solar Massachusetts Renewable Target (SMART) oferece incentivos para clientes com sistemas de energia solar, e o incentivo aumenta se o armazenamento de energia for adicionado. O programa já conta com 130 MW de capacidade de armazenamento planejada.
- Em New Hampshire, a Liberty Utilities e a Eversource estão a desenvolver programas para mitigar os picos de procura com armazenamento de energia atrás do contador.
- Nova Jersey planeja instalar 2 gigawatts de capacidade de armazenamento de energia até 2030.
- Nova Iorque tem uma meta ainda mais ambiciosa de 3 GW até 2030. Existe também um Green New Deal a nível estadual que visa reduzir as emissões dos edifícios em 40% até 2030. A geração renovável e o armazenamento de baterias podem ajudar a atingir esta meta.
- Em Vermont, a Green Mountain Power aluga Tesla Powerwalls para seus clientes por US$ 15/mês. O programa tem funcionado: os clientes economizaram mais de US$ 600 mil em 2018, com apenas 610 unidades em operação.
Tornando os sistemas de bateria mais seguros
As baterias de íon de lítio são mais eficientes e duráveis do que as baterias convencionais de chumbo-ácido. No entanto, eles têm limitações como qualquer tecnologia. Em particular, as baterias de íons de lítio podem sofrer fuga térmica quando são sobrecarregadas ou sujeitas a corrente excessiva. Isto não deverá ser um problema se a bateria tiver controles adequados, mas o risco não pode ser ignorado. Quando uma bateria sofre fuga térmica ela pode atingir temperaturas acima de 400°C, iniciando facilmente um incêndio. À medida que as baterias alcançam um mercado maior, os sistemas de proteção contra incêndio devem ser atualizados em conformidade.
A National Fire Protection Association está trabalhando na Norma NFPA 855 para a Instalação de Sistemas Estacionários de Armazenamento de Energia (ESS). O principal objetivo desta norma é abordar as preocupações de segurança contra incêndio em torno de sistemas distribuídos de armazenamento de energia, e a data de publicação planejada é agosto de 2020. A fuga térmica é um dos principais tópicos abordados, e a norma também aborda falhas de controle, falhas de ventilação e proteção. sistemas de bateria contra surtos de tensão e curtos-circuitos.
À medida que o custo das baterias diminui e a sua utilização é padronizada, a sua viabilidade tenderá a melhorar. A utilização em larga escala de baterias começará provavelmente em regiões com electricidade dispendiosa, uma vez que o aumento do potencial de poupança compensa o elevado custo inicial. Se o preço da eletricidade de um sistema híbrido solar + bateria puder superar a tarifa local de eletricidade, o investimento torna-se viável.
