O número de sistemas de armazenamento de energia de bateria (BESS) para aplicações fixas, incluindo escala de utilidade e aplicações distribuídas, começou a crescer significativamente, de acordo com a pesquisa da apricum, uma agência de consultoria de tecnologia limpa.De acordo com estimativas recentes, as vendas devem crescer de cerca de US$ 1 bilhão em 2018 para entre US$ 20 bilhões e US$ 25 bilhões em 2024.
Apricum identificou três principais impulsionadores para o crescimento da Bess: primeiro, progresso positivo nos custos de bateria.O segundo é o quadro regulamentar melhorado, que melhora a competitividade das baterias.Em terceiro lugar, a Bess é um mercado de serviços endereçável em crescimento.
1. Custo da bateria
O principal pré-requisito para a ampla aplicação do Bess é a redução dos custos relacionados durante a vida útil da bateria.Isto é conseguido principalmente através da redução das despesas de capital, melhorando o desempenho ou melhorando as condições de financiamento.

2. despesas de capital
Nos últimos anos, a maior redução de custo da tecnologia Bess é a bateria de íons de lítio, que caiu de cerca de US$ 500-600/kwh em 2012 para US$ 300-500/kWh atualmente.Isso se deve principalmente à posição dominante da tecnologia em aplicações móveis, como indústrias “3C” (computadores, comunicação, eletrônicos de consumo) e veículos elétricos, e as economias de escala resultantes na fabricação.Nesse contexto, a Tesla planeja reduzir ainda mais o custo das baterias de íon-lítio por meio da produção de sua planta “Giga factory” de 35 GWH/kW em Nevada.A Alevo, uma fabricante americana de baterias de armazenamento de energia, anunciou um plano semelhante para transformar uma fábrica de cigarros abandonada em uma fábrica de baterias de 16 gigawatts-hora.
Atualmente, a maioria das startups de tecnologia de armazenamento de energia está comprometida em adotar outros métodos de baixo custo de capital.Eles percebem que será difícil atender à capacidade de produção de baterias de íon-lítio, e empresas como EOS, aquion ou ambri estão projetando suas baterias para atender a certos requisitos de custo desde o início.Isso pode ser alcançado usando um grande número de matérias-primas baratas e tecnologias altamente automatizadas para eletrodos, membranas de troca de prótons e eletrólitos, e terceirizando sua produção para empreiteiros de fabricação em escala global, como a Foxconn.Como resultado, a EOS disse que o preço de seu sistema de classe de megawatts é de apenas US$ 160/kWh.
Além disso, compras inovadoras podem ajudar a reduzir o custo de investimento da Bess.Por exemplo, a Bosch, a BMW e a concessionária sueca Vattenfall estão instalando sistemas fixos de armazenamento de energia de 2 MW/2 MWh baseados em baterias de íons de lítio usadas nos carros BMW I3 e ActiveE.
3. desempenho
Os parâmetros de desempenho da bateria podem ser melhorados através dos esforços dos fabricantes e operadores para reduzir o custo do sistema de armazenamento de energia da bateria (BESS).A duração da bateria (ciclo de vida e ciclo de vida) obviamente tem uma grande influência na economia da bateria.No nível de fabricação, adicionando aditivos proprietários aos produtos químicos ativos e melhorando o processo de produção para obter uma qualidade de bateria mais uniforme e consistente, a vida útil pode ser estendida.
Obviamente, a bateria sempre deve operar de forma eficaz dentro de sua faixa operacional projetada, por exemplo, quando se trata da profundidade de descarga (DoD).A vida útil do ciclo pode ser estendida significativamente limitando a possível profundidade de descarga (DoD) na aplicação ou usando sistemas com capacidade maior do que o necessário.O conhecimento detalhado dos melhores limites operacionais obtidos por meio de rigorosos testes laboratoriais, bem como possuir um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) adequado são uma grande vantagem.A perda de eficiência de ida e volta é principalmente devido à histerese inerente na química da célula.Taxa de carga ou descarga apropriada e boa profundidade de descarga (DoD) são úteis para manter a alta eficiência.
Além disso, a energia elétrica consumida pelos componentes do sistema de bateria (resfriamento, aquecimento ou sistema de gerenciamento de bateria) afeta a eficiência e deve ser reduzida ao mínimo.Por exemplo, adicionando elementos mecânicos a baterias de chumbo-ácido para evitar a formação de dendritos, a degradação da capacidade da bateria ao longo do tempo pode ser aliviada.

