A saturação dos mercados de resposta de frequência faz com que o Mecanismo de Balanço esteja rapidamente ganhando importância para o armazenamento de energia em baterias. No entanto, a baixa utilização e as taxas de rejeição relativamente altas têm limitado o potencial das baterias nesse serviço. O National Grid ESO está buscando ativamente melhorar essa situação – por meio de sua futura Open Balancing Platform.

Mas mesmo que as baterias sejam acionadas com mais frequência no Mecanismo de Balanço, qual é a real profundidade desse mercado? E, com a previsão de crescimento significativo da capacidade de baterias, existe risco de saturação?

Existem várias formas de calcular a profundidade do Mecanismo de Balanço. Neste artigo, exploramos uma delas – a quantidade de energia despachada tanto em Bids quanto em Offers.

O Mecanismo de Balanço despacha em média 3 GW de potência continuamente

A sala de controle despacha Bids e Offers continuamente ao longo do dia. A energia necessária em cada momento, assim como sua direção, é volátil – e depende das condições do sistema. Em um período suficientemente longo, essa volatilidade tende a se equilibrar.

Nos últimos doze meses, a sala de controle despachou uma média de 71 GWh de energia por dia através do Mecanismo de Balanço, considerando tanto Bids quanto Offers.

Em termos de potência, isso equivale a 1,5 GW de potência sendo despachados continuamente em cada direção (ou seja, 3 GW no total).

Ações sinalizadas pelo sistema representaram 39% da energia despachada pelo Mecanismo de Balanço nos últimos 12 meses. No entanto, essas ações não estão amplamente disponíveis para todas as baterias, por razões técnicas e/ou de localização. Hoje, ações sinalizadas pelo sistema para baterias são raras (com a bateria Whitelee co-localizada sendo uma exceção).

Analisando apenas as ações não sinalizadas pelo sistema, pouco menos de 2 GW estão sendo despachados continuamente em ambas as direções.

O armazenamento em baterias atualmente disputa apenas uma fração desse volume

Dentro das ações não sinalizadas pelo sistema, existem outras limitações enfrentadas pelas baterias. Por exemplo, no momento, baterias no Mecanismo de Balanço estão efetivamente limitadas a despachos de 15 minutos ou menos. Você pode ler mais sobre isso aqui.

Essa limitação significa, na prática, que as baterias atualmente conseguem disputar apenas 24% do volume não sinalizado pelo sistema no Mecanismo de Balanço.

Isso resulta em uma média de pouco menos de 11 GWh de energia despachada diariamente por essas baterias. O que equivale a uma necessidade contínua de 440 MW de potência, em ambas as direções.

A frota de baterias ainda tem um longo caminho até conseguir preencher esse volume no Mecanismo de Balanço

A capacidade total de armazenamento em baterias na Grã-Bretanha é atualmente de 2,9 GW / 3,5 GWh. Os 2,9 GW de capacidade são muito superiores aos 440 MW exigidos pelo Mecanismo de Balanço. Porém, a exigência de energia contínua faz com que o armazenamento em baterias ainda esteja distante de suprir todo esse volume.

10,5 GWh de energia despachada diariamente exigiriam mais de 5 GW de baterias de uma hora para ciclar duas vezes ao dia – para fornecer integralmente essa parcela das ações do Mecanismo de Balanço.

Portanto, mesmo que o National Grid ESO consiga melhorar a utilização das baterias no Mecanismo de Balanço, ainda há muito espaço para crescimento antes que as baterias preencham toda essa demanda.

Mas quais tecnologias atualmente suprem essas ações? E o que seria necessário para que as baterias as substituíssem?

O armazenamento em baterias precisa superar as CCGTs e o armazenamento por bombeamento

Atualmente, as Turbinas a Gás de Ciclo Combinado (CCGTs) dominam grande parte do Mecanismo de Balanço – e isso permanece verdadeiro mesmo ao considerarmos apenas as ações pelas quais as baterias podem competir (ações não sinalizadas pelo sistema, de 15 minutos ou menos). O armazenamento por bombeamento também é responsável por uma parcela significativa desse volume.

• As CCGTs forneceram 72% desse volume nos últimos doze meses.
• O armazenamento por bombeamento respondeu por mais 18%.

Para que as baterias aumentem sua participação de mercado no Mecanismo de Balanço, elas precisarão superar essas duas tecnologias.

