Quanto mais os preços das baterias podem cair?
(aukehoekstra.substack.com)- Se as baterias de sódio ficarem muito baratas, baterias estacionárias poderão ser instaladas em residências, empresas e em vários pontos da rede elétrica, e a resposta à demanda local e o armazenamento poderão assumir um papel maior do que o reforço da rede
- Pela curva de aprendizado baseada na Wright’s Law, os preços das baterias caíram cerca de 25% a cada duplicação da produção; extrapolando essa tendência até 2030, o preço das células pode cair para US$ 8 por kWh
- Também nos custos de materiais, as LFP já estavam em torno de US$ 50 por kWh em 2024, e o sódio, cerca de 30 vezes mais barato que o lítio, pode reduzir o custo das matérias-primas do cátodo e do ânodo para cerca de US$ 1 por kWh
- A Holanda sofre com congestionamento da rede elétrica: mais de 10 mil empresas não recebem a eletricidade de que precisam e o país pretende gastar 236 bilhões de euros na rede nos próximos 10 anos, mas há cálculos de que baterias para 5 horas de armazenamento, na escala de 7 TWh, poderiam custar cerca de 5 bilhões de euros
- Para que baterias baratas realmente transformem a rede elétrica, também serão necessários uma arquitetura interoperável como a internet, padrões de comunicação automática, criptografia de chave pública e um sistema de confiança baseado em registros distribuídos de baixo consumo de energia
Por que baterias baratas mudam a rede elétrica
- Se as baterias de sódio ficarem suficientemente baratas, o papel das baterias no sistema elétrico se ampliará bastante
- A resposta à demanda local se tornará importante
- A resiliência e a estabilidade da rede elétrica melhorarão
- O ônus de reforçar a rede diminuirá
- A energia solar e a eólica poderão crescer com mais facilidade
- As baterias podem se tornar um meio essencial para reduzir gargalos em todo o novo sistema energético, indo além dos veículos elétricos
- Com avanços contínuos nos métodos de produção, na composição dos materiais e no empacotamento, as baterias ficaram mais leves, duráveis e baratas, e a cada etapa novos casos de negócio e aplicações surgiram
A evolução histórica dos preços das baterias de lítio
- As baterias de chumbo-ácido foram amplamente usadas por quase um século, mas a demanda por notebooks e PCs impulsionou o desenvolvimento de baterias melhores
- Em 2008, o preço das baterias era de mais de US$ 1.500 por kWh
- Hoje é possível comprar células de bateria NMC por menos de US$ 100 por kWh
- NMC é uma bateria de lítio que usa material catódico de níquel, manganês e cobalto
- As células LFP são um pouco mais pesadas que as primeiras baterias de lítio, mas são melhores em vários aspectos e caíram para cerca de US$ 47 por kWh
- As baterias de sódio têm potencial de ficar ainda mais baratas que as baterias existentes, podendo acelerar a adoção de baterias estacionárias
Preço de 2030 calculado pela curva de aprendizado
- Duas referências são usadas para prever os preços das baterias
- A curva de aprendizado da tecnologia
- O custo dos materiais necessários
- Segundo a Wright’s Law, o preço cai a uma taxa constante cada vez que a produção dobra
- Tomando como referência o gráfico de preços de baterias no artigo open access de Way et al., os preços observados caem quase em linha reta à medida que a experiência de produção aumenta
- No cálculo de exemplo, enquanto a produção de baterias aumenta de 10 GWh para 1.200 GWh, o preço cai de US$ 1.200 para cerca de US$ 150 por kWh
- De 10→20→40→80→160→320→640→1280, a produção dobra cerca de 7 vezes
- A taxa de aprendizado nesse intervalo é de cerca de 25% de queda no preço a cada duplicação da produção
- Usando os dados de produção de baterias de 2015 a 2023 do relatório recente da IEA sobre baterias, uma linha de tendência de 59% de crescimento ao ano se ajusta bem aos dados
- A correlação da linha de tendência é apresentada como 99,9%
- Supondo crescimento anual de 59% a partir de 2.410 GWh em 2023, a produção chega a 61.917 GWh em 2030
- Isso corresponde quase exatamente a 8 duplicações
- Começando em US$ 80 por kWh em 2023 e aplicando uma queda de 25% por 8 vezes, o preço das células em 2030 chega a US$ 8 por kWh
O piso de preço criado pelo custo dos materiais
- No passado, preços de baterias abaixo de US$ 50 por kWh no nível da célula pareciam irreais
