Que tal ligar bateria à rede de distribuição de energia elétrica para evitar blecautes? Com custos mais baixos, ideia sai do papel

Baterias do tamanho de contêineres de transporte estão sendo conectadas a linhas de energia e instaladas ao lado de painéis solares e turbinas eólicas. Elas absorvem eletricidade quando ela é abundante e barata e a liberam quando o consumo dispara, ajudando a reduzir a necessidade de usinas e linhas de transmissão caras.

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Pesquisadores americanos inventaram a bateria de íon-lítio na década de 70 e depois demonstraram que esses dispositivos poderiam ajudar a estabilidade de redes elétricas, evitando blecautes. Mas, por muito tempo, as baterias avançaram pouco porque gestores de redes e executivos de concessionárias as viam como caras e arriscadas.

Um dos primeiros avanços ocorreu há cerca de 15 anos, quando engenheiros de uma empresa de energia dos EUA instalaram uma das primeiras baterias de íon-lítio ligadas a uma rede elétrica em um deserto a quase 2,7 mil metros de altitude no Chile.

Desafiando noções convencionais de como o sistema elétrico deveria operar, essa equipe ajudou a provar que as baterias podiam tornar as redes elétricas mais estáveis e confiáveis.

O conceito de armazenar energia não era novo. Thomas Edison desenvolveu baterias alcalinas de níquel-ferro, usadas principalmente pela indústria e nos primeiros veículos elétricos. Diversas empresas tentaram outras tecnologias, como as baterias de sódio-enxofre, que não ganharam muita tração. E algumas concessionárias, há anos, bombeiam água para reservatórios elevados para depois liberá-la e gerar eletricidade.

Mas esses sistemas eram relativamente limitados. As baterias de lítio instaladas no Deserto do Atacama em 2009, por comparação, hoje são usadas em todo o mundo.

O rápido crescimento da energia eólica e solar e a crescente demanda de eletricidade por centros de dados estão tornando as baterias uma necessidade. Elas armazenam energia renovável excedente quando não há vento ou sol e mantêm o equilíbrio entre oferta e demanda.

É o que aconteceu na Califórnia. Nos últimos anos, autoridades estaduais frequentemente pediam aos moradores que reduzissem o uso de eletricidade em dias quentes de verão para evitar apagões. Mas não houve nenhum desses alertas desde 2022, em grande parte porque as baterias permitiram ao estado usar sua abundante energia solar durante toda a noite.

Nos últimos sete anos, a Califórnia multiplicou por 30 sua capacidade de armazenamento em baterias em relação ao que tinha em 2018.

O resto do mundo também registrou crescimento impressionante, segundo a Agência Internacional de Energia (AIE), uma organização multilateral em Paris. O boom só foi possível graças a uma queda de 90% no custo das baterias nos últimos 15 anos, conforme novas fábricas foram inauguradas.

A China é, de longe, a maior fabricante de baterias do mundo, mas a Europa, a Índia e os Estados Unidos também vêm aumentando a produção recentemente.

— Baterias estão mudando o jogo diante dos nossos olhos — disse recentemente Fatih Birol, diretor-executivo da AIE.

O uso de baterias na rede elétrica não foi simples.

A empresa americana AES começou a testar baterias em redes elétricas na Indiana, na Pensilvânia e na Califórnia já em 2008, mas concessionárias de energia dos EUA só passaram a utilizá-las comercialmente dois anos depois. O ritmo foi lento por um tempo.

— Não havia experiência com armazenamento por bateria — disse Carla Peterman, ex-integrante da Comissão de Energia da Califórnia e hoje vice-presidente executiva da Pacific Gas & Electric, a maior concessionária do estado.

— Era um pouco a lógica do ovo e da galinha. Não havia baterias suficientes para provar que poderiam ser uma parte importante do sistema — ela conta.

Mas alguns americanos viam claramente os benefícios. Um deles era Christopher Shelton, executivo da AES, que é dona de concessionárias e usinas pelo mundo.

Ele começou a estudar as baterias de íon-lítio quando seus chefes pediram propostas para uma “ideia de um bilhão de dólares”. Shelton disse achar que as baterias poderiam reduzir a necessidade de usinas usadas apenas quando a demanda chegava ao pico.

— Por que construir um ativo que você só usaria menos de 5% do tempo? — disse Shelton. —Dizíamos que as baterias deveriam ser uma alternativa às usinas de pico.

Ele primeiro instalou células de bateria em uma subestação elétrica discreta nos arredores de Indianápolis, cidade conhecida por sua corrida de 500 milhas. Sua empresa depois conectou outra em Norristown, na Pensilvânia, em um centro operacional da PJM Interconnection, maior gestora de rede do país. A região de Los Angeles foi conectada em seguida, seguida por uma bateria maior para a rede de Indianápolis.

