Na Alemanha, taxas de crescimento de três dígitos ilustram o interesse recente em sistemas de baterias de grande escala. A Agência Federal de Rede (Bundesnetzagentur) registrou 169 locais com mais de 1 MW, o mais antigo datando de 2014. Eles têm 1,26 GW de produção e 1,43 GWh de capacidade.
A empresa norueguesa Eco Stor AS e sua subsidiária alemã Eco Stor GmbH planejam adicionar 1,4 GWh em apenas três projetos. A Eco Stor está planejando baterias de 300 MW/600 MWh no estado da Renânia-Palatinado, no sudoeste, e na Saxônia-Anhalt, no nordeste. Uma bateria de 100 MW/200 MWh será instalada no estado de Schleswig-Holstein, no norte do país. A empresa quer 20% de um mercado em expansão, com o Bundesnetzagentur acompanhando 123 projetos com produção de 1,55 GW e 2,4 GWh de capacidade na fase de planejamento.
Alguns estão atrasados, mas com mais anúncios esperados em 2024, a Alemanha prevê um aumento de 190% na capacidade de armazenamento de energia de baterias planejadas e em construção.
As taxas de capacidade de armazenamento também estão aumentando, de um valor típico de 1:1,1 de saída para capacidade para 1:1,6. As baterias atuais de “uma hora”, 1:1, geram a maior parte de sua receita com cargas de rede evitadas e até mesmo flutuações mínimas de rede em segundos, em um serviço conhecido como “energia de controle primário”. Este último, no entanto, está vinculado apenas a licitações para cerca de 555 MW de capacidade de produção de baterias e a receita de carga de rede evitada não é paga a locais comissionados desde 1º de janeiro de 2023.
Tendência de duas horas
As grandes baterias podem participar dos mercados de energia do dia seguinte e do mercado intradiário contínuo de cinco minutos. Os operadores das redes de transporte de eletricidade (ORT) também pagam pelos serviços de energia de compensação secundária, disponíveis em cinco minutos, em vez da energia de controlo primário.
No entanto, “se eu só fizer intraday no futuro, prefiro construir um sistema de armazenamento de duas horas”, disse o consultor de energias renováveis da Eco Stor, Hans Urban.
Aplicações mais amplas para armazenamento de longa duração e a crescente geração de energia renovável trazem uma necessidade de medidas regulatórias, e as baterias que operam em mercados simultâneos de curto prazo devem ser bem gerenciadas. “Esse é o ponto em que as pessoas do mercado de eletricidade vêm com sua comercialização”, acrescentou Urban.
Eles decidem, por exemplo, se uma usina a gás deve cobrir a demanda de curto prazo e em que horas uma planta de armazenamento bombeada absorve e libera energia. Com o advento das grandes baterias, tais decisões são mais complexas e tomadas mais rapidamente.
A eletricidade é normalmente comercializada em unidades de 100 kW. Cada uma das 10 unidades fornecidas por uma bateria de capacidade de megawatt pode fornecer energia de controle primário pela manhã, energia de controle secundário ao meio-dia e, em seguida, ser usado no mercado do dia seguinte. As concorrências alemãs para o balanceamento energético normalmente têm faixas horárias de quatro horas, mas estão disponíveis faixas horárias de 15 minutos, dependendo dos submercados e das plataformas de negociação.
Software, não pessoas
A startup Entrix, com sede em Munique, normalmente cota 200 negociações por megawatt por dia. São 20 mil trocas diárias por uma bateria de 100 MW. Sem surpresa, isso requer software porque as transações, como disse Urban, “são tão rápidas que não podem mais ser feitas manualmente”.
Pode ser que “muitas negociações no mercado de eletricidade ainda sejam realizadas manualmente”, de acordo com Bastian Hechenrieder, chefe de desenvolvimento de produtos da Entrix, mas o objetivo é automatizar totalmente as funções do mercado de armazenamento de baterias com um algoritmo monitorando mercados relevantes o tempo todo e tomando decisões de negociação. Como resultado, as empresas agora oferecem a negociação de armazenamento de baterias como um serviço.
