A transição para fontes de energia renovável não é apenas impulsionada por imperativos ambientais, mas também por fatores económicos, pois os custos decrescentes das tecnologias solar e eólica tornaram estas opções cada vez mais competitivas. Apesar das suas vantagens ambientais e económicas, a intermitência e a variabilidade inerentes a estas fontes representam desafios importantes para a estabilidade da rede elétrica e a fiabilidade do fornecimento de energia. A natureza intermitente destas fontes exige soluções de armazenamento eficazes para garantir um fornecimento contínuo e fiável de energia. O armazenamento de energia aumenta a resiliência das redes, permite uma maior penetração de renováveis e dá aos consumidores maior controlo sobre o seu consumo energético.
Os sistemas de armazenamento de energia (SAE) emergiram como elementos essenciais para ultrapassar esses obstáculos, equilibrando oferta e procura, estabilizando as redes e capacitando os consumidores. O conceito de armazenamento evoluiu de sistemas simples de baterias para instalações complexas de vários megawatts que se integram nas redes elétricas e nos consumidores locais. A implementação estratégica destes sistemas influencia não só a operação técnica dos sistemas de energia, mas também os modelos económicos e as políticas públicas. Compreender as aplicações, tecnologias e diferenças entre os vários tipos de sistemas de armazenamento de energia renovável é fundamental para que os intervenientes possam otimizar os seus investimentos e estratégias.
Este artigo aborda as principais vantagens do armazenamento de energia, analisa as tecnologias mais avançadas e compara as caraterísticas operacionais e económicas das centrais fotovoltaicas de grande escala e dos sistemas descentralizados de autoconsumo. Este tem como objetivo fornecer uma compreensão holística do papel do armazenamento na aceleração da transição para um futuro energético sustentável.
VANTAGENS DO ARMAZENAMENTO DE ENERGIA RENOVÁVEL
Melhoria da Estabilidade da Rede e Serviços Auxiliares
Uma das funções principais do armazenamento de energia é contribuir para a estabilidade da rede, fornecendo serviços auxiliares como regulação de frequência, apoio à tensão e reservas rotativas. À medida que a penetração de renováveis aumenta, a rede enfrenta flutuações que podem comprometer a fiabilidade do sistema. Os SAE podem absorver o excesso de geração durante períodos de alta produção renovável e libertar energia em momentos de défice, suavizando as oscilações e mantendo a frequência da rede dentro de limites aceitáveis.
Gestão da Variabilidade e Redução de Excedentes
Fontes renováveis como a solar e a eólica são, por natureza, variáveis, produzindo frequentemente excedentes de energia durante determinados períodos (por exemplo, dias de sol intenso ou noites de vento forte). O armazenamento de energia permite aos operadores de rede e aos produtores limitar a produção excessiva, armazenando-a de forma eficiente e libertando-a quando necessária, reduzindo desperdícios e aumentando a eficiência global do sistema. Esta solução é especialmente valiosa em regiões com elevada capacidade renovável, onde problemas de congestão ou excesso de geração são comuns.
Redução de Picos de Procura e Nivelamento de Carga
A gestão de picos de procura consiste em armazenar energia durante períodos de baixa procura e libertá-la durante os períodos de maior consumo. Assim, diminui-se os custos operacionais e alivia-se a pressão sobre a infraestrutura da rede. Para os consumidores, especialmente empresas industriais e comerciais, isto traduz-se em redução das faturas de eletricidade e maior autonomia energética.
Facilitação da Integração de Renováveis e Flexibilidade de Mercado
Os sistemas de armazenamento funcionam como um buffer que permite uma maior integração de fontes renováveis, assegurando que as redes operem de forma fiável, apesar da imprevisibilidade inerente às fontes intermitentes. Assim, favorecem mecanismos de mercado como tarifas horárias, resposta à procura e mercados de capacidade.
Promoção de Energia Descentralizada e Micro-Redes
Em locais remotos ou sem ligação à rede, a combinação de armazenamento com geração renovável local cria micro-redes capazes de operar de forma autónoma, aumentando o acesso à energia, reforçando a resiliência e reduzindo a dependência de combustíveis importados.
Apoio à Infraestrutura de Carregamento de Veículos Elétricos (VE)
O crescimento dos VE oferece novas oportunidades de integração na rede. Os sistemas de armazenamento podem ajudar a gerir o aumento de carga, possibilitar serviços de veículo à rede (V2G) e otimizar os horários de carregamento para coincidir com períodos de elevada produção renovável.
TECNOLOGIAS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA RENOVÁVEL
Apesar das suas vantagens ambientais e económicas, a intermitência e a variabilidade inerentes a estas fontes representam desafios importantes para a estabilidade da rede elétrica e a fiabilidade do fornecimento de energia. A natureza intermitente destas fontes exige soluções de armazenamento eficazes para garantir um fornecimento contínuo e fiável de energia.
Sistemas de Armazenamento por Baterias (BESS)
Baterias de Iões-Lítio: São atualmente as mais utilizadas devido à sua elevada densidade de energia, eficiência superior a 90%, longa durabilidade (até 10 000 ciclos) e custos em contínua redução. São adequadas para uma vasta gama de aplicações, desde armazenamento residencial até de grande escala, sendo particularmente eficazes para necessidades de armazenamento de curto a médio prazo.
Baterias de Fluxo: Utilizam eletrólitos líquidos armazenados em tanques externos, permitindo maior escalabilidade e ciclos de vida prolongados (até 20 000 ciclos). São indicadas para aplicações de grande escala que requerem longos períodos de descarga. Aumentam a estabilidade da rede.
