IFE
15/12/2022

IFE Armazenamento: Usinas Reversíveis e Baterias 33

Assinatura:
Equipe de Pesquisa UFRJ
Editor: Prof. Nivalde J. de Castro (nivalde@ufrj.br)
Subeditores: Fabiano Lacombe e Vinicius Botelho
Pesquisadores: Luana Oliveira e Felipe Gama
Assistente de pesquisa: Sérgio Silva

IFE
15/12/2022

IFE nº 33

Assinatura:
Equipe de Pesquisa UFRJ
Editor: Prof. Nivalde J. de Castro (nivalde@ufrj.br)
Subeditores: Fabiano Lacombe e Vinicius Botelho
Pesquisadores: Luana Oliveira e Felipe Gama
Assistente de pesquisa: Sérgio Silva

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IFE Armazenamento: Usinas Reversíveis e Baterias 33

Políticas Públicas e Financiamentos

EUA: Governo lança financiamento para armazenamento de energia de longa duração de US$ 350 milhões

O financiamento, desbloqueado com a aprovação da Lei de Infraestrutura Bipartidária no final de 2021, será administrado pelo Escritório de Demonstrações de Energia Limpa do Departamento de Energia (DOE, sigla em inglês), e foi aberto como parte da legislação histórica. O DOE anunciou ontem que as tecnologias de armazenamento de energia que oferecem entre 10 e 24 horas de duração de armazenamento serão elegíveis para uma fatia do total de US$ 349 milhões. Serão selecionados até 11 projetos de demonstração com potencial de impulsionar em direção à meta de longo prazo do Departamento de reduzir o custo dos projetos de armazenamento de energia de longa duração em 90%. (Energy Storage - 15.11.2022) 
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Canadá: Governo propõe introduzir créditos fiscais de investimentos reembolsáveis para apoiar o armazenamento de energia

O governo propõe introduzir um crédito fiscal reembolsável equivalente a 30% do custo do investimento de capital em sistemas de geração de eletricidade, sistemas estacionários de armazenamento de eletricidade, equipamentos de aquecimento de baixo carbono e veículos industriais de emissão zero e equipamentos de carregamento. A medida vem logo após a Lei de Redução da Inflação (IRA, sigla em inglês) dos EUA, que introduziu um crédito fiscal de investimento para projetos autônomos de armazenamento de energia, estendeu os créditos fiscais de produção solar fotovoltaica e eólica existentes, por 10 anos, e introduziu incentivos para fabricação e contratação interna. Tal como acontece com o IRA nos EUA, os detalhes ou a implementação de novos incentivos de crédito fiscal no Canadá ainda precisam ser determinados. No entanto, o governo canadense disse que todas as formas de sistemas de armazenamento de eletricidade que não usam combustíveis fósseis são elegíveis. (Energy Storage - 04.11.2022) 
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Jordânia: Meta do país é estabelecer projeto de usina hidrelétrica reversível antes de 2030

A Jordânia pretende estabelecer um projeto de usina hidrelétrica reversível antes de 2030, disse um alto funcionário do Ministério de Energia e Recursos Minerais do país. Amani Al-Azzam, secretário-geral do Ministério, disse que o país está trabalhando em um roteiro para fortalecer as redes de transmissão e distribuição de eletricidade incorporando soluções de armazenamento e pretende estabelecer um projeto de uma usina hidrelétrica reversível antes de 2030 para incorporar mais renováveis na rede. Em junho de 2020, licitações de pré-qualificação foram solicitadas para a preparação de um estudo de viabilidade para um projeto de hidrelétrica reversível na barragem de Al-Mujib, na Jordânia. (Zawya - 02.11.2022) 
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EUA: Lei de Redução da Inflação possibilita o crescimento do armazenamento de energia no país