Aqueles preocupados com a degradação da bateria podem ficar alarmados com o enorme número de transações envolvidas, mas o dia de negociação de uma bateria grande é relativamente tranquilo, normalmente com dois ciclos completos por dia. A maioria das negociações não afeta a bateria. Como certas transações em bolsas de valores, o lucro é obtido simplesmente pelo fato de que um determinado produto tem um preço mais baixo no momento em que é comprado do que em outro momento em que é vendido novamente.
A diferença fundamental para a negociação de alta frequência na bolsa de valores é que todos os envolvidos se beneficiam da negociação orientada por algoritmos no mercado de eletricidade. Como apontou Urban, os operadores de arbitragem “simultaneamente amortecem as flutuações de preços das quais realmente ganham”. O mercado da eletricidade funciona com base no princípio da oferta e da procura. Se a eletricidade é abundante e, portanto, barata, os comerciantes ficam felizes em comprar, o que estabiliza o preço novamente. Se a eletricidade é escassa e, portanto, cara, todos querem ganhar dinheiro e um maior número de ofertas fará com que os preços caiam.
Virtualmente virtual
A arte de um algoritmo bem escrito é concluir o maior número possível de negócios em que o armazenamento da bateria não precisa ser usado ativamente. Na Entrix, isso é chamado de “negociação virtual”.
Para negociação virtual, é essencial que um comercializador também seja capaz de executar a transação que está pendente no momento. Se eles concordaram em entregar um megawatt-hora e não conseguem adquiri-lo em tempo hábil a um preço vantajoso, eles ainda devem honrar o acordo. Este grande número de opções em rápida mudança constitui uma grande parte do trabalho dos comerciantes. Lennard Wilkening, CEO da startup Suena, com sede em Hamburgo, disse que é frequentemente questionado se a proporção de negociações virtuais pode ser quantificada com um preço definido. Isso não é fácil, disse ele, porque o alcance é “três a 10 vezes o que passa fisicamente pela bateria”. Com os retornos que são gerados com uma grande instalação de armazenamento, a proporção desses tipos de negociações é muito menor, devido às margens baixas.
Na Entrix, a parte não realizada fisicamente do volume de negociação pode representar “mais de 90%”. Apesar das margens mais baixas, essa é uma afirmação importante para a aquisição de clientes, pois a bateria serve apenas como backup. Ele ganha seu dinheiro em seu “sono”, por assim dizer, e, portanto, as negociações não têm impacto na bateria em si em termos de degradação da bateria de desgaste. Também é essencial que uma bateria seja ciclada o mais suavemente possível. Hechenrieder, da Entrix, explicou que há “vários graus de liberdade” que dependem das condições de garantia específicas de um fabricante, das condições locais e das especificações de um operador de bateria.
Armazenagem comercial
O potencial de sistemas de armazenamento abaixo do limite de 1 MW para usar a comercialização automatizada está agora sendo colocado à prova pela Levl Energy, uma spinoff da Enpulse Ventures, que é uma subsidiária da empresa alemã de energia EnBW que foi criada para promover startups de energia.
O conceito Levl centra-se em sistemas de armazenamento comercial com uma capacidade de algumas dezenas a algumas centenas de quilowatts-hora. Estes devem poder continuar a cumprir o seu objetivo original de limitação de carga máxima ou otimização do autoconsumo sem restrições. O software desenvolvido pela Levl permite que unidades de armazenamento comerciais sejam integradas à rede sem hardware adicional.
À medida que o tempo de operação aumenta, os cálculos se tornam mais precisos. Desta forma, e agregadas num único grupo de balanceamento, as baterias comerciais podem então ser transferidas para um comerciante e utilizadas para transações de arbitragem. Levl poderia, portanto, preencher a lacuna entre empresas como Suena, Entrix e outros comerciantes de baterias e operadores de armazenamento comercial. A busca está em andamento por operadores de rede cooperativa.
O número de partes envolvidas na comercialização rápida e em várias camadas de eletricidade de sistemas de armazenamento de baterias pode aumentar significativamente por meio de players como a Levl. Os requisitos para o software usado neste mercado não serão mais simples, mas a indústria está otimista. O CEO da Suena, Wilkening, disse que ainda deve haver “uma opção de intervenção manual”, não apenas por razões técnicas, mas também no caso de surgir uma oportunidade de negociação lucrativa que o algoritmo não reconheça – paradoxalmente, com o objetivo de evitar que isso aconteça em primeiro lugar.
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