Por que o mundo precisa de baterias em escala de rede
Este artigo apresenta dez razões pelas quais os sistemas elétricos globais precisam de baterias, com base na pesquisa da Modo Energy nos Estados Unidos, Grã-Bretanha, Europa e Austrália.
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O sistema elétrico global chegou a um ponto de inflexão. Por 15 anos, a demanda por eletricidade em economias avançadas ficou estagnada. Esse período acabou.
A eletrificação está acelerando. Apenas os data centers responderão por quase metade do crescimento da demanda nos EUA nesta década. Some-se veículos elétricos e bombas de calor, e nos próximos três anos, a demanda mundial de eletricidade crescerá 3.500 TWh. O equivalente a adicionar um Japão por ano.
As renováveis estão crescendo para atender a essa demanda. A geração solar dobrou em três anos. Este ano, solar e eólica supriram todo o crescimento da demanda e ultrapassaram o carvão pela primeira vez.
Mas a rede não foi construída para isso. A geração solar atinge o pico ao meio-dia. A demanda atinge o pico à noite. O vento segue o clima, não o consumo.
Agora, mais do que nunca, o mundo precisa de flexibilidade. Resposta à demanda, carregamento inteligente, interconexões e energia limpa despachável vão ajudar a remodelar quando e onde a energia flui.
Mas nenhum é tão versátil quanto os sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS). Eles podem deslocar energia, estabilizar a rede e aliviar restrições de transmissão a partir de um único ativo que pode ser instalado em 1-2 anos.
1. Baterias deslocam energia renovável e reduzem o custo do sistema
À medida que as renováveis crescem, o descompasso entre quando a energia é produzida e quando é consumida cria dois problemas estruturais:
- Sobrecarga: quando a geração renovável inunda o sistema, fazendo os preços caírem a zero ou negativos.
- Escassez: quando a produção some, mas a demanda permanece alta e os preços disparam.
No CAISO, as baterias preenchem essa lacuna deslocando 5 GW da oferta do meio-dia para o pico da noite.
Quando as baterias descarregam durante a escassez, substituem a geração mais cara do sistema — geralmente termelétricas a gás.
No NEM da Austrália, baterias descarregaram durante picos de preço à noite, em 12 de junho. Mas após duas horas, a maioria dos sistemas ficou sem carga. As térmicas a gás assumiram, levando os preços ao teto de mercado de $17.500/MWh.
Com o crescimento das frotas de baterias e aumento da duração, o armazenamento elimina as horas de escassez em que o gás definiria o preço.
2. Baterias absorvem rampas solares acentuadas
Alta penetração solar cria rampas acentuadas que exigem flexibilidade rápida. O famoso problema da “curva do pato”.
No CAISO da Califórnia, a rampa da noite é um dos principais desafios do sistema. A carga líquida sobe 15–20 GW nas três horas entre o pico solar e o pico da noite.
A maioria das térmicas aumenta a carga lentamente e não consegue operar abaixo de 40% sem desligar totalmente.
Baterias atingem potência máxima em menos de um segundo e podem inverter a direção instantaneamente, tornando-as mais eficazes para acompanhar rampas solares diárias.
Mercados eólicos enfrentam oscilações semelhantes, porém menos previsíveis. Com ventos fortes, turbinas desligam e a produção pode cair a zero.
3. Baterias corrigem erros de previsão em tempo real
A maioria dos mercados de energia equilibra oferta e demanda no mercado do dia anterior. Mas previsões de vento e solar frequentemente erram 5–10% entre o dia anterior e a entrega em tempo real. Com o crescimento das renováveis, esses erros se tornam grandes em termos absolutos.
Para a frota solar de 20 GW da Grã-Bretanha, um erro de 10% significa um déficit ou excedente de 2 GW no Balancing Mechanism.
Baterias oferecem flexibilidade intradiária que mantém o sistema equilibrado à medida que as previsões se atualizam ao longo do dia.
4. Baterias aliviam congestionamentos onde mais é necessário
A rede foi construída para transportar energia de poucas grandes térmicas para centros de consumo. Mas vento e solar se conectam onde há mais recurso, muitas vezes longe da carga.
A oferta mudou. A rede não. O resultado são restrições e cortes de geração.