A Lei de Redução da Inflação (IRA, sigla em inglês) sancionada em agosto melhora significativamente a economia para projetos de armazenamento de bateria em larga escala nos EUA. Pela primeira vez, os sistemas de armazenamento autônomo serão elegíveis para um crédito fiscal de investimento de 30% e até 70% com incentivos adicionais. Do ponto de vista do investimento, o impacto potencial do IRA se deve em grande parte à certeza de médio prazo que ele cria. Em vez de renovar os créditos fiscais de investimento e produção por apenas um ou dois anos, como o Congresso fez repetidamente no passado, o IRA consolida os incentivos em vigor até 2032. Isso dá aos investidores e desenvolvedores um cronograma generoso para gerar retornos. Além disso, a nova lei amplia os limites do que pode ser incluído no cálculo dos custos totais do projeto. (Utility Dive - 07.11.2022) 
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EUA: Comissão de Energia da Califórnia aprova US$ 31 milhões para projeto de armazenamento de energia de longa duração

Uma doação de US$ 31 milhões da Comissão de Energia da Califórnia (CEC, sigla em inglês) será usada para implantar um sistema de armazenamento de energia de ponta e de longa duração que fornecerá energia de backup renovável para os índios Kumeyaay da tribo Viejas e apoiará a confiabilidade da rede estadual em caso de uma emergência. O projeto, que é financiado por um dos maiores subsídios estaduais já concedidos para beneficiar um governo tribal, demonstrará o desempenho e o potencial dos sistemas de armazenamento de energia de longa duração enquanto a Califórnia trabalha para alcançar 100% de eletricidade limpa. O sistema de longa duração de 60 MWh é um dos primeiros no país. O CEC concedeu a concessão à Indian Energy LLC, uma desenvolvedora privada de microrredes de propriedade de nativos americanos que construirá o projeto em nome da tribo. Este é o primeiro prêmio do novo Programa de Armazenamento de Energia de Longa Duração de US$ 140 milhões do estado. (Electric Energy Online - 08.11.2022) 
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China: Meta do país é possuir mais de 100 GW de armazenamento de energia até 2025

De acordo com o rastreamento de dados da Rede Internacional de Energia da China, as metas combinadas para energia hidrelétrica reversível e armazenamento de energia de bateria anunciadas pelas províncias da China são de 98 GW para 2025. Como muitas províncias ainda não anunciaram metas, pode-se estimar que as metas combinadas podem crescer para talvez 200 GW, e então o desenvolvimento real pode ser ainda maior do que isso. Para armazenamento geral de energia (baterias e outros), as metas anunciadas somam 54,85 GW, provenientes de vinte províncias. As metas de hidrelétricas reversíveis atingiram 43 GW em dez províncias. Desde o início do 14º Plano Quinquenal, 35 projetos hidrelétricos reversíveis foram aprovados em todo o país com uma capacidade total de 45,1 GW e um custo de investimento projetado de US$ 47,4 bilhões. Onze desses projetos foram aprovados em 2021, o que significa que as aprovações mais que dobraram este ano, e o tamanho típico do projeto mudou de 1.200 MW para 1.800 MW cada. A Associação espera que outros 5 GW sejam aprovados nos últimos dois meses de 2022. (ReTHINK Research - 02.11.2022) 
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Mecanismos de Inserção de Armazenamento de Energia

Austrália: Governo de New South Wales prepara licitação que visa projetos de armazenamento de energia

O governo de New South Wales (NSW) confirmou que buscará pelo menos 600 MW de armazenamento de longa duração e 380 MW de capacidade flexível, bem como 2500 GWh de geração anual, equivalente a 950 MW de nova geração em um conjunto de licitações competitivas para começar no início do próximo ano. A AEMO Services, atuando como NSW Consumer Trustee, disse que foi orientada pelo Ministro de Energia de NSW para conduzir uma licitação competitiva para contratos de serviços de energia de longo prazo para firmar infraestrutura sob o Roteiro de Infraestrutura de Eletricidade de NSW. Espera-se que a licitação, a segunda em um cronograma contínuo que continuará nos próximos 10 anos, comece no segundo trimestre de 2023 com a infraestrutura de consolidação operacional no verão de 2025-26. O Roteiro, lançado em 2020, estabelece um caminho para adicionar pelo menos 12 GW de capacidade de geração de energia renovável e 2 GW de armazenamento de longa duração até 2030, enquanto o estado se prepara para a saída de seus geradores a carvão. (PV Magazine Australia - 07.11.2022) 
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Projetos de Armazenamento de Energia em Larga Escala

