Os mercados de energia de oportunidade (merchant) têm desempenhado um papel cada vez mais importante nas receitas dos sistemas de armazenamento de energia por bateria (BESS) nos últimos meses. Spreads recordes chamaram muita atenção (com razão). No entanto, em paralelo, as oportunidades no Mecanismo de Balanceamento (BM) vêm crescendo. Isso é evidenciado na Figura 1 (abaixo), que mostra as receitas anualizadas do BM para ativos BESS na Grã-Bretanha (GB) em 2021.
Com temores de saturação nos mercados ancilares, é natural questionar se o BM pode suportar uma frota crescente de BESS. Para responder a essa pergunta, neste artigo analisamos como uma classe de ativos semelhante, o armazenamento por bombeamento hidráulico, tem se comportado no BM – com foco especial na instalação de armazenamento da Usina de Dinorwig no norte do País de Gales.
Você pode assistir Imrith discutindo este tema com Neil no vídeo abaixo.
Dinorwig é um esquema hidrelétrico de armazenamento por bombeamento composto por seis turbinas, com capacidade de armazenamento de ~9,1 GWh. A potência instalada da instalação é de 1.800 MW, o que é 29,3% maior do que a capacidade total de BESS instalada (MW) no Reino Unido (em janeiro de 2021). Sendo o maior ativo de armazenamento participante do BM, analisaremos a atuação de Dinorwig no mercado para vislumbrar como isso pode se aplicar ao BESS no futuro e alguns dos desafios que o setor pode enfrentar pelo caminho.
Quanto Dinorwig é utilizado para balanceamento?
Primeiramente, vamos analisar se há volume suficiente no BM para acomodar toda a frota de BESS do Reino Unido. Um bom indicativo é o volume despachado por Dinorwig no BM em comparação com o volume que o BESS poderia fornecer atualmente.
Volume despachado
A Figura 2 (abaixo) mostra o volume estimado negociado (GWh) nos mercados merchant por Dinorwig durante 2021.
- Em média, Dinorwig exporta cerca de 1.013 GWh por mês nos mercados atacadistas. Para efeito de comparação, isso equivale a todos os ativos BESS do Reino Unido (1.515 MWh) ciclando vinte e duas vezes por dia (o que é impossível).
- O BM correspondeu a 1,78% do volume negociado por Dinorwig (considerando lances e ofertas combinados).
- Em média, Dinorwig despachou 23,93 GWh por mês via lances aceitos. Se toda a frota de BESS do Reino Unido ciclasse uma vez por dia durante um mês (em plena capacidade), isso seria cerca de 2x esse volume (45,45 GWh).
O volume negociado por Dinorwig no BM indica uma oportunidade para o BESS, caso consiga atender parte dessa demanda de balanceamento. No entanto, existem limitações práticas a serem consideradas – como ser aceito no BM, precificar lances/ofertas de forma competitiva e ser despachado por durações semelhantes às de Dinorwig.
Por que Dinorwig está sendo despachado?
Uma ‘flag’ de Operador do Sistema (SO) indica que uma aceitação foi sinalizada como ação para resolver desequilíbrio local no sistema de transmissão. Das 38.107 aceitações de lances/ofertas (BOAs) de Dinorwig, 0,32% receberam SO-flag.
A Figura 3 (abaixo) resume o volume total despachado por Dinorwig no BM durante 2021.
- BOAs sinalizadas como SO representaram 1,06% do volume negociado por Dinorwig (considerando lances e ofertas combinados).
- Portanto, em teoria, esses volumes estão acessíveis a qualquer ativo no sistema britânico.
Duração das ações de balanceamento
Considerando que Dinorwig possui capacidade de 9,1 GWh, há uma diferença clara de duração entre a instalação e a frota de BESS do Reino Unido. Dinorwig é uma instalação de armazenamento de ~5h de duração, enquanto a duração média de um ativo BESS britânico é de ~1,1h.