- Em baterias NMC, tanto a NMC111 quanto a NMC811 não apresentavam grande diferença no custo das matérias-primas do cátodo
- Quando a densidade de energia atingia o pico em cerca de 300 Wh/kg, o custo das matérias-primas do cátodo era de aproximadamente US$ 50 por kWh
- Somando cerca de US$ 10 por kWh de custo do lítio, era difícil ficar abaixo de US$ 60 por kWh
- As baterias LFP ressurgiram, e a CATL elevou sua densidade de energia para mais de 200 Wh/kg
- Uma bateria LFP de 60 kWh pode oferecer cerca de 350 km de autonomia em um EV econômico
- O peso das células pode ficar em torno de 300 kg
- O custo das matérias-primas de ferro e fosfato da LFP é de menos de 20 centavos por kWh, e o carbono para o ânodo tem nível semelhante
- Em teoria, o custo dos materiais do cátodo e do ânodo pode ficar abaixo de US$ 1 por kWh
- Nesse caso, o lítio representa cerca de 90% do custo das matérias-primas, mas o custo total das matérias-primas fica em torno de US$ 11 por kWh
- Nos dados de preços de 2024, as LFP já estão em torno de US$ 50 por kWh
- Também há rumores de que baterias para rede elétrica totalmente instaladas estão sendo ofertadas por menos de US$ 100 por kWh
- A IEA prevê que o preço das baterias instaladas para a rede elétrica ficará abaixo de US$ 100 por kWh apenas depois de 2050
Custos de matérias-primas ainda menores nas baterias de sódio
- Nas baterias LFP, o lítio domina o custo das matérias-primas, mas o sódio é cerca de 30 vezes mais barato que o lítio
- As baterias de sódio podem reduzir novamente o custo das matérias-primas do cátodo e do ânodo para cerca de US$ 1 por kWh
- A densidade de energia já está em torno de 160 Wh/kg
- Uma bateria de 60 kWh pode ficar abaixo de 400 kg no nível das células
- A extrapolação da curva de aprendizado aponta para US$ 8 por kWh em 2030, e os cálculos de custo dos materiais também mostram a possibilidade de ficar na casa de poucos dólares por kWh
- As baterias de lítio-enxofre continuam sendo uma possibilidade separada, com custos igualmente baixos e potencial de serem muito leves
Congestionamento da rede elétrica e baterias estacionárias
- A visão apresentada é que um sistema energético barato, centrado em energia eólica e solar, é possível
- Na Holanda, o congestionamento da rede elétrica é um grande problema
- Mais de 10 mil empresas não recebem a eletricidade de que precisam
- Esse número cresce rapidamente
- O país planeja gastar 236 bilhões de euros na rede elétrica nos próximos 10 anos
- Baterias baratas podem substituir uma parte considerável dos investimentos na rede
- O cálculo é que baterias de 7 TWh, equivalentes a 5 horas de armazenamento da eletricidade nacional, poderiam custar cerca de 5 bilhões de euros
- A previsão é que, antes de 2030, baterias duráveis abaixo de US$ 50 por kWh possam ser instaladas em vários lugares
- Em residências, uma bateria de 20 kWh poderia ser instalada por cerca de US$ 1.000
- O prazo de retorno do investimento é apresentado como inferior a 3 anos
- Isso pode evitar picos de consumo de eletricidade durante o dia, reduzir flutuações de tensão e evitar apagões
- Empresas e parques industriais podem comprar baterias maiores e aliviar rapidamente o congestionamento da rede elétrica
Preços da energia solar e eólica e estabilidade da rede elétrica
- As baterias absorvem o excedente de eletricidade produzido por solar e eólica quando o preço está um pouco mais baixo, e o devolvem quando o preço está um pouco mais alto
- Graças a esse modo de operação, a energia eólica e solar podem receber um preço quase constante ao longo do dia
- A adoção de baterias permite que o rápido crescimento da energia eólica e solar continue
- Também na rede elétrica mais ampla, as baterias suavizam picos e vales
- Apagões
- Flutuações de tensão
- Congestionamento da rede elétrica causado por picos
- Usa-se a analogia de que baterias baratas podem transformar uma rede elétrica tempestuosa em uma piscina calma
Uma rede elétrica aberta e segura como a internet
- Para que baterias baratas resolvam o congestionamento da rede e ajudem a difusão da energia solar e eólica, a arquitetura da rede elétrica também precisa estar preparada
- As redes elétricas do mundo precisam de uma estrutura parecida com o modelo OSI da internet
- Qualquer pessoa no mundo deve poder desenvolver soluções de hardware compatíveis entre si
- Isso deve incluir não só o nível de hardware, mas também protocolos e métodos de comunicação automática entre equipamentos que controlam os fluxos de energia
