Estudo aponta que operação inadequada reduz em até 30% os ganhos financeiros com armazenamento; sistemas avançados de EMS reduzem custos em plantas híbridas
O avanço do armazenamento de energia por baterias no Brasil abre uma nova fronteira para a modernização do setor elétrico, mas também impõe desafios relacionados à eficiência operacional, à sustentabilidade e à gestão do ciclo de vida desses ativos. À medida que o mercado se prepara para uma expansão significativa dos sistemas Battery Energy Storage System (BESS), especialistas defendem que a adoção de estratégias inteligentes de operação será determinante para garantir a viabilidade econômica dos projetos e minimizar seus impactos ambientais.
A preocupação ganha relevância diante das perspectivas de crescimento do segmento. Estudo da Associação Brasileira de Soluções de Armazenamento de Energia (ABSAE) estima que o mercado poderá movimentar até R$ 77 bilhões e alcançar 72 GWh de capacidade instalada até 2034, impulsionado pelo aumento da inserção de fontes renováveis e pela expectativa de realização de leilões específicos para essa tecnologia.
Nesse cenário, pesquisadores do Centro de Pesquisa em Energia Elétrica (Cepel) chamam atenção para um aspecto que tende a ganhar protagonismo nos próximos anos: a degradação prematura das baterias. Além de elevar os custos operacionais, o desgaste acelerado reduz a vida útil dos equipamentos e amplia a geração de resíduos de descarte complexo, com reflexos diretos sobre a cadeia ambiental.
Crescimento do mercado exige visão estratégica de longo prazo
O diretor de Negócios e Laboratórios do Cepel, Rodrigo Régis, pondera que a expansão do armazenamento energético representa uma oportunidade para fortalecer a segurança e a flexibilidade do sistema elétrico brasileiro, desde que acompanhada por políticas e soluções capazes de garantir sua sustentabilidade: “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.”
O posicionamento reforça uma mudança de paradigma no setor. Depois de resolver a necessidade de ampliar a capacidade de armazenamento, o foco das empresas passa a ser a otimização da operação dos ativos, buscando extrair o máximo desempenho sem comprometer sua durabilidade.
Operação inadequada pode comprometer retorno dos investimentos
A degradação das baterias é influenciada por diversos fatores operacionais. Ciclos frequentes e profundos de carga e descarga, funcionamento contínuo próximo ao limite de potência, exposição a temperaturas elevadas e estratégias de despacho voltadas exclusivamente ao desempenho imediato aceleram o envelhecimento dos equipamentos.
O pesquisador Francisco Lopes, integrante do corpo técnico do Cepel, dimensiona o foco atual das pesquisas na área: “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.”
Estudos técnicos indicam que uma gestão inadequada pode ampliar significativamente o prazo de retorno dos investimentos. Estratégias operacionais pouco eficientes podem elevar o payback de cinco para oito anos e reduzir entre 15% e 30% os ganhos econômicos em aplicações como peak shaving e arbitragem de energia, especialmente quando o despacho não considera as restrições operacionais do sistema.
Sistemas EMS ganham protagonismo na gestão dos ativos
Para enfrentar esses desafios, o Cepel aponta os sistemas avançados de gerenciamento energético em nível de planta (Energy Management Systems – EMS) como uma das principais ferramentas para aumentar a eficiência operacional dos sistemas BESS.
Essas plataformas determinam quando, quanto e de que forma as baterias devem armazenar ou fornecer energia, reduzindo o estresse sobre as células e prolongando sua vida útil. Além de monitorar indicadores como estado de saúde (State of Health – SoH), eficiência de carga e descarga e capacidade disponível, o EMS incorpora variáveis externas, como demanda elétrica, tarifas e condições operacionais do sistema.
Ao detalhar a arquitetura de controle necessária para essa otimização, Francisco Lopes detalha a integração de ferramentas do sistema: “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.”
Na prática, essas tecnologias permitem equilibrar desempenho operacional e preservação dos equipamentos, reduzindo custos de manutenção e diminuindo a necessidade de substituição precoce das baterias.
Impacto na sustentabilidade da transição energética
Para os especialistas, a sustentabilidade dos sistemas de armazenamento não depende apenas da composição química das baterias ou de seus processos de reciclagem, mas também da forma como esses ativos são utilizados ao longo de sua vida operacional.
A correlação entre a eficiência de despacho e a pegada ecológica do ativo é reiterada por Lopes: “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.”
Esse entendimento ganha importância à medida que cresce a demanda global por minerais críticos utilizados na fabricação de baterias, tornando a maximização da vida útil dos equipamentos uma ferramenta relevante para reduzir impactos ambientais.
Projeto de P&D demonstra ganhos econômicos na prática
As soluções desenvolvidas pelo Cepel já vêm sendo aplicadas em projetos de Pesquisa & Desenvolvimento voltados à integração de diferentes tecnologias energéticas.
Um dos exemplos envolve uma planta híbrida composta por geração fotovoltaica, produção de hidrogênio e armazenamento por BESS. Nesse ambiente, o sistema EMS desenvolvido pelo centro de pesquisas permitiu otimizar a operação conjunta dos ativos conectados à microrrede, reduzindo em aproximadamente 10% os custos operacionais da produção de hidrogênio em comparação ao cenário sem otimização.
A experiência reforça o papel crescente da inteligência operacional como diferencial competitivo para novos empreendimentos de armazenamento de energia. Ao projetar o cenário futuro do segmento, Lopes indica os caminhos para a consolidação da tecnologia no país: “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.”