O Continuous Acceptance Duration Limit (CADL) é usado para sinalizar BOAs de curta duração (< 15 minutos). BOAs com tag CADL são um possível indicativo do tipo de volume despachado por Dinorwig no BM que o BESS poderia inicialmente disputar. Essas ações correspondem a 19% do volume total despachado por Dinorwig no BM, conforme destacado na Figura 4 (abaixo).
- Ações de balanceamento sinalizadas como CADL (70,69 GWh) representam uma fração do volume total (431,8 GWh) fornecido por Dinorwig no BM em 2021.
- Em média, Dinorwig despacha 101,1 MWh de ações CADL por dia via ofertas aceitas.
- Teoricamente, isso poderia ser atendido por toda a frota de BESS do Reino Unido em pouco mais de quatro minutos se fornecessem essa demanda de balanceamento em sua potência máxima.
Quando Dinorwig está sendo despachado?
A Figura 5a (abaixo) mostra o volume negociado por Dinorwig em cada período de liquidação em ambos os mercados atacadistas e o BM durante 2021. Destacando a estratégia tradicional de arbitragem em armazenamento, Dinorwig utiliza as flutuações diárias dos preços da energia para carregar e descarregar visando lucro. Basicamente, compram na baixa e vendem na alta.
A Figura 5b (abaixo) mostra o volume negociado por Dinorwig em cada período de liquidação apenas no BM durante 2021. A tendência do volume despachado ao longo dos períodos de liquidação é mais distribuída em comparação com a Figura 5a (acima). Ao considerar o BM como parte de um fluxo mais amplo de receitas para o BESS, isso pode indicar oportunidades em horários nos quais outros mercados não apresentam oportunidades.
Oportunidade de receita
A Figura 6 (abaixo) mostra as receitas mensais de Dinorwig nos mercados merchant e as receitas acumuladas no BM durante 2021.
Apesar do BM representar apenas 1,78% dos volumes negociados por Dinorwig nos mercados merchant, ele responde por 38% das receitas estimadas, totalizando £30.572/MW/ano.
Competindo em preços
O valor que Dinorwig consegue extrair do BM é promissor para proprietários e operadores que desejam traduzir isso em receitas futuras de BESS. No entanto, para alcançar receitas semelhantes, os ativos BESS precisarão igualar os níveis de preço de Dinorwig para disputar sua fatia.
Os preços médios de lances e ofertas aceitos por Dinorwig em 2021 foram de £15,78/MWh e £182,25/MWh, respectivamente. A Figura 7 (abaixo) mostra os preços médios diários aceitos (ponderados por volume) para Dinorwig versus a frota BESS do Reino Unido no BM em 2021.
- Quando o BESS é despachado no BM, geralmente é aceito a preços semelhantes aos de Dinorwig.
- No quarto trimestre de 2021, o volume de redução no BM para Dinorwig tendia a custar mais do que para o BESS.
O que tudo isso significa para o BESS?
Dinorwig serve como estudo de caso do tipo de valor do BM potencialmente disponível para o BESS. Em 2021, as receitas do BM de Dinorwig (£30.572/MW/ano) representaram 24,8% da média de receitas da frota BESS do Reino Unido, conforme mostrado na Figura 8 (abaixo). Isso destaca o potencial do BM ter papel mais relevante nas receitas futuras do BESS.
Das ações despachadas por Dinorwig no BM, 99,19% dos volumes não foram sinalizados como SO. Isso indica ampla oportunidade para qualquer ativo, independentemente de restrições de localização, que possa atender à mesma demanda de balanceamento. Atualmente, o BESS parece conseguir competir com os níveis de preço de Dinorwig. No entanto, o BESS negocia volumes muito menores no BM. Isso é evidenciado na Figura 9 (abaixo), que mostra o volume diário despachado (GWh) no BM para ativos BESS e Dinorwig (2021).
À medida que a concorrência em serviços de resposta de frequência aumenta, com contratos EFR próximos do fim e a descontinuação da Firm Frequency Response, a receita do BESS tende a depender mais de estratégias de arbitragem. Em 2021, o BM representou apenas uma pequena parcela (0,71%) das receitas do BESS no Reino Unido. No entanto, seu valor e importância podem aumentar em um futuro não tão distante.
