Flexibilidade nos sistemas energéticos: um princípio intemporal com uma relevância moderna | edp.com

Autor: Eduardo Rodrigues (GEM R&D)

Um princípio intemporal com uma relevância moderna

Revolução do BES sem iões de lítio

Os sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS) desempenham um papel crucial no fornecimento de capacidade de gestão da flexibilidade a curto prazo aos sistemas eléctricos modernos. Com menos reserva giratória sincronizada disponível, fontes de energia renováveis mais voláteis e não-despacháveis a penetrarem na rede e níveis crescentes de eletrificação da procura, os desafios para manter o sistema equilibrado estão a aumentar e os eventos de corte também. Por conseguinte, é crucial dispor de uma capacidade de armazenamento de reserva. As principais empresas de energia reconhecem esta importância crítica e estão a avançar, preparando as suas carteiras de energia para uma gestão de energia orquestrada e em tempo real. 

Os BESS, que proporcionam uma elevada ciclabilidade e uma resposta rápida, ao mesmo tempo que apresentam uma escalabilidade razoável, surgem como tecnologias promissoras para diferentes aplicações, como os serviços de resposta rápida à frequência, o acompanhamento da carga e a arbitragem energética. Os principais vectores da investigação em curso visam as matérias-primas, o desempenho eletroquímico e a gestão do ciclo de vida. 

No entanto, depender exclusivamente das baterias de iões de lítio - a tecnologia com a maior quota de mercado - torna-se cada vez mais insustentável devido a problemas de escassez de lítio e também devido à sua concentração geográfica, que conduz a vulnerabilidades na cadeia de abastecimento e a tensões geopolíticas.

A investigação mais recente revela novas tecnologias promissoras como a Bateria Recarregável de Níquel-Zinco (RNZB), que está a ser desenvolvida no âmbito do projeto LOLABAT - Long Lasting Battery, do Horizonte 2020. A EDP faz parte de um consórcio internacional que atualmente aborda os principais requisitos para o armazenamento de energia estacionária, tais como: alto desempenho em uso pesado e ciclos profundos (2000 ciclos a uma taxa de 1C e 100% DoD e 200000 ciclos a 5% DoD), alta eficiência de ida e volta (86-89%), alta potência (Pmax ≥ 1000 W/kg), alta energia (50-90 Wh/kg, 80-200 Wh/l), baixo custo, alta sustentabilidade e reciclabilidade (200-260 €/kWh).

A ambição do LOLABAT é continuar a desenvolver a RNZB, aumentando o seu ciclo de vida e atingindo pelo menos 4000 ciclos a 100% DoD até ao final do projeto. Outro objetivo do projeto enquadra a necessidade de aumentar a sustentabilidade da solução, eliminando o cobalto dos pós comerciais do elétrodo de níquel e preparando a bateria para ser inteiramente produzida na Europa. No seu TRL final, a RNZB da LOLABAT visa as densidades de energia e de potência mais elevadas, logo a seguir ao ião de lítio, e os custos mais baixos, logo a seguir ao chumbo-ácido, beneficiando de elementos abundantes e não tóxicos, oferecendo elevada segurança, baixo risco de fuga térmica, impacto ambiental limitado e elevado potencial de reciclagem.

A mudança para tecnologias de baterias que não sejam de lítio não é apenas uma resposta à escassez de material, é também uma medida estratégica para aumentar a resiliência e a sustentabilidade da cadeia de abastecimento do sistema de energia eléctrica.