Em última análise, isso exigirá que o armazenamento em baterias ofereça preços mais vantajosos à sala de controle. Atualmente, as baterias se posicionam em termos de preço entre as CCGTs e o armazenamento por bombeamento.

• O armazenamento por bombeamento recebe um prêmio tanto para Bids quanto para Offers, em comparação com baterias e CCGTs.
• Baterias e CCGTs tendem a receber preços semelhantes – embora as baterias tenham um pequeno prêmio em média.
• No geral, os preços no Mecanismo de Balanço têm caído nos últimos doze meses, acompanhando a queda dos preços do gás. Os spreads entre Bid e Offer também diminuíram nesse período.

Melhorias na sala de controle devem permitir que o armazenamento em baterias comece a substituir o armazenamento por bombeamento

O armazenamento por bombeamento despacha, em média, 2 GWh de energia por dia nessa parcela potencialmente favorável às baterias do Mecanismo de Balanço. Isso é cerca de seis vezes o volume despachado por baterias em agosto. E esse volume de armazenamento por bombeamento é, na maioria das vezes, despachado a preços mais altos do que os recebidos pelas baterias.

Isso provavelmente se deve a razões técnicas. O armazenamento por bombeamento oferece uma resposta rápida semelhante à das baterias – mas pode ser despachado em volumes muito maiores, o que atualmente facilita a operação pela sala de controle.

No entanto, se as taxas de rejeição para baterias puderem ser reduzidas, elas devem começar a superar o armazenamento por bombeamento nesse volume.

Deslocar as CCGTs exigirá preços mais competitivos

As CCGTs respondem por mais 7,5 GWh de energia despachada diariamente no Mecanismo de Balanço (novamente, considerando apenas ações não sinalizadas pelo sistema de 15 minutos ou menos).

Em média, nos últimos doze meses, as CCGTs receberam preços 6% menores que as baterias para Offers e 19% maiores para Bids. Como resultado, o spread de preços delas é 14% menor do que o atualmente recebido pelas baterias.

Para que o armazenamento em baterias supere as CCGTs nesse volume, será necessário oferecer preços mais competitivos. Isso pode significar receber 14% menos valor por ciclo no Mecanismo de Balanço.

Um volume de despacho muito maior está disponível para o armazenamento em baterias disputar no futuro

Se o armazenamento em baterias conseguir fornecer de forma eficiente despachos com duração superior a 15 minutos, isso abriria os 76% restantes da energia necessária para ações não sinalizadas pelo sistema. Isso representa uma média de 33 GWh de energia por dia, equivalente a 1,4 GW de potência contínua total entre Bids e Offers.

Para esse volume, as baterias competiriam principalmente com as CCGTs. Isso significa, novamente, que talvez seja necessário reduzir os spreads entre Bid e Offer para se manterem competitivas.

Ações sinalizadas pelo sistema representam a parcela restante do volume do Mecanismo de Balanço. Essas ações são menos consistentes, pois respondem a problemas específicos na rede. Isso significa que alguns dias (ou até meses) podem ter poucas ou nenhuma ação sinalizada pelo sistema.

Uma parcela significativa dos Bids sinalizados pelo sistema ocorre devido a restrições de vento na Escócia. A capacidade de armazenamento em baterias deve crescer significativamente na Escócia. Isso se baseia, em parte, na expectativa de que as baterias possam, no futuro, ajudar a reduzir o corte de vento armazenando essa energia.

A saturação do armazenamento em baterias no Mecanismo de Balanço ainda está distante – se as taxas de rejeição melhorarem

As baterias já mostraram que podem superar o armazenamento por bombeamento e as CCGTs em preço. A resposta de frequência firme era majoritariamente fornecida por essas tecnologias antes do aumento da capacidade de armazenamento em baterias. Com o tempo, as baterias tiraram ambas do mercado – e reduziram os preços.

Se o armazenamento em baterias for utilizado com sucesso em todo o seu potencial, não seria surpresa ver isso acontecer também no Mecanismo de Balanço. Mas, dado o enorme volume de energia atualmente despachado nesse mecanismo, isso dificilmente ocorrerá em breve.

Portanto, os números indicam que o Mecanismo de Balanço pode ser um mercado extremamente profundo para o armazenamento de energia em baterias. A expectativa é que se torne ainda mais profundo à medida que mais capacidade renovável entra em operação. No entanto, isso depende da capacidade do National Grid ESO de, de fato, reduzir as taxas de rejeição para baterias no Mecanismo de Balanço.

Nota: alguns números deste artigo foram corrigidos após a publicação.