- A Califórnia vem escapando do risco de apagões no verão nos últimos anos ao construir instalações de armazenamento de energia por baterias em larga escala
- Esse sistema armazena a eletricidade produzida pela geração solar e a fornece após o pôr do sol, aumentando a estabilidade da rede elétrica
- Desde 2020, a capacidade de armazenamento em baterias cresceu de 500 MW para 15.700 MW, um aumento de mais de 3.000%, tornando-se um elemento central da confiabilidade da rede
- Ainda permanecem desafios como as limitações das baterias de íons de lítio, risco de incêndio e atrasos no licenciamento, mas no longo prazo elas surgem como uma alternativa econômica para substituir usinas a gás
- Essa mudança é vista como um ponto de inflexão importante para atingir a meta de neutralidade de carbono até 2045 e fortalecer a indústria de energia limpa nos EUA
Mudanças na rede elétrica da Califórnia e contexto
- Durante décadas, na Califórnia, os apagões rotativos (rolling blackout) e os pedidos de economia de energia no verão eram algo corriqueiro
- Porém, desde 2022, nenhum Flex Alert (alerta de economia de energia) foi emitido
- Especialistas avaliam essa mudança como resultado do fortalecimento da rede e da ampliação dos investimentos em energia limpa
- Em especial, os sistemas de armazenamento de energia por baterias (BESS) desempenharam papel central
Crescimento acelerado do armazenamento em baterias e seus efeitos
- A capacidade de armazenamento em baterias passou de 500 MW em 2020 para mais de 15.700 MW atualmente, um aumento de 3.000%
- No fim da tarde, quando a geração solar diminui, a energia armazenada é fornecida para aliviar o pico de demanda
- Elliot Mainzer, CEO da CAISO (operadora da rede elétrica da Califórnia), avaliou que as “instalações de baterias que cresceram rapidamente desde 2020 mudaram o jogo da confiabilidade elétrica no verão”
- Após os apagões provocados pela onda de calor recorde de 2020, o governo estadual adicionou mais de 26.000 MW de nova geração e armazenamento
- Desde então, não houve novos apagões rotativos
Armazenamento em baterias e metas climáticas
- As baterias foram designadas como tecnologia central para atingir a meta de neutralidade de carbono da Califórnia em 2045
- Sistemas de armazenamento combinados com solar reduzem drasticamente a dependência de usinas movidas a combustíveis fósseis
- Maia Leroy, da Lumenergy, explicou que “as baterias compensaram a queda de eficiência das usinas a gás no verão”, permitindo um fornecimento estável de energia
Limites técnicos e baterias de próxima geração
- As baterias de íons de lítio hoje mais usadas têm capacidade de 4 a 6 horas; isso basta para o pico após o pôr do sol, mas há limitações para armazenamento de longa duração
- Nikhil Kumar, da GridLab, mencionou o surgimento de tecnologias de armazenamento de longa duração como baterias iron-air e flow
- Elas ainda têm custo elevado e grande volume, mas, segundo relatório recente, estão se aproximando do custo de construção de usinas a gás
- Kumar enfatizou: “As baterias vão ficar mais baratas, e o gás não”
Política federal e comparação entre estados
- O governo Trump promoveu uma política energética centrada em carvão e gás, abrindo 13 milhões de acres de terras federais para mineração de carvão
- Porém, em coletiva de imprensa, o crescimento do armazenamento em baterias não foi mencionado
- Em contraste, o ERCOT do Texas opera mais de 14.000 MW em instalações de baterias, disputando a liderança com a Califórnia
- Ao mesmo tempo, o governo Trump também promoveu o fortalecimento da fabricação doméstica de baterias, anunciando um plano de tarifa de 100% sobre baterias chinesas
Expansão da fabricação de baterias nos EUA
- A Sparkz, de Sacramento, produz baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP) sem uso de níquel e cobalto
