A menos de um quilômetro e meio de um estuário cheio de lontras marinhas, popular entre os praticantes de caiaque, há fileiras e mais fileiras de altos armários brancos de aço empoleirados em plataformas baixas de concreto, o espaço entre eles atravessado por caminhos de cascalho. Tudo está quieto, exceto pelo leve zumbido ocasional dos ventiladores e o grasnar das gaivotas.
Um transeunte pode confundir o local com uma instalação de auto-armazenamento, mas móveis e lembranças antigas não são mantidos aqui. A energia do sol é.

Durante todo o dia, a eletricidade dos painéis solares chega à rede elétrica da Califórnia, demais para ser usada durante o dia, quando a demanda é menor. O excesso é armazenado aqui, no sistema de bateria Moss Landing Elkhorn de 182,5 megawatts da Pacific Gas &Electric.

Outrora o local da maior usina de energia movida a combustível fóssil do estado, Elkhorn é uma das dezenas de sistemas de baterias de íon de lítio em escala de serviço público em todo o país que fornecem energia renovável à rede quando necessário.

"Este é um futuro além dos combustíveis fósseis, um futuro de ar limpo e um clima estável", disse David Hochschild, presidente da Comissão de Energia da Califórnia.

Chamadas de baterias de utilidade pública, as fileiras de caixas brancas da Elkhorn podem armazenar energia solar por até quatro horas. Isso ajuda a cobrir a janela crucial quando o sol se põe, assim como dezenas de milhões de californianos chegam em casa, ligam seus aparelhos de ar condicionado e acendem seus fogões para fazer o jantar, um período chamado de "rampa da noite".

Totalmente carregada, a instalação de Elkhorn possui eletricidade suficiente para as demandas instantâneas dos clientes da PG&E em quase 275.000 residências.

O armazenamento permite que a concessionária evite o fornecimento de energia de usinas de gás natural mais caras, necessárias apenas para picos de demanda. Apenas 10 dias após o sistema de bateria ter sido certificado para operação, em 17 de abril, ele provou seu valor.

"Estávamos enchendo as baterias a um custo de US$ 10 por megawatt-hora. Quando começamos a usar essa energia no pico, valia US$ 100 por megawatt-hora", disse Patti Poppe, CEO da PG&E, a uma multidão na apresentação do sistema na semana passada.

Ao longo deste e do ano passado, a PG&E inaugurou seis grandes instalações no estado que, juntas, têm capacidade para armazenar cerca de 1.000 megawatts de energia. Tem contratos para outros 2.374,5 megawatts até 2024.

A PG&E também extrai energia de uma instalação vizinha à Elkhorn, de propriedade da Vistra Corp. do Texas. Tem capacidade de 400 megawatts e está programado para adicionar outros 350 megawatts nos próximos anos.

No ano passado, a Califórnia instalou mais de 2 gigawatts de armazenamento de bateria, disse Hochschild, e agora tem mais do que em qualquer outro lugar do mundo.

"É uma história de sucesso incrível", disse ele. "Claramente, entramos em uma era de ouro de armazenamento de energia."

O armazenamento está acontecendo em todos os lugares

Esses sites de baterias não são exclusivos da Califórnia. Oito estados estabeleceram metas de armazenamento de energia para equilibrar a energia gerada pelo vento e pela energia solar, de acordo com a American Clean Power Association, e espera-se que mais façam o mesmo à medida que os preços caem.

Sem a capacidade de armazenar energia, a energia solar não é tão útil quanto poderia ser. E à medida que mais energia renovável é adicionada à rede elétrica do país, a necessidade de armazenamento está crescendo.

No Oregon, a Wheatridge Renewable Energy Facility, de propriedade da Portland General Electric, possui um conjunto de baterias de 30 megawatts conectado a uma instalação solar e eólica de 350 megawatts.

A Florida Power &Light Company está construindo uma instalação de armazenamento de bateria movida a energia solar de 409 megawatts, "suficiente para alimentar a Disney World por aproximadamente sete horas", disse a empresa.

A instalação de baterias, em construção no Manatee Energy Storage Center em Parrish, Flórida, tem capacidade suficiente para abastecer aproximadamente 329.000 residências por mais de duas horas e é equivalente a 100 milhões de baterias de iPhone.

O estado de Nova York anunciou este mês seis projetos de armazenamento de energia solar e bateria que armazenarão 159 megawatts de eletricidade.

Juntas, essas instalações significam centenas de milhares de residências que não precisarão de energia de uma usina de gás natural para o período de pico quando o sol se põe.

"A bateria pode substituir isso", disse Paul Denholm, analista de energia do Laboratório Nacional de Energia Renovável em Golden, Colorado.

Uma casa típica usa cerca de 1,25 quilowatts de eletricidade por hora, em média, disse Jason Burwen, vice-presidente de armazenamento de energia da American Clean Power Association.

Uma bateria de 1 megawatt pode abastecer cerca de 330 casas, e muitas baterias instaladas têm quatro horas de energia, o suficiente para transportar essas casas nos períodos de pico de demanda, disse Denholm.

