Espera-se que as fontes de geração de energia renovável variável (VRE), como solar e eólica, se movam cada vez mais para ser a fonte dominante de eletricidade em nivel global até meados do século. Com a variabilidade dos ciclos intermitentes de geração de eletricidade fornecidos por essas fontes, o armazenamento de energia é necessário para garantir um fornecimento estável e equilibrado.
Programas de resposta à demanda, baterias domésticas distribuídas, armazenamento de veículo para rede, baterias de nível comunitário e muitas outras tecnologias desempenharão um papel no equilíbrio da rede variável dominada por energias renováveis. Junto com essas tecnologias está o aumento da demanda por armazenamento de energia de longa duração (LDES), que normalmente pode armazenar e despachar eletricidade por seis horas ou mais.
Um relatório da IDTechEx modelou o crescimento com a LDES, projetando que pode haver um mercado global de US$ 223 bilhões até 2044. O relatório aponta que esse crescimento do mercado acontecerá regionalmente em taxas diferentes. Por exemplo, se a Califórnia atingir suas metas de energia limpa para 2035, terá um aumento de 280% na capacidade de energia renovável em comparação com uma linha de base de 2023. Outros países-chave e estados dos EUA que devem ver um rápido crescimento das implantações de VRE incluem Alemanha, Reino Unido, Itália, Austrália, Índia e Texas, de acordo com o relatório.
“O aumento da penetração do VRE resultará em períodos de tempo mais longos quando a energia não estiver disponível a partir dessas fontes e, portanto, as tecnologias LDES serão necessárias para despachar energia nesses prazos mais longos”, disse o relatório.
A IDTechEx diz que, uma vez que a eletricidade de um país ou estado a partir de fontes VRE atinge cerca de 45% da matriz energética, a duração média de armazenamento de seis horas ou mais torna-se a opção mais econômica. O relatório disse que esse limite de 45% será atingido em média globalmente até o final da década de 2030, embora os mercados quentes mencionados anteriormente devam atingir o marco mais cedo.
Além do hidrogênio bombeado, que depende de fontes locais de água corrente, as baterias de íons de lítio dominarão o mercado global de armazenamento de energia estacionária, disse o relatório. No entanto, a IDTechEx observa que é improvável que as baterias de íons de lítio tenham custos de capital baixos o suficiente para aplicações LDES.
Para obter um custo por quilowatt-hora mais baixo, a IDTechEx recomenda tecnologias que permitem o desacoplamento de energia e eletricidade. Segundo a empresa, esse papel poderia ser atendido por baterias de fluxo redox (RFB).
“Para aumentar a capacidade do sistema para RFBs, o volume de eletrólitos e o tamanho dos tanques de armazenamento de eletrólitos podem ser aumentados, enquanto as mudanças na pilha de células são necessárias apenas para aumentar a produção de energia”, disse o relatório.
A IDTechEx disse que o armazenamento de energia de ar líquido (LAES) é outra alternativa que pode vir com vantagens de custo em escala.
“Para o LAES, o tamanho dos tanques de armazenamento de ar líquido pode ser aumentado, enquanto as turbomáquinas só precisam ser dimensionadas com potência”, disse o relatório. “Isso resulta em diminuições mais rápidas e não lineares no capex (em uma base de $/kWh) para muitas dessas tecnologias LDES em função da duração do armazenamento.”
Outras tecnologias avaliadas no relatório incluem ferro-ar (Fe-ar), baterias de zinco recarregáveis (Zn-ar, Zn-íon, Zn-MnO2 recarregável, Zn-Br), baterias de alta temperatura/sal fundido, RFBs, (CAES), armazenamento de energia líquido-ar (LAES), armazenamento de energia criogênica / líquido-CO2 (LCES), armazenamento hidráulico alternativo e subterrâneo bombeado (APHS), sistemas gravitacionais de armazenamento de energia (GESS), armazenamento de energia térmica e eletrotérmica (TES) e (ETES) e hidrogênio.
O autor do relatório, Conrad Nichols, analista de tecnologia da IDTechEx, realizará um webinar gratuito em 8 de fevereiro intitulado “O tempo para armazenamento de energia de longa duração está chegando”. O link de inscrição pode ser encontrado aqui.
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