4. Condições de financiamento
O negócio bancário dos projetos Bess é frequentemente afetado pelo histórico limitado de desempenho e pela falta de experiência das instituições financeiras no desempenho, manutenção e modelo de negócios de armazenamento de energia em baterias.

Fornecedores e desenvolvedores de projetos de sistema de armazenamento de energia em bateria (BESS) devem tentar melhorar as condições de investimento, por exemplo, por meio de esforços de garantia padronizados ou por meio da implementação de um processo abrangente de teste de bateria.

Em geral, com a diminuição das despesas de capital e o aumento do número de baterias acima mencionadas, a confiança dos investidores aumentará e o seu custo de financiamento diminuirá.

5. Marco regulatório
Sistema de armazenamento de energia da bateria implantado pela wemag/younicos
Como todas as tecnologias relativamente novas que entram em mercados maduros, o sistema de armazenamento de energia em bateria (BESS) depende, até certo ponto, de uma estrutura regulatória favorável.Pelo menos isso significa que não há barreiras à participação no mercado para o sistema de armazenamento de energia em bateria (BESS).Idealmente, os departamentos governamentais verão o valor dos sistemas de armazenamento fixo e motivarão suas aplicações de acordo。
Um exemplo de eliminação do impacto de suas barreiras de aplicação é o pedido 755 da Federal Energy Regulatory Commission (FERC), que exige que isos3 e rtos4 forneçam pagamentos mais rápidos, precisos e de maior desempenho para recursos mw-miliee55.À medida que a PJM, um operador independente, transformou o seu mercado grossista de eletricidade em outubro de 2012, a escala do armazenamento de energia tem vindo a aumentar.Como resultado, dois terços dos equipamentos de armazenamento de energia de 62 MW implantados nos Estados Unidos em 2014 são produtos de armazenamento de energia da PJM.Na Alemanha, os usuários residenciais que compram energia solar e sistemas de armazenamento de energia podem obter empréstimos com juros baixos do KfW, banco de desenvolvimento do governo alemão, e obter até 30% de desconto no preço de compra.Até agora, isso levou à instalação de cerca de 12.000 sistemas de armazenamento de energia, mas deve-se notar que outros 13.000 são construídos fora do programa.Em 2013, a autoridade reguladora da Califórnia (CPUC) exigiu que o setor de serviços públicos comprasse 1.325gw de capacidade de armazenamento de energia até 2020. O programa de aquisição visa demonstrar como as baterias podem modernizar a rede e ajudar a integrar a energia solar e eólica.

Os exemplos acima são grandes eventos que têm despertado grande preocupação no campo do armazenamento de energia.No entanto, mudanças pequenas e muitas vezes despercebidas nas regras podem ter um forte impacto na aplicabilidade regional do sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS).Exemplos potenciais incluem:

Simplesmente reduzindo os requisitos mínimos de capacidade dos principais mercados de armazenamento de energia da Alemanha, os sistemas residenciais de armazenamento de energia poderão participar como usinas de energia virtuais, fortalecendo ainda mais o caso de negócios da Bess.
O elemento central do terceiro plano de reforma energética da UE, que entrou em vigor em 2009, é a separação dos negócios de geração e vendas de energia de sua rede de transmissão.Neste caso, devido a algumas incertezas legais, as condições em que o operador do sistema de transporte (TSO) poderá operar o sistema de armazenamento de energia não estão totalmente claras.A melhoria da legislação estabelecerá uma base para a aplicação mais ampla do sistema de armazenamento de energia da bateria (BESS) no suporte à rede elétrica.
Solução de energia AEG para mercado de serviço endereçável
A tendência específica do mercado global de eletricidade está causando uma demanda crescente por serviços.Em princípio, o serviço Bess pode ser adotado.As tendências relacionadas são as seguintes:
Devido à flutuação da energia renovável e ao aumento da elasticidade do fornecimento de energia durante desastres naturais, a demanda por flexibilidade no sistema de energia está aumentando.Aqui, os projetos de armazenamento de energia podem fornecer serviços auxiliares, como controle de frequência e tensão, mitigação de congestionamento da rede, restrição de energia renovável e black start.

Expansão e implantação de infraestrutura de geração e transmissão e distribuição devido ao envelhecimento ou insuficiência de capacidade, bem como aumento da eletrificação nas áreas rurais.Nesse caso, o sistema de armazenamento de energia em bateria (BESS) pode ser usado como uma alternativa para atrasar ou evitar investimentos em infraestrutura para estabilizar a rede elétrica isolada ou melhorar a eficiência dos geradores a diesel no sistema off grid.
Os usuários finais industriais, comerciais e residenciais estão lutando para lidar com tarifas de eletricidade mais altas, especialmente devido a mudanças de preços e custos de demanda.Para os (potenciais) proprietários residenciais de geração de energia solar, o preço reduzido da rede afetará a viabilidade econômica.Além disso, a fonte de alimentação geralmente não é confiável e é de baixa qualidade.As baterias estacionárias podem ajudar a aumentar o autoconsumo, realizar “recorte de pico” e “mudança de pico” enquanto fornecem fonte de alimentação ininterrupta (UPS).
Obviamente, para atender a essa demanda, existem várias opções tradicionais de armazenamento não energético.Se as baterias constituem uma escolha melhor, deve ser avaliado caso a caso e pode variar muito de região para região.Por exemplo, embora existam alguns casos positivos de negócios na Austrália e no Texas, esses casos precisam superar o problema da transmissão de longa distância.O comprimento típico do cabo de nível de média tensão na Alemanha é inferior a 10 km, o que torna a expansão da rede elétrica tradicional uma alternativa de menor custo na maioria dos casos.
Em geral, o sistema de armazenamento de energia da bateria (BESS) não é suficiente.Portanto, os serviços devem ser integrados na “sobreposição de benefícios” para reduzir custos e compensar por diversos mecanismos.Começando com o aplicativo com a maior fonte de receita, devemos primeiro usar a capacidade ociosa para aproveitar as oportunidades no local e evitar barreiras regulatórias como o fornecimento de energia UPS.Para qualquer capacidade restante, serviços entregues à rede (como regulação de frequência) também podem ser considerados.Não há dúvida de que serviços adicionais não podem impedir o desenvolvimento de serviços importantes.

Impacto nos participantes do mercado de armazenamento de energia.
Melhorias nesses drivers levarão a novas oportunidades de negócios e subsequente crescimento do mercado.No entanto, desenvolvimentos negativos, por sua vez, levarão ao fracasso ou mesmo à perda da viabilidade econômica do modelo de negócios.Por exemplo, devido à escassez inesperada de algumas matérias-primas, a esperada redução de custos pode não ser realizada, ou a comercialização de novas tecnologias pode não ser realizada conforme o esperado.As mudanças nos regulamentos podem formar uma estrutura na qual a Bess não pode participar.Além disso, o desenvolvimento de indústrias adjacentes pode criar concorrência adicional para Bess, como controle de frequência de energia renovável usada: em alguns mercados (por exemplo, Irlanda), os padrões de rede já exigem parques eólicos como a principal reserva de energia.

Portanto, as empresas devem prestar muita atenção umas às outras, prever e influenciar positivamente o custo da bateria, a estrutura regulatória e participar com sucesso da demanda do mercado global de armazenamento de energia em bateria fixa..