Novas Químicas: Tecnologias emergentes como baterias de sódio-enxofre ou zinco-ar oferecem potencial para aplicações específicas onde o custo e a sustentabilidade são fatores críticos.
Armazenamento Hidroelétrico por Bombas (PHS)
Tecnologia consolidada que envolve dois reservatórios em diferentes elevações. Durante períodos de excesso de geração renovável, a água é bombeada para o reservatório superior; em períodos de alta procura, ela é libertada através de turbinas para gerar eletricidade. Representa mais de 95% da capacidade mundial de armazenamento de energia e oferece eficiência elevada, em cerca de 70 a 80%, e grandes capacidades.
Armazenamento por Ar Comprimido (CAES)
Sistema onde o ar é comprimido em cavidades subterrâneas ou reservatórios. Quando necessário, o ar comprimido é expandido em turbinas para gerar energia. É adequado para armazenamento de longa duração e grande escala, especialmente em regiões com formações geológicas favoráveis.
Armazenamento Térmico
Energia armazenada sob forma de calor ou frio, podendo ser utilizada diretamente em aquecimento, arrefecimento ou convertida de volta em eletricidade. Os sais fundidos são amplamente utilizados em centrais de energia solar concentrada (CSP), permitindo a geração de eletricidade mesmo após o pôr-do-sol.
Supercondensadores e Armazenamento Magnético Supercondutor (SMES)
Superondensadores e SMES oferecem rápidas respostas, sendo ideais para estabilização de redes, regulação de frequência e gestão de qualidade de energia. Apesar de não serem indicados para armazenamento de longa duração, destacam-se em aplicações de alta potência.
COMPARAÇÃO ENTRE CENTRAIS FOTOVOLTAICAS E SISTEMAS DE AUTOCONSUMO
DESAFIOS E PERSPECTIVAS FUTURAS
Apesar do horizonte promissor, vários obstáculos dificultam uma implementação generalizada:
Custos Elevados: Embora em redução, os custos das baterias continuam a ser substanciais, especialmente para aplicações de grande escala.
Preocupações Ambientais: A produção e eliminação de baterias levantam questões ambientais e éticas.
Limitações Técnicas: A durabilidade, degradação e segurança das tecnologias de armazenamento requerem melhorias contínuas.
Integração em Larga Escala: O crescimento acelerado de empreendimentos em energia renovável de grande escala sem uma atualização correspondente na capacidade de armazenamento limita a fiabilidade dos sistemas.
Tecnologias Emergentes: A aposta em baterias de estado sólido, armazenamento térmico e sistemas híbridos promete elevar a capacidade de armazenamento, melhorar a eficiência e reduzir custos.
Resposta Rápida e Flexível: Sistemas de armazenamento devem evoluir para respostas mais rápidas, essenciais para o controlo de frequência e estabilidade do sistema.
Barreiras Regulatórias: As estruturas de mercado e as políticas precisam de ser adaptadas para incentivar a implantação de sistemas de armazenamento.
Olhando para o futuro, espera-se que inovações como baterias de estado sólido, baterias de segunda vida de veículos elétricos, sistemas híbridos de armazenamento que combinem diferentes tecnologias e algoritmos avançados de controlo melhorem o desempenho e reduzam os custos. Além disso, a integração de inteligência artificial e aprendizagem automática irá otimizar a gestão do armazenamento, a previsão e a operação dos sistemas.
O crescimento acelerado das energias renováveis, sem uma atualização correspondente das infraestruturas e do armazenamento, pode resultar em apagões descontrolados, como se verificou no dia 28 de abril de 2025 em Portugal e Espanha. Para mitigar esses riscos, é necessário investir na modernização da rede, em sistemas de armazenamento, numa melhor coordenação operacional e em políticas de gestão dos picos de produção de energia.
CONCLUSÃO
O armazenamento de energia é uma pedra angular para a integração sustentável das fontes de energia renováveis. Exemplo disso é o recente concurso público em Portugal, no valor de 100 milhões de euros, no âmbito do Plano de Recuperação e Resiliência (PRR), destinado ao financiamento de projetos de armazenamento de energia que permitirão a instalação de 500 megawatts até 2026.
O mercado de sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS) na Europa deverá crescer mais rapidamente nos próximos anos, embora ainda fique aquém dos níveis necessários. No cenário mais provável para 2025, prevê-se a instalação de 29,7 GWh de armazenamento em baterias na Europa, o que representa um crescimento anual de 36% em relação a 2024. Até 2029, as previsões apontam para um aumento em cerca de seis vezes, atingindo cerca de 120 GWh.
Olhando para o futuro, espera-se que inovações como baterias de estado sólido, baterias de segunda vida de veículos elétricos, sistemas híbridos de armazenamento que combinem diferentes tecnologias e algoritmos avançados de controlo melhorem o desempenho e reduzam os custos.
As aplicações do armazenamento de energia vão desde a estabilização e gestão de capacidade da rede até ao empoderamento dos consumidores através de soluções de autoconsumo. A diversidade de tecnologias de armazenamento oferece flexibilidade ajustada a projetos com diferentes dimensões e requisitos operacionais.
Compreender as diferenças entre as centrais fotovoltaicas de grande escala e os sistemas descentralizados de autoconsumo é fundamental para o desenho de estratégias energéticas eficientes. Ambas as abordagens, apoiadas pelos avanços tecnológicos no armazenamento, serão essenciais para alcançar um futuro energético resiliente e com baixas emissões de carbono.
A evolução contínua das tecnologias de armazenamento, aliada a políticas de suporte e mecanismos de mercado, irá acelerar a transição para sistemas energéticos mais limpos e sustentáveis em todo o mundo.
