As principais vantagens dos sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS) para desenvolvedores de data centers já são conhecidas. Empresas como Energy Vault, Eolian, Fluence, Hithium e ZincFive estão fornecendo seus sistemas para data centers. Do outro lado, grandes empresas de tecnologia que operam serviços de inteligência artificial, como Alibaba, Tencent, ByteDance, Meta, Google e Microsoft, também vêm investindo em BESS.
A rapidez para disponibilizar energia e o menor custo da eletricidade por megawatt-hora, em comparação com a geração a gás, são as duas principais vantagens dos BESS. Esses pontos são destacados em um relatório publicado em julho pela Volta Foundation, no qual o comitê de Infraestrutura de IA e Data Centers da organização analisou onde, como e por que os BESS são — ou não — atrativos para esse mercado.
“O BESS conquista seu espaço ao lado da geração firme”, afirma o relatório, segundo o qual a flexibilidade é o principal benefício das baterias para data centers e operadores de rede.
Além dos segmentos em que os BESS são competitivos, a Volta Foundation identificou quatro aplicações nas quais as baterias disputam espaço, mas ainda não são a opção dominante, e outras duas em que perdem oportunidades para tecnologias concorrentes.
Onde as baterias são mais competitivas
“Os BESS vencem nas aplicações que valorizam a rapidez e os ciclos diários: redução de demanda nos horários de pico e energia de transição como camada de baterias em um sistema híbrido com geração a gás ou motores”, afirma o relatório.
Segundo a organização, embora as baterias não resolvam todos os problemas dos data centers, elas estão particularmente bem posicionadas para enfrentar algumas das questões mais urgentes do setor.
Na redução de picos de demanda e no gerenciamento das tarifas associadas à demanda, por exemplo, os BESS podem fornecer energia durante os horários mais caros. O benefício econômico, porém, depende da estrutura tarifária de cada região. Em locais onde não há cobrança pela demanda, essa vantagem diminui significativamente.
Os BESS também podem fornecer energia temporária, ou bridge power, para ativos de data centers enquanto aguardam uma conexão à rede. Essa é uma das principais vantagens relacionadas à rapidez para disponibilizar energia. No entanto, baterias isoladas raramente conseguem assumir sozinhas essa função, e o relatório da Volta aponta as células a combustível como uma tecnologia concorrente para esse tipo de aplicação.
Os BESS também competem em aplicações nas quais ferramentas de software e eletrônica de potência já alcançaram maior maturidade, como flexibilidade para redução de geração, continuidade do fornecimento por sistemas de alimentação ininterrupta (UPS), serviços de rede e controle da qualidade da energia em intervalos inferiores a um segundo.
Onde os BESS ainda perdem espaço
As baterias de grande porte continuam menos competitivas em aplicações que exigem fornecimento sustentado de energia, backup de longa duração e geração contínua de base.
Aplicações de backup com duração superior a quatro horas continuam sendo atendidas principalmente por geradores a diesel, enquanto a geração contínua de base ainda é dominada por turbinas a gás e células a combustível.
A Volta Foundation avalia que o uso de baterias em data centers pode ganhar força à medida que reguladores continuem incentivando maior flexibilidade do sistema elétrico. Mudanças na arquitetura elétrica interna dos data centers e dificuldades na cadeia de suprimentos de turbinas a gás também podem favorecer a adoção de baterias.
Nos próximos anos, a expansão global dos data centers deve acelerar. Nesse contexto, o comitê de Infraestrutura de IA e Data Centers da Volta Foundation defende uma maior colaboração entre desenvolvedores, empresas de baterias e integração de sistemas e operadores de rede para definir um perfil de carga que possa orientar o desenvolvimento das soluções.
Como destaca o relatório, a falta de visibilidade sobre o perfil de carga é um dos principais obstáculos para fornecedores de energia que precisam atender à demanda dos data centers. As baterias poderiam gerar mais valor se houvesse uma compreensão mais detalhada das necessidades de energia dessas instalações.
Outro problema é a ausência de uma abordagem claramente definida para integrar baterias aos data centers. Essa falta de padronização gera riscos para investidores. Os problemas que surgem durante a implantação tendem a aparecer principalmente no comissionamento e nos dois primeiros anos de operação. Segundo a Volta, as principais dificuldades estão relacionadas à integração dos sistemas, aos controles e à gestão da operação, e não à química das células.
Os próximos anos serão decisivos
Sobre as perspectivas para o setor, o relatório da Volta afirma que os próximos dois a três anos deverão determinar se as baterias serão lembradas apenas como uma solução de transição ou se passarão a fazer parte permanente da infraestrutura dos data centers.
“Se a conexão à rede condicionada à redução de geração se tornar a norma e a economia dos sistemas de maior duração continuar melhorando, os BESS instalados também terão um papel operacional permanente na gestão da carga, redução dos picos e oferta de serviços de rede durante toda a vida útil da instalação”, afirma o relatório.
Por outro lado, os autores alertam que, se as filas de conexão forem resolvidas mais rapidamente do que o esperado e a oferta de gás aumentar, uma parcela maior das baterias poderá voltar a ser utilizada apenas como backup.
Ainda assim, as baterias oferecem um valor que independe da possibilidade de obter ganhos com arbitragem de energia, ao atuar como uma camada de gerenciamento de energia da instalação. Quanto desse valor será efetivamente capturado, porém, dependerá dos próximos passos do setor e dos reguladores.
Grandes empresas de tecnologia, como Google e xAI, parecem preferir integrar verticalmente seus sistemas de armazenamento. Se esse padrão continuar e os operadores de data centers se tornarem os maiores compradores de baterias em escala de rede, isso poderá afetar a forma como os sistemas são especificados e financiados.
Os Estados Unidos deverão ser o maior mercado de BESS para data centers e já estão reformulando as regras para a conexão dessas grandes cargas à rede.
Recomendações para o setor
A Volta Foundation encerra o relatório com uma série de recomendações aos diferentes agentes envolvidos.
Para desenvolvedores de data centers e grandes empresas de tecnologia, a organização recomenda projetar arquiteturas híbridas desde o início e especificar as baterias para operação diária, fazendo com que a capacidade de backup seja uma consequência dessa configuração. Como a velocidade de disponibilização da energia pode determinar a viabilidade de um projeto, as empresas também deveriam avaliar as opções de fornecimento considerando o tempo para disponibilização da energia, além do custo nivelado.
Para operadores de rede e formuladores de políticas, a recomendação é padronizar os processos de conexão condicionados à redução de geração. Também é necessário esclarecer as regras de despacho e participação nos mercados para baterias que atendem grandes cargas, além de padronizar as tarifas aplicáveis a grandes consumidores para evitar incertezas e atrasos.
Por fim, fabricantes de baterias e empresas de integração devem ampliar sua atuação na cadeia e desenvolver produtos voltados a diferentes perfis de carga. Algumas aplicações, por exemplo, exigem células capazes de fornecer elevada potência, enquanto outras demandam células com maior densidade de energia.