Embora seus testes tenham sido bem-sucedidos, eles não impressionaram suficientemente muitos executivos de concessionárias americanas. A reação era típica de um setor que se orgulha de manter o que conhece melhor: grandes usinas de carvão, gás e nuclear. Qualquer outra coisa era tratada como uma ameaça que poderia causar apagões.

— Concessionárias têm sido céticas com novas tecnologias — disse Leah Stokes, professora associada da Universidade da Califórnia em Santa Barbara que estuda política energética.

— Elas sabem fabricar um único tipo de equipamento, uma grande usina fóssil, e continuam fazendo isso.

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Drew Maloney, presidente e CEO do Edison Electric Institute, entidade do setor, discorda.

— A rede elétrica dos EUA é a máquina mais importante do mundo, e as concessionárias americanas adotam rapidamente novas tecnologias quando se tornam comercialmente viáveis e acessíveis aos consumidores — disse ele.

Mas mesmo hoje, concessionárias de muitos estados hesitam em instalar baterias. Muito menos sistemas de armazenamento estão sendo adicionados no Sudeste, por exemplo, do que na Califórnia e no Texas.

Os executivos não são os únicos céticos. Formuladores de políticas e muitos americanos comuns também têm dúvidas.

Alguns governos locais proibiram grandes baterias por preocupações de segurança. Em maio e junho, um grande complexo de baterias no condado de Monterey, na Califórnia, foi destruído em um incêndio que liberou fumaça e substâncias químicas nocivas.

Apesar desse desastre, especialistas em energia dizem que muitos riscos já foram tratados. O incêndio na Califórnia ocorreu em um tipo de bateria que a maioria das empresas não usa mais. E essas baterias estavam dentro de um prédio de usina, onde o fogo se espalhou com facilidade de uma unidade para outra. A maior parte das baterias hoje é instalada ao ar livre para evitar propagação.

Pouco além de algumas raposas do deserto vive no planalto desolado no Chile onde a AES montou seu projeto de baterias. O local fica a horas dos dois aeroportos mais próximos, em Calama e Antofagasta.

Depois de pousar, visitantes precisam dirigir ao menos quatro horas até os salares do Atacama, onde trabalhadores extraem lítio — ingrediente-chave das baterias.

O acampamento da AES fica a mais uma hora dali, em uma estrada de terra repleta de pneus estourados. Embora as temperaturas no fim da primavera e no início do verão cheguem aos 27 °C, as noites podem beirar o congelamento.

— “Era como pegar a bateria e testá-la na Lua — disse Joaquín Meléndez, engenheiro que liderou o projeto da AES sob a supervisão de Shelton.

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No início dos anos 2000, o Chile enfrentou uma crise energética porque a Argentina, seu principal fornecedor de gás natural, não conseguiu entregar o volume necessário. Isso deixou o Chile, que não tem fontes próprias de combustível, com energia insuficiente para sua população e para suas minas de cobre, iodo e lítio.

O país teve de depender de usinas movidas a carvão importado — caro. Mas essas usinas não podiam ser acionadas rapidamente, e a demanda das mineradoras variava muito.

Foi aí que as baterias entraram. Enquanto uma usina a carvão leva cerca de 12 minutos para entrar em operação, baterias podem liberar energia quase instantaneamente. Ao combinar as duas coisas, engenheiros perceberam que as baterias poderiam entregar a eletricidade de que as minas precisavam enquanto as usinas eram acionadas.

Meléndez trabalhou 16 horas por dia durante seis meses para conectar a primeira bateria de íon-lítio comercializada a uma rede elétrica. Ela ainda está lá, embora a maior parte de suas funções tenha sido assumida por unidades mais novas, eficientes e acessíveis.

O projeto foi um sucesso imediato, ajudando a manter o sistema elétrico estável quando operações de mineração provocavam surtos que, antes, resultavam em falhas e apagões.

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Executivos da AES nos Estados Unidos acompanharam de perto o que acontecia no Chile. E, em 2010, a empresa instalou sistemas comerciais de baterias em Nova York e no Texas. Dois anos depois, começou a adicionar mais baterias no Chile, inclusive ao lado de grandes parques solares.

Na última década, as baterias ajudaram o Chile a usar menos carvão. Em dezembro passado, o país obteve mais de 40% de sua eletricidade de painéis solares e turbinas eólicas, ante 19% cinco anos antes, segundo o Ember Energy Research, uma ONG. Austrália, Reino Unido, China, Índia e outros países também têm ampliado muito as fontes renováveis e as baterias.

Shelton disse que até ele se surpreendeu com o rápido crescimento das baterias. — Subestimamos o quanto os preços cairiam — ele disse.