Índia: Serentica Renewables e Greenko assinam contrato de UHR de 1,5 GWh

A Serentica Renewables assinou um acordo com o Greenko Group para fornecer 1,5 GWh de capacidade de armazenamento de energia a partir de usinas hidrelétricas reversíveis (UHR). O objetivo é fornecer energia renovável despachável 24 horas por dia para seus clientes industriais. Sob sua parceria, a Serentica Renewables usará a capacidade de armazenamento das UHRs dos próximos projetos e as de circuito fechado da Greenko, em Andhra Pradesh e Madhya Pradesh. A empresa pretende fornecer energia renovável garantida por meio de uma combinação de soluções solares, eólicas, de armazenamento de energia e de equilíbrio. A médio prazo, a Serentica Renewables pretende instalar 5 GW de capacidade de geração livre de carbono, juntamente com diferentes tecnologias de armazenamento. (PV Magazine - 15.11.2022) 
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Austrália: AGL inicia a construção do novo sistema de armazenamento de energia em bateria ‘grid-forming’

Novo projeto de armazenamento de bateria em grande escala inicia a construção e demonstrará a tecnologia avançada de inversores grid-forming (formadores de rede) na histórica região de mineração de Broken Hill, New South Wales, Austrália. O principal gerador e varejista de energia australiano AGL anunciou que inaugurou o sistema de armazenamento de energia em bateria de 50MW/50MWh e tem o objetivo de colocá-lo em operação em meados de 2023. O projeto da AGL demonstrará e testará como os inversores avançados podem fornecer inércia à rede elétrica, um papel tradicionalmente desempenhado pela energia térmica, além de servir para avaliar se há necessidade de padronização de equipamentos e protocolos para sistemas de baterias formadoras de rede. (Energy Storage - 10.11.2022) 
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Alemanha: RWE dá sinal verde para sistema de armazenamento de bateria de 220MW

A RWE continua a expandir seus negócios de tecnologia de armazenamento em baterias. A empresa finalizou sua decisão de investimento para um projeto de armazenamento em bateria com capacidade de 220 MW na Alemanha. Um total de 690 blocos de baterias de íon-lítio serão instalados nos locais das usinas da RWE, em Neurath, e Hamm, na Nordrhein-Westfalen. O novo sistema foi projetado para reagir em segundos, fornecendo a saída necessária por mais de uma hora. Isso permite que o sistema contribua para a estabilização eficiente da rede com uma fonte de alimentação confiável. A característica única do sistema é que a nova bateria está em rede virtualmente com as usinas alemãs da RWE, ou seja, compondo uma Virtual Power Plant. O investimento total ascende a cerca de 140 milhões de euros e está sujeito à licença de construção pendente, porém a construção está programada para começar em 2023, com o comissionamento planejado para 2024. (RWE - 07.11.2022) 
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Nova Zelândia: O primeiro projeto de armazenamento de bateria em escala de rede de 100MW no país obtém aprovação

A geradora de eletricidade e varejista Meridian Energy disse, no dia 3 de novembro, que recebeu o consentimento de recursos para o projeto do Conselho Distrital de Whangārei e das autoridades do Conselho Regional de Northland. O projeto de armazenamento de bateria de 100MW está em desenvolvimento em Ruākākā, na Ilha Norte da Nova Zelândia . A Meridian pretende ter o Sistema de Armazenamento de Energia em Baterias (do inglês: Battery Energy Storage System - BESS) comissionado em 2024. A chefe de desenvolvimento renovável da empresa, Helen Knott, disse que o serviço prestado pelo BESS à rede reduzirá a volatilidade da oferta e da demanda e, portanto, contribuirá para reduzir os preços da eletricidade. (Energy Storage - 07.11.2022) 
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Green Investment Group da Macquarie lança plataforma global de desenvolvimento de armazenamento em baterias

