PROPOSTA METODOLÓGICA PARA QUANTIFICAÇÃO E CERTIFICAÇÃO DA CONTRIBUIÇÃO ENERGÉTICA DOS SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA DE CURTA E MÉDIA DURAÇÃO SOB A ÓTICA SISTÊMICA
Certificação de Energia, Contratação de Longo Prazo, Quantificação de Serviços, Sistemas de Armazenamento de Energia de Curta e Média Duração
A tese propõe o desenvolvimento de uma metodologia para o cálculo da contribuição e certificação dos sistemas de armazenamento de energia (SAE) de curta e média duração para o atendimento das necessidades do sistema elétrico compatíveis com a discretização da programação da operação energética.
Os SAE são equipamentos que armazenam energia para uso posterior em formato de energia elétrica, sem geração própria. Devido à diversidade de tecnologias de armazenamento, o volume de energia armazenada e a velocidade do tempo de resposta, os SAE podem prover diversos serviços para toda a cadeia do setor elétrico.
Entretanto, existem dificuldades quanto à quantificação dos serviços prestados, à valoração desses serviços e à forma de remuneração adequada para o investidor.
Diante disso, o objetivo geral desta tese é o desenvolvimento de uma metodologia para quantificar e certificar os serviços energéticos dos Sistemas de Armazenamento de Energia de curta e média duração sob a perspectiva do sistema elétrico, contribuindo para sua viabilidade econômica e para o aperfeiçoamento do planejamento e da regulação setorial. O resultado é um “Certificado” ou “Lastro”, coerente com as características do equipamento, o serviço prestado e sua contribuição para o sistema. Serviços com tempos de acionamento inferiores aos do despacho (controle de frequência e tensão, qualidade da energia e demais serviços ancilares) estão fora do escopo.
O certificado desempenha, para o armazenamento, o papel que o crédito firme de energia (p. ex., Garantia Física) ou de capacidade desempenha para a geração: é a parte do ativo que o sistema de energia reconhece efetivamente, expressa em termos energéticos. Como o armazenamento não adiciona energia, apenas a realoca no tempo, o certificado mede a melhoria resultante na adequação do sistema. Trata-se de um índice de quantidade, e não de preço; a valoração monetária e a viabilidade financeira do projeto estão fora do escopo.
A utilização do certificado possui algumas vantagens: para o sistema, evita a sobrecontratação de equipamentos; para o investidor, reduz o risco do negócio, pois oferece uma referência estável para a contratação e a receita ao longo do tempo. Espera-se que o indicador, expresso em unidades físicas, se mantenha estável mesmo com atualizações periódicas do certificado, o que será verificado ao longo da tese. Isso também tende a mitigar a “canibalização” dos SAE, quando sua própria operação reduz o diferencial de preços horários do qual depende sua remuneração no mercado de curto prazo.
Os objetivos específicos da tese são:
• Analisar e definir os serviços energéticos prestados pelos SAE;
• Propor uma metodologia para quantificar e certificar a contribuição dos SAE sob o ponto de vista do sistema para os serviços energéticos analisados;
• Avaliar métricas de risco adequadas para o cálculo dos benefícios, que resultará no certificado de contribuição para o serviço prestado;
• Validar a metodologia para diferentes serviços e submercados para a instalação do equipamento, considerando horários fixos e variáveis para o carregamento e descarregamento da energia do equipamento.
A metodologia proposta foca em sistemas de armazenamento de curta e média duração em que a contribuição sistêmica é realizada por meio da realocação intradiária da energia. Armazenamentos de longa duração e sazonais, que alteram a política de operação dos reservatórios, estão fora do escopo. A metodologia compara duas simulações de despacho com resolução horária, com e sem o SAE candidato, idênticas em todos os demais aspectos. Como os serviços-alvo são baseados em energia, o sistema deve primeiro atender a critérios de adequação energética de longo prazo (por exemplo, segurança energética anual) antes de analisar o desempenho de curto prazo. O indicador agrega a energia não atendida (déficit e violações de reserva) e a energia não aproveitada (corte renovável e vertimento).
Para validar a metodologia, a contribuição será calculada para diferentes capacidades de potência e de armazenamento, localizações e serviços de disponibilidade de capacidade, injeção de potência na ponta e flexibilidade para redução da rampa solar, em simulações horárias para o sistema elétrico brasileiro.
Até o momento, foram realizadas a revisão bibliográfica sobre os SAE e seus serviços, a análise da experiência internacional de quantificação e remuneração e a revisão do marco legal e regulatório brasileiro, além do desenvolvimento da metodologia e de estudos de caso. Os resultados preliminares, obtidos para seis casos no horizonte de 2029, mostram a viabilidade da utilização da metodologia, indicando que é possível o cálculo para diferentes configurações e serviços e que, conforme esperado, o incremento da capacidade instalada do SAE apresenta benefício marginal decrescente para o sistema, o que permite sinalizar ao investidor e ao planejador o serviço e o dimensionamento mais adequados para cada configuração do sistema. Um artigo com a prova de conceito, intitulado “A System-Level Framework for Quantifying and Certifying the Energy Contribution of Short- and Medium-Duration Storage”, está em fase final de redação para submissão a evento da IEEE Power & Energy Society (PES).
Próximos passos e cronograma previsto:
• Dez/2026: exame de qualificação e submissão do artigo de prova de conceito à IEEE PES;
• Até Abr/2027: incorporação das recomendações da banca; aplicação da metodologia a outros anos-chave, submercados e configurações do SAE; validação dos serviços descritos acima, com carregamento fixo e livre;
• Até Jun/2027: análise da estabilidade do certificado e definição dos critérios de risco (valor esperado e CVaR);
• Até Set/2027: redação final da tese e submissão de artigo em periódico com os resultados consolidados;
• Até Dez/2027: defesa da tese.