Na Alemanha, redispatch e cortes superam 9,4 TWh por ano, com custos em torno de €400/MWh. Grande parte desse valor é gasto para gerenciar fluxos em corredores de transmissão norte–sul congestionados.
O redispatch com baterias é dois terços mais barato.
O BESS alivia essas restrições carregando atrás dos limites congestionados e descarregando quando há capacidade, adiando reforços de transmissão que podem levar uma década ou mais.
Dois mecanismos de mercado sinalizam onde a flexibilidade é necessária:
Tarifas dinâmicas de rede recompensam baterias que aliviam congestionamentos
Pelas tarifas TURPE 7 da França, baterias podem ganhar bônus de até €69/MWh por aliviar congestionamentos em horários de pico solar.
Um sistema de duas horas pode ganhar €12.000/MW/ano em tarifas dinâmicas, recompensando a flexibilidade onde a rede é mais restrita.
Preços locacionais recompensam flexibilidade em áreas restritas
Nos EUA, mercados como ERCOT e PJM precificam energia em milhares de nós individuais. Quando há restrição local, os preços nesses nós divergem da região.
Russek Street, entre um parque eólico de 600 MW e uma restrição frequente, vê spreads 2,5× maiores em 2 horas.
O mercado atacadista da Itália é dividido em sete zonas de preço. As zonas do sul, onde a geração solar e o corte são maiores, apresentam spreads até 34% maiores.
Baterias podem ganhar mais onde a rede está mais apertada, e esses sinais locacionais ficam mais fortes com o aumento das renováveis regionais.
5. Baterias estabilizam a frequência em segundos
Resposta de frequência
Quando um grande gerador desarma, a frequência da rede cai. Baterias injetam ou absorvem energia para estabilizar o sistema antes que o desequilíbrio se espalhe. Na Europa, o serviço primário de resposta de frequência (FCR) ativa em até 2 segundos.
A Alemanha adquire apenas 600 MW de FCR. Os serviços equivalentes no Reino Unido (Dynamic Containment, Moderation e Regulation) somam cerca de 1,5 GW.
Esses mercados são lucrativos, mas rasos.
Em 2023, as receitas de resposta de frequência no Reino Unido caíram 73% à medida que a capacidade BESS superou a demanda. A mesma dinâmica ocorrerá em outros lugares conforme a frota de baterias cresce.
Serviços de reserva
Serviços de reserva restauram a frequência após a resposta inicial, entregando energia sustentada por minutos, não segundos.
Na Europa, a Reserva Automática de Restauração de Frequência (aFRR) atinge potência total em até 5 minutos. No Reino Unido, Quick Reserve e Balancing Reserve cumprem funções equivalentes.
Baterias otimizam entre esses serviços e o mercado atacadista, usando a energia do sistema de forma mais eficiente. No Reino Unido, Quick Reserve representa 7-17% das receitas de baterias.
6. Baterias oferecem robustez ao sistema à medida que térmicas se aposentam
Serviços de inércia: inversores grid-forming resistem a oscilações de frequência
Com a aposentadoria de geradores síncronos, as redes perdem inércia: o amortecedor cinético que suaviza mudanças de frequência após falhas.
Com menos inércia, desvios de frequência ficam mais bruscos.
Baterias com inversores grid-forming podem fornecer inércia sintética, injetando energia sem queimar combustível.
A oportunidade é maior do que a resposta de frequência. A Alemanha precisará de capacidade grid-forming equivalente a 30 GW em baterias até 2027, subindo para 72 GW até 2037 com a expansão das renováveis.
Apoio de tensão: BESS gerencia potência reativa com renováveis
Renováveis causam flutuações de tensão maiores, antes absorvidas por geradores síncronos.
- Solar eleva tensões ao meio-dia.
- Regiões eólicas sofrem quedas de tensão em linhas longas de transmissão.
Desde o apagão por tensão na Espanha em 2025, o país passou a despachar CCGTs só para controle de tensão.
O uso mensal de gás para tensão subiu de cerca de 125 GWh no início do ano para quase 500 GWh após o apagão, a custos de €150–200/MWh.
Baterias grid-forming podem fornecer potência reativa mesmo paradas. A partir de 2026, a Espanha pagará baterias por esse apoio, reduzindo o uso de térmicas só para robustez do sistema.