- No aspecto de protocolos, o TCP/IP é mencionado como candidato
- O setor de energia também precisa de um sistema semelhante aos W3C standards, que garantem a interoperabilidade entre navegadores
- Todos os dispositivos devem usar criptografia de chave pública
- Deve ser possível verificar se a informação veio de um dispositivo confiável
- Deve ser possível verificar se aquele dispositivo de fato existe e se tem funções conhecidas
- Um registro distribuído de baixo consumo de energia também pode ter um papel
- É mencionado Proof of Stake, e não Proof of Work
- É possível criar um sistema trustless que funcione mesmo sem uma autoridade central de confiança
Mudança na forma de operar a rede elétrica
- Com o surgimento das baterias modernas de sódio, baterias estacionárias podem se tornar muito mais baratas e comuns do que o esperado
- A rede elétrica pode passar de uma estrutura de gestão hierárquica, de cima para baixo, para uma estrutura mais distribuída e de baixo para cima
- As residências podem usar baterias para consumir eletricidade de forma mais estável e barata
- Em escala de bairro, baterias podem ser usadas para compartilhar eletricidade local
- Os custos da rede elétrica podem ser reduzidos
- Atrasos na construção da rede podem ser reduzidos
- A rede elétrica como um todo operará de forma mais barata e resiliente, sendo capaz de lidar com energia solar e eólica em grande escala
1 comentários
Opiniões no Hacker News
As baterias LiFePO4 (fosfato de ferro-lítio) residenciais já são bem baratas hoje
Para sistemas residenciais de armazenamento de energia de 48 V em rack metálico, montáveis e conectáveis, incluindo sistema de gerenciamento de bateria (BMS), fornecedores chineses respeitáveis como CATL/Seplos entregam por cerca de US$ 89/kWh, já com frete e tarifas alfandegárias
É preciso esperar o transporte marítimo; se quiser comprar diretamente nos EUA, some cerca de US$ 30/kWh
As baterias de sódio do mesmo fornecedor custam atualmente US$ 130/kWh e têm cerca de 26% menos eficiência no mesmo formato, mas espero que isso mude
Por causa do aumento das tarifas de eletricidade, mudei uma casa inteira para solar + baterias LiFePO4 e estou usando sem problemas, então é difícil imaginar voltar para a concessionária. Os painéis ficaram absurdamente baratos e, como tenho bastante espaço, comprei um palete de painéis usados praticamente pelo custo do frete, a US$ 34 por painel de 270 W, e eles entregam cerca de 85% da potência nominal
Comentei isso porque outros comentários mencionavam custos muito mais altos
Alguns anos atrás, quando pedi um orçamento para um sistema da LG, era quatro vezes esse preço, e também havia o problema de que meus painéis antigos de 2013 usavam um único inversor em vez de microinversores, então, se mexesse neles, teria que trocar tudo
Continuo torcendo para surgirem muitas pequenas empresas que eletrifiquem tudo, e também seria bom ver conversões de carros elétricos boas, práticas e seguras por aí, mas isso não parece estar se concretizando
A troca em garantia pode acontecer ou não
Você pode receber um produto que aguenta mil ciclos sem problemas, ou um que quebra em uma semana; pode conseguir uma substituição em garantia, mas também pode passar horas toda semana insistindo com pedidos de garantia sem resultado algum
Se você estiver disposto a comprar painéis usados, baterias chinesas e fazer todo o trabalho por conta própria, é verdade que há uma grande oportunidade, mas, enquanto o preço dos equipamentos cai, a mão de obra sobe, então sistemas instalados por profissionais continuam caros
Na maioria das regiões, a menos que a casa seja muito isolada, é preciso manter a conexão com a rede
A tarifa parece baseada no consumo, mas o custo real é dominado pelo investimento em capacidade de base para os dias do ano em que aquela casa precisa voltar totalmente para a energia da rede
Por isso, enquanto estiver conectada à rede, mesmo que use eletricidade da rede só alguns dias por ano, a concessionária terá quase o mesmo custo
Estou pensando em comprar uma bateria LiFePO4 de rack de servidor de 5 kW da EG4 para um projeto DIY, e ela sai por algo mais perto de US$ 220/kWh
O que pretendo comprar agora é este produto; se souber de algo melhor, gostaria de ver: https://signaturesolar.com/eg4-lifepower4-lithium-battery-48...
