Com os avanços recentes para uso de sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS, na sigla em inglês para Battery Energy Storage System) no Brasil, especialistas do Centro de Pesquisa em Energia Elétrica (Cepel) alertam sobre a degradação prematura dos equipamentos que pode elevar significativamente os custos operacionais e ampliar a geração de resíduos de descarte complexo e grande impacto ambiental.
Ciclos frequentes e profundos de carga e descarga, operação contínua próxima aos limites de potência, altas temperaturas e estratégias de controle focadas apenas em desempenho imediato estão entre os principais aceleradores da degradação das baterias.
“O desafio atual não é apenas ampliar a instalação e capacidade de armazenamento, mas garantir que esses ativos operem de forma eficiente, sustentável e economicamente viável ao longo dos anos”, destaca Francisco Lopes, do Cepel.
Uma gestão inadequada destes ativos pode alongar o prazo de retorno sobre investimento (ROI) e o payback de 5 para 8 anos, em função de estratégias de despacho subótimas e da subestimação de restrições operacionais. Além disso, a adoção de estratégias de gerenciamento energético mal dimensionadas pode reduzir a economia ou a geração de receita em 15% a 30%, especialmente em aplicações como peak shaving e arbitragem de energia não otimizados.
Os sistemas avançados de gerenciamento energético em nível de planta – ou plant-level energy management systems (EMS) – têm se consolidado como uma das alternativas com maior capacidade de otimização da operação de sistemas de armazenamento em baterias. A tecnologia coordena quando, quanto e como os sistemas devem carregar ou descarregar energia, evitando o estresse desnecessário nas células e reduzindo o desgaste acumulado. Entre os principais indicadores monitorados e controlados estão o estado de saúde (SoH), a eficiência de carga e descarga, a capacidade disponível ao longo do tempo e o perfil dos ciclos realizados. Além disso, o EMS em nível de planta — diferentemente dos sistemas de controle embarcados nos próprios containers BESS, que atuam no nível do equipamento — considera variáveis externas, como demanda, tarifas e condições do sistema elétrico.
“O EMS opera em sinergia com o battery management system (BMS) e o sistema de supervisão e aquisição de dados (SCADA) do BESS. Técnicas avançadas de controle e otimização, como o controle preditivo baseado em modelo (Model Predictive Control – MPC) e a programação linear inteira mista (MILP), são usualmente empregadas no núcleo do EMS, permitindo uma tomada de decisão otimizada frente aos desafios operacionais, logísticos e ambientais associados à crescente inserção de sistemas de armazenamento. Ao incorporar otimização multiobjetivo e modelos de degradação no despacho, o EMS permite extrair valor econômico sem comprometer a saúde do ativo, apoiando uma operação mais segura e sustentável”, completa Francisco Lopes.
Na prática, as estratégias evitam a degradação das baterias, ampliam a eficiência energética e aumentam a previsibilidade operacional. “Quanto maior a vida útil de uma bateria, menor a pressão sobre cadeias produtivas, mineração de matérias-primas e geração de resíduos. A sustentabilidade do armazenamento também depende da forma como esses ativos são operados”, reforça Francisco.
Um exemplo prático da aplicação dessas soluções foi desenvolvido em um projeto de Pesquisa & Desenvolvimento do Cepel voltado a uma planta híbrida com geração fotovoltaica, produção de hidrogênio e armazenamento de energia por BESS. Nesse contexto, o EMS desenvolvido viabilizou a otimização integrada da operação dos ativos conectados à microrrede local, resultando em uma redução de 10% no custo operacional da produção de hidrogênio em comparação ao cenário de referência sem otimização.
“Com a expectativa de expansão acelerada do mercado de armazenamento nos próximos anos, o desenvolvimento de estratégias inteligentes de operação será fundamental para garantir que o crescimento do setor ocorra de forma eficiente, economicamente viável e alinhada aos desafios ambientais da transição energética”, conclui Francisco Lopes.
Um estudo da Associação Brasileira de Soluções de Armazenamento de Energia (ABSAE) projetou que o setor pode movimentar até R$ 77 bilhões e alcançar 72 GWh de capacidade instalada até 2034. A expansão do uso de baterias e um cenário de leilões desta modalidade trazem novos desafios para as áreas de logística, operação e sustentabilidade para as companhias.
Para Rodrigo Régis, diretor de Negócios e Laboratórios do Cepel, o cenário atual do armazenamento de energia no Brasil abre espaço para uma reflexão mais ampla sobre os rumos dessa expansão.
“O avanço do armazenamento de energia no Brasil representa uma oportunidade estratégica para fortalecer a transição energética com mais segurança, eficiência e resiliência. Nesse contexto, é fundamental que a expansão do setor venha acompanhada de soluções que integrem desempenho operacional, sustentabilidade e visão de longo prazo”, afirmou o diretor.