- Sua cadeia de suprimentos é totalmente baseada nos EUA, o que garante benefícios de crédito tributário para energia limpa nacional
- Seus principais clientes são data centers e concessionárias de energia
- O CEO Sanjiv Malhotra afirmou que o fortalecimento da rede elétrica da Califórnia aconteceu graças ao armazenamento em baterias e que esse também é o motivo do desaparecimento dos Flex Alert desde 2022
Melhoria da infraestrutura e desafios de licenciamento
- A rede elétrica da Califórnia tem infraestrutura envelhecida com mais de 100 anos, estruturada em torno da geração a gás
- Especialistas apontam a necessidade de grandes upgrades e reformas institucionais
- Os longos processos de revisão ambiental causam atrasos no licenciamento de projetos
- Para melhorar isso, foi introduzido um sistema de licenciamento acelerado, com aprovação rápida do Darden Clean Energy Project, no condado de Fresno
- O projeto pode fornecer 4 horas de eletricidade para 850 mil residências
Questões de segurança e incêndios
- Em janeiro de 2025, o incêndio no armazenamento de baterias de Moss Landing, no condado de Monterey, queimou 100 mil baterias de íons de lítio
- Não era possível apagar o fogo com água, e foi detectada contaminação por metais pesados como níquel, cobalto e manganês em um raio de várias milhas
- Leroy, da Lumenergy, enfatizou que “grandes tecnologias sempre trazem riscos, e é preciso combinar diferentes tecnologias de armazenamento”
- Outras fontes de energia, como petróleo e carvão, também causam poluição do ar e riscos à saúde
Situação atual da transição para energia limpa
- A Califórnia pretende encerrar totalmente a geração a carvão até novembro de 2025
- Em 2024, 60% da eletricidade do estado foi gerada por fontes renováveis (segundo a U.S. Energy Information Administration)
- No primeiro semestre de 2025, a rede operou em média 7 horas por dia com 100% de energia limpa
- Kumar, da GridLab, avaliou que “é possível operar de forma estável apenas com energia limpa e backup a gás, e o Flex Alert deixou de ser necessário”
Avaliação geral
- A expansão do armazenamento em baterias na Califórnia é um caso que fortaleceu ao mesmo tempo a estabilidade da rede, a resposta climática e a competitividade industrial
- Os próximos desafios são a comercialização de tecnologias de armazenamento de longa duração, a garantia de segurança e a modernização da infraestrutura
- Ainda assim, os resultados até aqui vêm atraindo atenção dentro e fora dos EUA como um modelo prático de transição para energia limpa
1 comentários
Comentários do Hacker News
O artigo diz que não houve pedido de economia de energia da Califórnia (Flex Alert) desde 2022, mas essa frase precisa ser vista junto com os dados meteorológicos
Naqueles anos, várias cidades importantes passaram por ondas de calor recordes ao mesmo tempo, e houve muitos casos de janelas fechadas e ar-condicionado ligado por causa da piora da qualidade do ar provocada pelos incêndios florestais
O título do artigo diz que “acabou a era dos apagões”, mas não menciona se depois disso houve situações semelhantes
Curiosamente, o slug original da URL era bem mais cauteloso:
california-made-it-through-another-summer-without-a-flex-alertA onda de calor do período do Dia do Trabalho em 2022 cobriu não só a Califórnia, mas todo o oeste, e a demanda de energia naquele momento bateu o recorde histórico de toda a rede elétrica do oeste (só foi superado em 2024)
Depois disso, em 2023~2024, a situação melhorou graças ao aumento da geração hidrelétrica
Os apagões continuam sendo uma ameaça comum, e agora a causa são os cortes de transmissão sob o pretexto de prevenir incêndios florestais
Seja por falta de oferta ou por má gestão, o resultado é o mesmo — quando falta eletricidade, dá raiva
A matriz elétrica da França continua sendo muito mais limpa do que a da Califórnia