https://geizhals.de/?cat=bmseswresp&sort=t&hloc=at&hloc=de&v...
Este texto é disperso demais na argumentação
A previsão de preços para 2030 vem de uma extrapolação dos custos das baterias de lítio, mas na prática assume que baterias de química de sódio se tornarão dominantes e se popularizarão a preços de fundo
Mesmo que as primeiras baterias de sódio tenham surgido apenas no último ano
Também é um problema tratar a bateria como se fosse o único componente do sistema. Carregadores, inversores e estruturas físicas não seguem a mesma curva de queda e são custos fixos acrescentados por cima da bateria
Por fim, há muitas frases de futurismo nebuloso misturadas, desde a parte em que ele se vangloria de ter previsto caminhões elétricos em 2017 até a ideia de que blockchain poderia ser útil para coordenação da rede elétrica
A frase que define “sistemas sem confiança” como “sistemas que simplesmente funcionam” não faz sentido ao ser lida, e parece que ele passou a acreditar que blockchain é o futuro de tudo
Pode até ser uma leitura divertida, mas não tirei muito dela além de “os preços vão cair”
O “mural de pôsteres” da organização que ele afirma liderar está aqui: https://neonresearch.nl/poster-wall/
Diz “fusão interdisciplinar por meio de storytelling criativo”
Um resumo muito melhor desse tema é a matéria de capa da Economist desta semana
Olhando para o quanto as baterias podem de fato ficar baratas, o preço do lítio caiu 80% no último ano e agora há excesso de produção: https://www.reuters.com/markets/commodities/lithium-producer...
A Exxon também tem uma divisão de produção de lítio e está expandindo, e há cinco novas minas em Nevada, Sonora (México) e Western Australia, além de grandes minas de lítio em construção em Quebec, Zimbabwe e outros lugares
A reciclagem de baterias usadas é uma fonte muito mais concentrada do que os recursos subterrâneos, então a oferta de lítio não parece ser um grande problema
O preço do lítio bruto sobe e desce bastante porque não tem grande impacto nas vendas de automóveis no curto prazo, o que é normal em commodities de pequeno porte
Isso significa que baterias de sódio talvez sejam desnecessárias, o que é bom considerando o risco de incêndio
Para instalações fixas e carros de baixo custo, o fosfato de ferro-lítio é barato e não sofre fuga térmica, e hoje está na maior parte dos produtos da BYD e da CATL. Gostaria que a APS acertasse o rumo e lançasse um UPS pequeno de LiFePO4 que dure 10 anos
O próximo passo são as baterias de estado sólido, mas há muito hype, algumas amostras e problemas de custo de produção: https://spectrum.ieee.org/solid-state-battery-production-cha...