A Green Investment Group (GIG) da Macquarie Asset Management anunciou no dia 7 de novembro o lançamento da Eku Energy, como a nova empresa com o objetivo de desenvolver, construir e gerenciar ativos de armazenamento de energia em bateria em uma base diversificada de mercados, fontes de receita e estruturas de contratação. Como GIG já atua nos mercados de armazenamento em baterias no Reino Unido e na Austrália, suas atividades existentes serão incorporadas aos negócios da Eku Energy, o que significa que o desenvolvedor começa a vida com os dois projetos em construção da GIG em seu portfólio. Trata-se de um projeto de Sistema de Armazenamento de Energia em Baterias (do inglês: Battery Energy Storage System - BESS) de 40MW/40MWh em Maldon, Essex, na Inglaterra, que o GIG adquiriu como parte de uma transação de sete projetos de 187MWh em junho de 2021, e um BESS de 150MW/150MWh em um antigo local de combustível fóssil, em Victoria, Austrália. O projeto Maldon alcançou o fechamento financeiro em dezembro de 2021, mesmo mês em que a construção do projeto em Victoria começou. (Energy Storage - 08.11.2022) 
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Jordânia estabelecerá projeto de usina hidrelétrica reversível antes de 2030

A DEWA anuncia que o avanço das obras da usina hidrelétrica reversível que está sendo construída em Hatta atingiu 52,61%. Amani Al-Azzam, secretário-geral do Ministério, disse que o país está trabalhando em um roteiro para fortalecer as redes de transmissão e distribuição de eletricidade incorporando soluções de armazenamento e pretende estabelecer o projeto de UHR antes de 2030 para incorporar mais renováveis na rede. (ZAWYA - 02.11.2022) 
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Artigos e Estudos

“Long term impacts of climate change on the transition towards renewables in Switzerland”

Este artigo usa uma abordagem de dinâmica de sistemas para entender que tipo de regulação é necessária para gerenciar com sucesso o aumento simultâneo da demanda e a redução dos recursos hídricos no sistema elétrico suíço, que está substituindo gradualmente a geração nuclear pela solar. Abordando a variabilidade climática executando três cenários climáticos enquanto é considerado o gerenciamento do lado da demanda e os leilões de capacidade. As descobertas indicam que, sem intervenção do governo, ocorre escassez e os preços são mais altos. Subsidiar a energia fotovoltaica elimina os apagões, diminui o preço da eletricidade e, indiretamente, incentiva os investimentos em usinas hidrelétricas reversíveis. (ScienceDirect - 15.11.2022) 
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“A heuristic-iterative technique for optimal battery size selection towards dispatchable wind generation”

Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma técnica simples, mas eficaz, para estimar o tamanho de um Sistema de Armazenamento de Energia em Baterias (do inglês: Battery Energy Storage System - BESS) para fazer um Sistema de Energia Eólica (do inglês: Wind Energy System - WES) funcionar como uma unidade despachável em um problema de Unit Commitment. A técnica propõe um método aproximado que pode estimar o kWh inicial da bateria e, em seguida, atualizar o tamanho do kWh da bateria interativamente com base em regras heurísticas que podem mitigar o erro probabilístico previsto da geração de energia eólica. Um método aproximado para o tamanho inicial do BESS foi proposto com base no ciclo de descarga contínuo mais longo do BESS para obter uma solução quase ótima. Após determinar o tamanho inicial do BESS, duas regras heurísticas são usadas para atualizar o valor inicial em cada iteração quando as restrições são violadas. Uma série de erros probabilísticos de geração de energia eólica previstos gerados pela técnica Autoregressive Dynamic Adaptive (ARDA) e então mapeados na Curva de Distribuição Normal (NDC) para cada bloco de tempo de um dia para gerar um erro ou ciclo de carga mais apropriado do BESS para lidar com a variabilidade da velocidade do vento. Para demonstrar a justificativa da técnica proposta e o custo do BESS, diferentes ciclos de carga foram gerados usando média e 1σ dos valores NDC. A técnica iterativa proposta foi validada comparando-a com o Algoritmo Genético (AG) quando aplicado ao problema de otimização de dimensionamento BESS. (ASSETS - 11.11.2022) 
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“An experimental approach to energy storage based synthetic inertia and fast frequency regulation for grid balancing”