Na França, a tarifa por kWh fica abaixo de 20 centavos, e com tarifa dinâmica pode cair até 12,32 centavos
Energia nuclear é o máximo
Por isso, a EDF registrou prejuízo de 18 bilhões de euros em 2023
Artigo do Le Monde
Mapa elétrico de Quebec
Claro, existe debate sobre se a hidrelétrica é realmente ‘renovável’
O EPR3 já está 7 vezes acima do orçamento e com 12 anos de atraso, e o programa EPR2 também está uma bagunça
Por causa da dívida pública, nem o financiamento conseguiu ser acertado
Nessa situação, despejar subsídios na indústria nuclear parece loucura
Isso me faz lembrar a frase de William Gibson: “o futuro já chegou, só não está distribuído de forma uniforme”
Esses painéis que capturam energia do céu podem ser produzidos em massa e já estão baratos o suficiente para serem instalados em poucos dias
Lembro dos apagões rotativos da época da manipulação do mercado de energia pela Enron
Mais recentemente, houve o incêndio em baterias de Moss Landing, perto de Monterey Bay
Parece que usar baterias de íon de sódio reduziria esse risco
Relatório da EPA
O mesmo vale para caldeiras a vapor, reatores nucleares, barragens e baterias
Diferentemente das instalações modernas, as baterias estavam agrupadas dentro de um prédio, um arranjo comum em áreas com forte restrição de espaço
Não dá para apagar, então é preciso deixar queimar tudo, e a fumaça chega até as fazendas
Num grande incêndio de baterias no Central Valley, a fumaça de lítio caiu sobre plantações de morango
Vídeo relacionado
Fico curioso por que baterias de íon de lítio não podem ser apagadas com água
Na prática, a quantidade de lítio é pequena, então queria saber se isso acontece por causa de outras reações químicas
Vi um post de dois dias atrás sobre baterias de íon de sódio
Elas parecem adequadas para armazenamento em grande escala e parecem ser uma tecnologia estratégica central da China
Mas quase não existem nos EUA, só projetos-piloto
É estranho ignorar isso ao discutir o futuro do armazenamento baseado em baterias
Se a viabilidade econômica fechar nos próximos 3~5 anos, a transição deve acontecer rapidamente
Me incomoda que, quando a imprensa fala de armazenamento de energia, mencione só potência (MW) e esqueça a capacidade (GWh)
Se são 15,7GW de armazenamento, fico me perguntando se isso significa 15,7GWh
Isso porque, para o operador da rede, o essencial é equilibrar imediatamente a potência de saída
Para superar o pico da ‘duck curve’, 4~6 horas de capacidade bastam
Fazendo as contas, a estimativa dá algo como 63GWh de capacidade de armazenamento
Veja a explicação no Physics StackExchange
As concessionárias de energia da Califórnia estão implementando tarifas variáveis por horário
Consumidores com baterias conseguem economizar na conta, mas isso ainda não se aplica ao Net Metering
Link do plano tarifário da PG&E
Hoje houve apagão de verdade onde moro, em San Francisco, então é irônico ler esse artigo
Mesmo que a eletricidade seja fornecida com 99,999% de confiabilidade, isso não adianta se custa 61 centavos por kWh
Tabela tarifária da PG&E
Se você mora numa região montanhosa, de qualquer forma precisa ter sua própria bateria ou gerador
Se você pretende morar nas Santa Cruz Mountains, como eu, a resposta é ir off-grid
É literalmente a poucas quadras de distância, mas custa menos da metade
Tabela tarifária da SVP
A frase “capacidade de armazenamento em baterias de 15.000MW” é confusa, porque parece que quer dizer MWh
Afinal, watt não inclui conceito de tempo
“aumentou de 500MW em 2020 para 13.000MW em 2024”
Relatório da CAISO
Na rede elétrica, o que importa é a capacidade de potência disponível imediatamente
A maioria das pessoas entende tarifas e consumo em Wh
Os clientes recebem cobrança em kWh
Os jornalistas não entendem bem essa diferença e acabam cometendo o erro de expressar armazenamento em watts
Em geral, dá para converter multiplicando por cerca de 4 horas e obter o valor em Wh