O processo de fabricação em escala de laboratório do Fraunhofer Institute está aqui e funciona em laboratório: https://www.youtube.com/watch?v=j5SVrp8N-1M&
A escala de testes de produção está aqui: https://www.youtube.com/watch?v=_eZGuDaqZAE
O consenso do lado do IEEE é que a tecnologia de produção de baterias de estado sólido está cerca de 10 anos atrás da produção atual de íons de lítio, mas há produção de teste em andamento de Shenzhen à Bélgica e a Maryland, então o avanço é rápido
Esse tipo de processo fica mais barato conforme ganha escala. Para aumentar a adoção pelos consumidores, é preciso recarregar em 10 minutos, então baterias de estado sólido são importantes
Entre energia solar e tecnologia de baterias, os combustíveis fósseis logo serão fortemente empurrados para fora
Já existe um mercado comum, então inversores/carregadores podem receber os sinais de preço do mercado existente e operar do jeito que o proprietário quiser; não há nenhuma necessidade de blockchain nem de controle central
Como medidores inteligentes estão se tornando mais comuns, também já é simples incentivar o uso da energia da bateria quando o preço nos horários de pico está alto
Ainda assim, inversores/carregadores também vão entrar em trajetória de queda. Não tão rápido quanto as baterias, mas vão cair
FETs de semicondutores de banda larga continuam ficando mais baratos e melhores, lidando com corrente e tensão mais altas por componente e possibilitando topologias de potência mais eficientes, o que facilita a refrigeração, reduz o peso dos dissipadores e a quantidade de material, aumenta a potência por unidade de volume e diminui a massa
O aumento da produção também levará a economias de escala
Hoje é possível comprar um inversor/carregador Victron Multiplus 2 de 48V DC/230V AC e 8000VA por US$ 1.800, e pretendo comprar um em breve para montar um sistema DIY com uma bateria AGM de 31kWh que consegui quase de graça no local de testes de uma empresa que fechou
Em 2030, não me surpreenderia poder comprar um inversor/carregador da mesma capacidade por quase metade do preço e com alguns pontos percentuais a mais de eficiência. Hoje a eficiência máxima é de 95%, mas espero que 97–98% seja mais comum até lá
Provavelmente já há muitos produtos chineses baratos, mas isto é para backup conectado à rede elétrica e também precisa operar de forma isolada durante apagões, então tem que atender com segurança às Australian Standards
Vou colocá-lo embaixo da casa, então precisa ser seguro, e a Victron tem um bom histórico de uso nos setores marítimo e de trailers, o que me inspira confiança
Os dois números mais importantes a observar neste texto são os 200Wh/kg do LFP e os 160Wh/kg do íon de sódio
LFP e íon de sódio aparentemente não exigem refrigeração em larga escala por causa de problemas de incêndio por fuga térmica, como acontece com baterias de cobalto e níquel, portanto a densidade real do pack é melhor e a estrutura é mais simples
200Wh/kg correspondem, dependendo da eficiência, a um carro com autonomia de 300–400 milhas, talvez 500 milhas
160Wh/kg em íon de sódio correspondem a um carro de 200–300 milhas, talvez 400 milhas
Visto assim, a eletrificação do transporte de consumo ganha grande importância. A densidade do íon de sódio, se for escalada adequadamente, é uma tecnologia capaz de resolver o carro urbano para 4 a 5 bilhões de pessoas no mundo
A densidade das LFP sugere que, supondo uma boa infraestrutura de recarga, elas podem atender a mais 1 a 2 bilhões de pessoas que precisam de uma autonomia um pouco maior
Nos roadmaps de LFP e íons de sódio, é bem provável que ambas melhorem pelo menos 20% nos próximos 2 a 3 anos — no máximo em 5 anos
Se as químicas à base de enxofre, como lítio-enxofre e sódio-enxofre, forem viabilizadas, a densidade pode aumentar de 2 a 3 vezes em 10 a 15 anos
No geral, é uma mudança muito revolucionária
Carregadores, inversores e estruturas físicas não seguirão a mesma curva de queda das baterias, mas a taxa de aprendizado é um fenômeno comum, então esses itens também estão ficando mais baratos
O artigo de 2018 “Estimating the learning curve of solar PV balance–of–system” estimou a taxa de aprendizado do BOS em 11%, em comparação com 20% para os módulos
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.016
Quero ter um backup de bateria de 5 a 20 kWh em casa, e tenho espaço para colocá-lo, mas liguei para uma instaladora local de energia solar/baterias e me disseram que é ilegal instalar em residências um backup de bateria carregado pela rede elétrica.
Moro em Minnesota.
Disseram até que, em uma instalação solar hipotética, eu não armazenaria a energia gerada; teria que vendê-la para a rede e, em troca, receber descontos nas contas do inverno no futuro. Parece um negócio bem ruim.
Moro em Kyiv, na Ucrânia; a Rússia destruiu muitas usinas, e as usinas nucleares estão em manutenção e reabastecimento de combustível, então hoje em dia a energia não fica disponível nem 10 horas por dia.