Esta tese trata da diminuição da inércia mecânica de unidades de geração não diretamente acopladas eletricamente. A tese começa com uma descrição da situação atual da inércia do sistema de rede e apresenta dois métodos para estimar a derivada da frequência da rede usada para fornecer inércia sintética e um método usado para aumentar a resposta de inércia mecânica de um gerador síncrono. Os métodos de inércia sintética e inércia aprimorada são testados em uma configuração experimental de pequena escala e comparados com resultados de testes na grade nórdica. Um sistema híbrido de armazenamento de energia em escala real foi projetado e construído usando um método de frequência dividida como controlador de energia. Os resultados mostram que um método de inércia sintético baseado em controlador derivado de frequência de potência alcançou uma qualidade de frequência de rede melhorada durante a operação regular na configuração experimental de nano-rede. Os resultados são avaliados por meio de simulações e testes experimentais. Os resultados da solução híbrida de armazenamento de energia mostraram a possibilidade de aumentar a qualidade da frequência usando um fluxo lento das usinas hidrelétricas do rio e um sistema de armazenamento de energia da bateria para reserva de contenção de frequência. (DiVA - 14.11.2022) 
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“Planning battery energy storage system in line with grid support parameters enables circular economy aligned ancillary services in low voltage networks”

Devido ao rápido tempo de resposta e à capacidade de carregar e descarregar com eficiência, o Sistema de Armazenamento de Energia em Baterias (do inglês: Battery Energy Storage System - BESS) tornou-se uma opção promissora para serviços auxiliares em redes de baixa tensão. O planejamento BESS é mais crítico onde apenas parâmetros de custo selecionados foram considerados, e os aspectos de sustentabilidade foram ignorados na maioria dos casos. Neste artigo, o planejamento do BESS é reinventado a partir de uma perspectiva de economia circular que permite principalmente o uso ideal das capacidades da bateria sem comprometer o suporte da rede. É proposto um novo método para localização e dimensionamento ideais de BESS residenciais comercialmente disponíveis para suporte auxiliar em alimentadores residenciais de baixa tensão. Este método incorpora o custo da operação do BESS nos estágios de planejamento para fornecer uma estimativa precisa do BESS para suporte à rede. As implicações da introdução do custo de operação BESS nos estágios de planejamento são demonstradas pela resolução de quatro problemas de otimização diferentes com os custos definidos como sobretensão, flutuações de tensão, custos BESS (investimento, custos O&M) e operações objetivas múltiplas. Para validar, o método proposto é aplicado a um alimentador de baixa tensão europeu IEEE e uma versão modificada deste alimentador de teste a um cenário australiano usando algoritmo de otimização de enxame de partículas (PSO). Verificou-se que o método proposto reduz com sucesso os custos do BESS e fornece uma estimativa apropriada de como as instalações do BESS podem fornecer suporte à tensão da rede. Em comparação com as metodologias existentes para mitigar a sobretensão, a capacidade líquida necessária do BESS para os alimentadores europeus e australianos foi reduzida em 7,21% e 9,58%, respectivamente. A capacidade total do BESS nas redes europeia e australiana diminuiu 41,48 por cento e 48,06 por cento, em simultâneo com as metodologias de redução das flutuações de tensão. No geral, a abordagem ideal de dimensionamento e localização que propusemos não apenas reduz as flutuações de tensão e as capacidades necessárias da bateria, mas também promove a economia circular, diminuindo os recursos no planejamento do BESS para serviços auxiliares. (ScienceDirect - 14.11.2022) 
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