Black start: baterias restauram a energia após apagão
Após uma paralisação total, alguém precisa reiniciar o sistema. Vários países já testam restauração liderada por baterias, mas a Austrália está mais avançada. Pesquisas da CSIRO mostram que baterias grid-forming podem religar áreas maiores da rede com mais confiabilidade que térmicas. Com o fim do carvão e do gás, a Austrália precisará de cerca de 2 GW de baterias grid-forming até 2028 só para manter sua capacidade de reinício.
7. Colocação conjunta reduz riscos do investimento em renováveis
Com o crescimento da solar, a produção se concentra nas mesmas horas e as taxas de captura desabam. Isso é canibalização solar.
Na Espanha, o preço de captura em maio caiu de €13/MWh em 2024 para €2/MWh em 2025 e cerca de 23% da geração solar ocorreu em horas de preço negativo.
O armazenamento de baterias colocalizado muda o perfil de receitas. Combinar solar com sistema de 4 horas pode aumentar receitas em cerca de 85%.
O perfil mais estável e menos volátil reduz o risco de mercado. Projetos híbridos solar-armazenamento podem garantir contratos flexíveis de compra de energia (PPAs) com alavancagem maior que solar isolada, tornando projetos antes inviáveis em ativos financiáveis.
8. Baterias atrás do medidor evitam filas e remodelam a demanda
O armazenamento atrás do medidor atende diretamente a carga da instalação, evitando a fila de conexão à rede.
Data centers são a aplicação que mais cresce. A IA impulsiona a demanda, mas as redes não conseguem conectar novas cargas rápido o suficiente. No Texas, o ERCOT prevê 35 GW de nova demanda de data centers até 2035. A legislação estadual exige que grandes cargas acima de 75 MW supram sua própria energia.
A solução convencional são turbinas a gás, mas a produção mundial está esgotada até 2028.
A parceria de US$ 20 bilhões do Google com a Intersect Power mostra a alternativa: sites híbridos que combinam geração, armazenamento e carga em uma única conexão.
O mesmo modelo vale para outras grandes cargas: mineração, indústria e hubs de recarga de veículos elétricos avaliam armazenamento atrás do medidor para achatar a demanda e evitar gargalos na rede.
9. Baterias reduzem o custo da confiabilidade em mercados de capacidade
Mercados de capacidade pagam geradores para estarem disponíveis nos picos de demanda.
Baterias não cobrem secas eólicas de vários dias, isso exige armazenamento de longa duração ou geração firme. Mas reduzem a necessidade de capacidade firme e o custo de manter o suprimento em eventos de escassez.
Fatores de acreditação de capacidade no SPP dos EUA mostram como isso funciona na prática.
Baterias de oito horas recebem acreditação total no verão, quando o estresse vem de picos noturnos. No inverno, a acreditação é menor. Ondas de frio e calmarias elevam a carga por 12 horas ou mais, além do que o armazenamento limitado consegue suprir.
Baterias competem com gás por contratos de capacidade. Na T-4 do Reino Unido para 2028/29, baterias conquistaram 6,2 GW de capacidade, 46% de todos os novos contratos.
10. Baterias viabilizam energia carbono zero 24/7
Baterias absorvem energia de baixo carbono e liberam quando a unidade marginal é mais poluente.
No Reino Unido, a intensidade de carbono varia de 0 kgCO₂/MWh nas horas mais limpas do meio-dia a 445 kgCO₂/MWh no início da noite.
À medida que o custo do carbono no Reino Unido sobe de ~£55/tonelada hoje para £125/tonelada até 2035, a diferença entre períodos de baixo e alto carbono aumenta, e baterias capturam mais valor ao transferir energia entre esses horários.
Resumo: por que as redes elétricas precisam de sistemas de baterias
O mundo está adicionando uma demanda equivalente à do Japão a cada ano. As renováveis estão crescendo para atender. Mas sem flexibilidade, esse avanço trava. Travado por filas, cortes e o backup térmico que ninguém quer construir.
Baterias em escala de rede resolvem todos esses problemas. Deslocam energia, estabilizam frequência, aliviam restrições e são implantadas rapidamente com capital privado.
Os mercados que recompensam esses serviços vão avançar mais rápido.