Na África do Sul, há apagões rotativos intermitentes desde 2008, e está virando algo bastante padrão em casas de classe média ter inversores com bateria e, opcionalmente, energia solar.
O problema é que, quando termina o período de apagão rotativo, muitas baterias começam a carregar ao mesmo tempo. Especialmente à noite.
Há também o problema de não conseguir aproveitar totalmente a bateria por causa dos apagões rotativos. Idealmente, você carregaria a bateria com energia solar durante o dia e a usaria quase toda durante a noite, mas, como os apagões são irregulares, é preciso configurá-la para não descarregar demais.
Ela pode alimentar a casa durante quedas de energia e, claro, pode ser carregada por energia solar ou pela rede.
Um fornecedor é este: https://www.sunrun.com/ev-charging/ford-f150-lightning
Tenho certeza de que UPSs são usados em Minnesota.
Como leigo, a primeira coisa que me veio à cabeça ao ver o título foi: “quão seguras elas podem ficar?”
Se chamarmos RESCI de risco de explosão, surto, combustão e inalação, há métricas difíceis de estimar ao avaliar um produto.
Coisas como o aumento de RESCI ao comprar dos 25% vendedores mais baratos, o aumento ao pegar produtos de um lote que não deveria ter passado pela garantia de qualidade, o aumento ao comprar no AliExpress ou em um site qualquer, o aumento ao derrubar, bater com um martelo, deixar ao sol ou expor a um surto de energia, e o aumento por viver em um bairro densamente povoado onde as pessoas compram os 25% produtos mais baratos do AliExpress e às vezes os derrubam ou dão pancadas neles.
O Ocidente tem uma experiência relativamente longa com serviço elétrico residencial, mas, por vários critérios, ele ainda é muito mais perigoso do que gostaríamos.
Parece ser um problema principalmente em sistemas à base de lítio; os à base de ferro ou sódio são muito mais seguros.
Em compensação, a densidade energética é menor, mas é uma troca razoável, e a vida útil em ciclos de carga/descarga também tende a ser muito maior — possivelmente chegando a dezenas de milhares de ciclos, não apenas a cerca de mil.
No trecho “partindo de 2410 GWh em 2023 e crescendo 59% ao ano, chega-se a 61,917 GWh em 2030. Isso significa quase exatamente 8 duplicações até 2030”, há um erro de ordem de grandeza.
Isso é um aumento de cerca de 26 vezes. Para 8 duplicações, seria necessário um aumento de 256 vezes.
Qualquer um pode cometer um erro simples de cálculo, mas deveria ser bastante óbvio que 7 anos de crescimento anual de 60% não podem chegar perto de 8 anos de crescimento anual de 100%.
Especialmente vindo de um autor que, na primeira página do texto, se gaba de seu histórico em inferir crescimento exponencial.
O motivo pelo qual isso não é mera implicância é que esse resultado incorreto é usado depois como base para estimativas de redução de custos.
Partindo de 2410 GWh e compondo 59% ao ano, dá 61.915 GWh, ou cerca de 61,915 TWh.
Então talvez o autor quisesse escrever TWh, não GWh.
Ainda assim, não chega nem perto de 8 duplicações. Isso levaria 12 anos, ou seja, por volta de 2035. 1,59^12 = 261 vezes.
Gosto muito de textos que mostram o próprio processo de argumentação, porque assim dá para verificar as conclusões com fontes externas, e achei isso positivo.
Na Califórnia, um fator que ajudou o crescimento da energia solar, além dos subsídios, foi a conexão à rede, que permitia não ter que gerenciar diretamente a tecnologia de baterias.
No começo havia um esquema tarifário efetivo de trocar watts por watts, mas, quando as concessionárias perceberam que a redução nos lucros com a venda de eletricidade afetava sua capacidade de manter a infraestrutura e de pagar indenizações judiciais por explodir cidades e incendiar florestas, fizeram a CPUC mudar para um modelo que transforma proprietários de casas com energia solar em meeiros das concessionárias.
Se há um lado positivo, é que isso está reacendendo o interesse em ficar 100% fora da rede. Isso elimina a alavanca das concessionárias e devolve o controle de preços ao mercado e aos consumidores.
