Devido aos seus custos decrescentes, baterias de íon-lítio agora dominam uma gama de aplicações, incluindo veículos elétricos, computadores e eletrônicos de consumo.

Você só pode pensar em armazenamento de energia quando seu laptop ou celular estiver ficando sem energia, mas as concessionárias podem conectar versões maiores à rede elétrica. E, graças ao rápido declínio dos preços das baterias de íon-lítio, usando armazenamento de energia para aumentar a capacidade de geração de eletricidade.

Com base em nossa pesquisa sobre custos de armazenamento de energia e desempenho na Carolina do Norte, e nossa análise do papel potencial que o armazenamento de energia pode desempenhar nos próximos anos, acreditamos que as concessionárias devem se preparar para o advento de baterias baratas em escala de rede e desenvolver sistemas flexíveis, planos de longo prazo que economizarão o dinheiro dos consumidores.

A demanda de pico é cara

A quantidade de eletricidade que os consumidores usam varia de acordo com a hora do dia e entre dias de semana e fins de semana, bem como sazonalmente e anualmente, à medida que todos tratam de seus negócios.

Essas variações podem ser enormes.

Por exemplo, os momentos em que os consumidores usam mais eletricidade em muitas regiões é quase o dobro da quantidade média de energia que normalmente consomem. As concessionárias costumam atender à demanda de pico construindo usinas elétricas que funcionam com gás natural, devido aos seus menores custos de construção e capacidade de operar quando necessário.

Contudo, é caro e ineficiente construir essas usinas de energia apenas para atender à demanda nas horas de pico. É como comprar uma van grande que você só usará durante os três dias do ano em que seu irmão e os três filhos vierem nos visitar.

A rede requer energia fornecida exatamente quando é necessário, e o uso varia consideravelmente ao longo do dia. Quando as baterias conectadas à rede ajudam a fornecer eletricidade suficiente para atender à demanda, as concessionárias não precisam construir tantas usinas de energia e linhas de transmissão.

Considerando a duração dessa infraestrutura e a rapidez com que os custos da bateria estão caindo, as concessionárias agora enfrentam novos desafios de planejamento de longo prazo.

Baterias mais baratas

Cerca de metade da nova capacidade de geração construída nos EUA anualmente desde 2014 veio da energia solar, vento ou outras fontes renováveis. As usinas de gás natural constituem a maior parte do resto, mas no futuro, que a indústria pode precisar competir com o armazenamento de energia por participação de mercado.

Na prática, podemos ver como o ritmo de construção de usinas termelétricas a gás natural pode diminuir em resposta a essa nova alternativa.

Até aqui, concessionárias instalaram apenas o equivalente a uma ou duas usinas de energia tradicionais em projetos de bateria de íon-lítio em escala de rede, tudo desde 2015. Mas em toda a Califórnia, Texas, o meio-oeste e a Nova Inglaterra, esses dispositivos estão beneficiando a rede geral ao melhorar as operações e preencher lacunas quando os consumidores precisam de mais energia do que o normal.

Com base em nossa própria experiência no rastreamento dos custos da bateria de íon-lítio, vemos o potencial dessas baterias para serem implantadas em uma escala muito maior e interromper o negócio de energia.

Quando nos foi dado aproximadamente um ano para realizar um estudo sobre os benefícios e custos do armazenamento de energia na Carolina do Norte, acompanhar o ritmo dos avanços tecnológicos e aumentar a acessibilidade era uma luta.

Os custos projetados da bateria mudaram tão significativamente do início ao fim do nosso projeto que acabamos correndo para atualizar nossa análise.

Uma vez que os utilitários podem facilmente tirar proveito dessas enormes baterias, eles não precisarão de tanta nova capacidade de geração de energia para atender à demanda de pico.

Planejamento de utilidades

Mesmo antes que as baterias pudessem ser usadas para armazenamento de energia em grande escala, era difícil para as concessionárias fazer planos de longo prazo devido à incerteza sobre o que esperar no futuro.

Por exemplo, a maioria dos especialistas em energia não previu o declínio dramático nos preços do gás natural devido à disseminação do fraturamento hidráulico, ou fracking, começando há cerca de uma década - ou o incentivo de que forneceria serviços públicos para eliminar gradualmente as usinas elétricas movidas a carvão.

Nos últimos anos, os custos da energia solar e eólica caíram muito mais rápido do que o esperado, também deslocando carvão - e em alguns casos gás natural - como fonte de energia para geração de eletricidade.

Algo que aprendemos durante nosso estudo de armazenamento é ilustrativo.

Descobrimos que as baterias de íon de lítio a preços de 2019 eram um pouco caras na Carolina do Norte para competir com as usinas de gás natural - as usinas de gás natural usadas ocasionalmente quando a demanda por eletricidade aumenta. Contudo, quando modelamos os preços projetados da bateria para 2030, o armazenamento de energia provou ser a opção mais econômica.

Federal, estaduais e até mesmo algumas políticas locais são outro curinga. Por exemplo, Os legisladores democratas delinearam o Green New Deal, um plano ambicioso que poderia abordar rapidamente a mudança climática e a desigualdade de renda ao mesmo tempo.

E não importa o que aconteça no Congresso, as crises cada vez mais frequentes de condições meteorológicas extremas que atingem os EUA também são caras para os serviços de utilidade pública. As secas reduzem a produção de energia hidrelétrica e as ondas de calor aumentam o consumo de eletricidade.

O futuro

Diversas concessionárias já estão investindo em armazenamento de energia.

Pacific Gas &Electric, serviço público da Califórnia, por exemplo, obteve permissão dos reguladores para construir um enorme sistema de bateria de armazenamento de energia de 567,5 megawatts perto de São Francisco, embora a falência da concessionária possa complicar o projeto.

A Hawaiian Electric Company está buscando a aprovação para projetos que estabeleceriam várias centenas de megawatts de armazenamento de energia nas ilhas. E o Serviço Público do Arizona e a Autoridade de Energia Elétrica de Porto Rico também estão procurando opções de armazenamento.

Acreditamos que essas e outras decisões repercutirão nas próximas décadas. Se as concessionárias errarem no cálculo e gastarem bilhões em usinas de energia, descobrimos que não precisarão em vez de investir em armazenamento de energia, seus clientes poderiam pagar mais do que deveriam para manter as luzes até a metade deste século.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.