Esses tipos de usinas híbridas de bateria solar podem ser uma das tendências de energia mais importantes da década de 2020, disse Joachim Seel, um associado de engenharia científica nos mercados de eletricidade e departamento de políticas do Lawrence Berkeley National Laboratory.

Quase metade das instalações solares planejadas do país, totalizando 675 gigawatts, estão sendo propostas como parte de uma bateria solar híbrida, disse ele.

Os desafios das energias renováveis

Um argumento comum contra o uso de energia renovável é que o sol nem sempre brilha e o vento nem sempre sopra quando a eletricidade é necessária. Sem armazenamento, a energia renovável pode suprir apenas cerca de 50% das necessidades energéticas do país.

Adicione armazenamento de bateria à rede e de repente é possível imaginar obter 80% ou 90% da energia do país de fontes livres de carbono, como eólica, solar, nuclear e hidrelétrica, disse Denholm.

Mas o armazenamento é apenas uma peça do quebra-cabeça, ele reconheceu. Para chegar a esses 80% ou 90%, a rede elétrica dos EUA deve ser modernizada para que possa mover facilmente a energia de onde está armazenada para onde é necessária. Segundo algumas estimativas, o sistema de transmissão de eletricidade precisa expandir 60% na próxima década.

Outros obstáculos surgem. Construir capacidade de armazenamento suficiente significa superar atrasos na cadeia de suprimentos e lidar com o aumento dos preços de matérias-primas como níquel, cobalto e lítio usados ​​para criar as baterias.

As baterias Elkhorn foram fabricadas pela Tesla, que tem fábricas na Califórnia e Nevada. Mas a maioria das baterias de tamanho utilitário vem da Coréia, Japão e China. Os bloqueios do COVID-19 diminuíram a produção e o transporte emaranhado.

Os EUA estão trabalhando para mudar a produção aqui, mas levará tempo. No mês passado, o governo Biden anunciou um investimento de US$ 3 bilhões em instalações de fabricação e reciclagem de baterias para impulsionar a cadeia de suprimentos doméstica.

Outra preocupação é que, em condições erradas, as baterias de íons de lítio podem superaquecer e causar incêndios.

A instalação de Moss Landing da Vistra teve dois desses incidentes, um em fevereiro e outro em setembro passado. Um rolamento defeituoso em uma unidade de tratamento de ar produziu fumaça que acionou o sistema de sprinklers. A água danificou as baterias, fazendo com que algumas superaquecessem, o que criava mais fumaça e liberava mais água. Cerca de 7% dos módulos foram destruídos, disse a empresa em um relatório sobre o incidente.

Ninguém ficou ferido em nenhum dos casos, mas a instalação foi fechada após o incidente de fevereiro. A empresa diz que planeja trazê-lo de volta online até o final do verão.

Um incêndio em uma instalação de baterias em escala de serviço público no Arizona em abril também a interrompeu por vários meses.

Nenhum sistema de energia é totalmente seguro, apontam os defensores. Em 2017, fortes chuvas sobrecarregaram a barragem de Oroville, na Califórnia, exigindo que 180.000 pessoas fossem evacuadas enquanto a erosão da fundação era reparada. Em 1979, a usina nuclear de Three Mile Island, na Pensilvânia, sofreu um colapso parcial.

Houve 680 incidentes graves em gasodutos de gás natural, líquido perigoso e gás natural liquefeito entre 2002 e 2021, com 260 mortes e 1.109 feridos, de acordo com a Administração de Segurança de Oleodutos e Materiais Perigosos do Departamento de Transportes dos EUA.

O futuro do armazenamento de energia

Hoje, cerca de seis gigawatts de armazenamento de bateria estão em vigor nos Estados Unidos, e outros 14 gigawatts de projetos estão em andamento, disse John Hensley, vice-presidente de pesquisa da American Clean Power Association.

Até o final da década, estima-se que haverá baterias suficientes na rede nacional para armazenar 75 gigawatts de energia renovável. Isso é eletricidade suficiente para abastecer quase 50 milhões de residências por uma hora – ou para operar aparelhos de ar condicionado em 38 milhões de residências depois que o sol se põe, disse Denholm.

O National Renewable Energy Laboratory estima que a capacidade de armazenamento pode crescer até 650 gigawatts até 2050, com custos previstos para cair em até 88%. Na última década já caíram mais de 90%.

"Esses projetos estão sendo construídos porque são econômicos", disse Denholm. "Isso não está sendo conduzido por formuladores de políticas dizendo:'Você precisa construir armazenamento.' Está sendo impulsionado pela modelagem que mostra às concessionárias que este é o recurso mais econômico."

Quando a transição energética estiver completa, as luzes continuarão como sempre, mas a eletricidade que as alimenta virá de lugares diferentes dos atuais.

Com uma rede elétrica mais ágil, o excesso de energia em uma área pode ir imediatamente para onde é necessário, com as baterias preenchendo as lacunas, disse Burwen.

"Só porque o sol está se pondo em Utah, ainda está brilhando na Califórnia", disse ele. "E quando o sol se põe na Califórnia, o vento está rugindo nas Grandes Planícies."