O interessante é que agora começam a surgir relatos de que as concessionárias querem usar os sistemas elétricos “da casa inteira” de consumidores e prédios comerciais como backup da rede em emergências de pico de demanda, e querem tornar obrigatória a conexão à rede mesmo quando ela não é necessária.
Tenho escrito de boa-fé aos meus representantes, recusando-me a aceitar que a CPUC determine por quanto eu devo revender energia para manter a rede em emergências e reservando-me o direito de cobrar o que o mercado puder suportar.
Em termos de disfunção, é bem ao estilo do Texas, mas o objetivo é acelerar a adoção de redes elétricas domésticas sem carbono, e expulsar as concessionárias tradicionais também ajuda nesse objetivo.
As baterias são centrais para isso e, se o autor estiver certo e pudermos chegar a baterias de US$ 1/kWh até 2030, fico feliz por talvez viver para ver isso.
[1] Pareço amargo? Por que você acharia isso :-)
Gostaria de ouvir previsões vindas de engenheiros, cientistas e responsáveis por operações do setor
Este texto até pensa bastante sobre baterias, mas parece escrito por um especialista de poltrona, distante do trabalho de realmente construir o futuro que descreve
Há momentos em que os detalhes técnicos importam, e a tendência prevista de escala não é inevitável
Mesmo assim, a tese central é razoável
Mesmo que o autor não seja um especialista técnico profundo, ainda pode acertar a função exponencial e extrapolar corretamente
O crescimento exponencial para em algum momento, mas isso por si só não é motivo para achar que vai parar este ano
As contas de guardanapo sobre sódio e custos de baterias parecem pelo menos plausíveis, então vale analisá-las a sério em vez de descartá-las só porque o autor não é engenheiro
O autor traçava como a velocidade da humanidade havia aumentado ao longo de 10 mil a 20 mil anos, e via a domesticação do cavalo, os navios clipper, as locomotivas a vapor, os automóveis, os aviões e os foguetes como etapas que elevaram essa velocidade
Se considerarmos que isso foi logo depois de Gagarin, a humanidade tinha chegado a 5 milhas por segundo
Enquanto entre a corrida a pé e a domesticação do cavalo se passaram milhares de anos, dos irmãos Wright até Gagarin foram só cerca de 60 anos; então ele dizia que a aceleração estava acelerando, e extrapolando parecia óbvio que por volta de 2000 ultrapassaríamos a velocidade da luz com algo como um motor de dobra
Claro que o recorde atual de velocidade é de cerca de 7 milhas por segundo, de 1968, e nem isso voltou a ser alcançado desde 1972. É o limite da extrapolação
Isso já aconteceu antes. Os primeiros cientistas da computação não imaginaram os dispositivos que hoje carregamos no bolso todos os dias sem nem pensar. Foi há apenas uma geração; para alguém com metade da minha idade, foram duas gerações
Pessoalmente, acho que o tema deste século será tornar a energia barata e sustentável absurdamente abundante, a ponto de nos perguntarmos o que diabos fazíamos antes e como conseguíamos sobreviver
Há avanços tecnológicos demais convergindo nessa direção; isso vai acontecer, e a questão é “quando”, não “se”
O cronograma é incerto, mas não tão incerto assim. O autor está extrapolando algumas tendências em uma janela de tempo bastante curta, e pode estar errado. Mesmo que erre por um fator de 5, ainda aconteceria dentro de um prazo razoável
Também não acho provável que ele erre por uma margem tão grande. Em 2030–2035, motores a combustão interna e combustíveis fósseis estarão acabados
Será loucura não usar elétrons muito baratos armazenados em baterias muito baratas. A $50 por kWh, não há muito o que pensar; a $5/kWh, usar outra coisa será totalmente anormal. Isso é “só” uma melhoria de 10 vezes
Parece ingênuo supor que toda inovação pare em 2024 e que não haja progresso tecnológico depois disso. Há iniciativas demais bem financiadas e com aparência de que vão dar resultado
O ponto de vista oposto é que o progresso é praticamente dado como certo; mesmo que algumas coisas desacelerem, outras que ainda nem imaginamos podem preencher as lacunas
Daqui até 2030 é possível fazer algumas estimativas informadas, e o que o autor faz está perto disso
Energia limpa e barata é transformadora. A maioria dos grandes problemas atuais é, direta ou indiretamente, limitada por energia
Tornar a energia barata importa. Uma melhoria de 2 vezes já é boa, 10 vezes é ainda melhor, e talvez vejamos 100 vezes em algumas décadas. Qualquer ponto nesse intervalo é transformador; acima disso é difícil imaginar, mas não impossível
Talvez um dia consigamos fusão nuclear, e talvez ela fique barata
Mas já temos uma ótima usina de fusão nuclear em órbita, o Sol, enviando para cá várias ordens de grandeza mais energia do que realmente precisamos
Estamos aprendendo a colhê-la com painéis solares, e plantas e árvores já pegaram o jeito há muito tempo
Este texto fala de usar baterias para armazenamento, e quando as duas coisas se combinam o quadro fica bonito
O ponto central das baterias de íon-sódio é não haver materiais raros ou especiais. Os materiais são baratos e pouco propensos a se esgotar
De quantos TWh de baterias precisaremos? Podem ser dezenas, centenas ou milhares de TWh. O uso atual de eletricidade é de cerca de 25 PWh por ano, e esse número vai crescer
O que poderíamos fazer se tivéssemos uma bateria de 25.000 TWh? A produção anual em breve passará de 1 TWh, e a maioria dessas baterias dura décadas
Uma bateria carregada de 25 PWh é uma quantidade enorme de energia, e em algumas décadas poderemos ter algo assim à nossa volta
Com base nas taxas atuais de crescimento e de aprendizagem, ele prevê que as células de bateria chegarão a $8/kWh em 2030. Impressionante
Ele diz que multiplicar por 1,59 ao ano durante 7 anos leva a um aumento de 25 vezes no total de baterias; na verdade são necessários 8 anos, mas dá para relevar
Só que ele chama isso de 8 dobramentos, e 8 dobramentos são um aumento de 256 vezes
Mesmo com crescimento anual de 100%, levaria 9 anos; com crescimento anual de 59%, levaria cerca de 13 anos para chegar a 256 vezes
A redução de custos também parece ter um erro de uma etapa. Se a cada duplicação há queda de 25%, são necessárias 9 duplicações para chegar a 10% do preço atual
Portanto, para chegar a $8, seria preciso acrescentar mais 1 ou 2 anos
Ainda assim, é interessante que possamos chegar a $8/kWh por volta de 2040, especialmente porque as baterias de sódio parecem fisicamente capazes de ficar tão baratas e de viabilizar armazenamento de rede para vários dias
Mesmo em 2030, aceitando a afirmação do autor de $80/kWh em 2023, seria possível chegar a uma queda de quase dois terços no preço, ou seja, $28/kWh
Estou usando 4 células LiFePO4 de 230 Ah em configuração de 12 V para manter durante a noite um blog alimentado por energia solar
Também rodo por várias horas um ambiente de computador de 90 W por meio de um inversor
Gostaria que as pessoas tivessem uma noção melhor de como essas células ficaram baratas e de como é realista montar seu próprio sistema de armazenamento em baterias
Atualmente uso um plano de eletricidade variável para o dia seguinte/dia anterior, com tarifas que mudam a cada hora
Em alguns dias há várias horas em que recebo dinheiro por consumir eletricidade, e é impressionante ver como há abundância de energia eólica e solar
Brincar com a API da Tiber e Python, carregando um pouco a bateria nos horários baratos mas deixando espaço para a entrada de energia solar, é realmente divertido
O custo de uma bateria de íon-lítio de 50 Ah está caindo e se aproximando de um nível em que pode competir com as baterias de chumbo-ácido dos carros com motor a combustão interna
As montadoras podem projetar um sistema que aqueça a bateria até uma temperatura em que ela possa ser carregada após a partida, mas isso não é tão simples quanto simplesmente instalar uma bateria de chumbo-ácido
Não sei quão fácil seria projetar uma bateria LiFePO4 adequada para esse uso
Entendo por que usam 12 V, mas não sei por que não usam uma bateria de lítio de 12 V
Mas baterias de lítio não podem ser recicladas, e dizer que “estamos quase lá” ou que “o futuro é promissor” volta a soar como “mover-se rápido e quebrar coisas”