A Alemanha depende do armazenamento de energia: insights sobre armazenamento doméstico, armazenamento comercial e soluções de armazenamento em grande escala

A Alemanha posicionou-se como pioneira na transição energética e uma parte central desta transformação é o armazenamento de energia. As baterias, utilizadas em residências, bem como em estabelecimentos comerciais e industriais, bem como em grandes projetos de infraestruturas, desempenham um papel crucial. Com a utilização crescente de energias renováveis, como a solar e a eólica, que naturalmente têm disponibilidade flutuante, o armazenamento de energia está a tornar-se cada vez mais importante em todos os setores.

O papel do armazenamento doméstico: descentralização do fornecimento de energia

Os últimos números de dezembro de 2024 mostram que existem cerca de 1,66 milhões de sistemas de armazenamento de baterias registados na Alemanha. A maioria desses sistemas são sistemas de armazenamento doméstico com capacidades de até 30 quilowatts-hora. Esses sistemas de armazenamento permitem que as famílias armazenem temporariamente o excesso de eletricidade gerada pelos sistemas solares e a utilizem quando necessário. Isto não só aumenta a independência face ao aumento dos preços da electricidade, como também constitui um contributo valioso para a estabilização da rede eléctrica.

Com uma capacidade total de impressionantes 12,6 gigawatts-hora (GWh), os sistemas de armazenamento doméstico representam a maior parte da capacidade de armazenamento instalada na Alemanha. Isto mostra que as famílias desempenham um papel fundamental na transição energética. O armazenamento de baterias é um investimento cada vez mais atraente para os proprietários, especialmente em combinação com programas de financiamento governamental, como o programa de empréstimos KfW ou subsídios regionais.

Mercado dinâmico de armazenamento doméstico na Europa

Numa comparação europeia, a Alemanha continua a ser o principal mercado de armazenamento doméstico. As previsões para 2024 pressupõem um aumento de 11 gigawatts-hora de capacidade de armazenamento doméstico na Europa. Alemanha e Itália são os maiores mercados. Esta tendência realça a importância crescente do armazenamento doméstico na Europa, especialmente em países que dependem fortemente da energia solar.

A elevada procura de armazenamento doméstico na Alemanha é apoiada por vários factores:

• Aumento dos custos de energia: Cada vez mais famílias procuram formas de aumentar a sua independência energética.
• Avanços tecnológicos: Os avanços na eficiência e na vida útil das baterias de íons de lítio aumentaram significativamente a atratividade do armazenamento.
• Enquadramento político: O governo federal estabeleceu metas claras para a descarbonização do setor energético, o que promove investimentos em energias renováveis ​​e tecnologias de armazenamento.

Armazenagem comercial: flexibilidade e custo-benefício para empresas

Além do armazenamento doméstico, o armazenamento comercial também desempenha um papel cada vez mais importante. Estes sistemas, que normalmente têm capacidades entre 30 quilowatts-hora e vários megawatts-hora, são utilizados pelas empresas para reduzir picos de carga, reduzir custos de energia e garantir a segurança do abastecimento. Os sistemas de armazenamento comercial permitem que as empresas aumentem a sua própria taxa de consumo e se tornem menos dependentes das flutuações de preços no mercado de electricidade.

Além disso, o armazenamento comercial contribui para a estabilidade da rede, fornecendo serviços de controlo e equilíbrio de frequência. Muitas empresas também utilizam o seu armazenamento em centrais elétricas virtuais, onde numerosas fontes e armazenamento descentralizados de energia estão interligados para apoiar a estabilidade da rede e gerar receitas adicionais através da participação no mercado de energia.

Armazenamento em grande escala: pedra angular da transição energética

Os sistemas de armazenamento em grande escala, que muitas vezes têm capacidades na ordem dos dois dígitos dos megawatts-hora ou mais, são um alicerce central para a transição energética. Geralmente são utilizados em combinação com parques solares ou eólicos e permitem armazenar o excesso de energia e posteriormente alimentá-la na rede. Isto é particularmente importante para compensar a volatilidade das energias renováveis.

Um exemplo proeminente é o uso de armazenamento em grande escala para estabilizar a rede elétrica. À medida que a quota de energia renovável na rede aumenta, torna-se cada vez mais importante compensar as flutuações de curto prazo. Os sistemas de armazenamento em grande escala podem reagir às flutuações da rede em frações de segundo e, assim, contribuir para a segurança do abastecimento.

Desenvolvimentos e desafios tecnológicos

A indústria de armazenamento de energia enfrenta um rápido progresso tecnológico. As baterias de iões de lítio dominam atualmente o mercado, mas tecnologias alternativas, como baterias de estado sólido, baterias de fluxo redox ou armazenamento de hidrogénio, estão a tornar-se cada vez mais importantes. Estas tecnologias oferecem potencialmente densidades energéticas mais elevadas, vidas úteis mais longas e custos mais baixos.

No entanto, um dos maiores desafios continua a ser o fornecimento de matérias-primas. O lítio, o cobalto e o níquel, componentes centrais de muitos sistemas de baterias atuais, têm um fornecimento limitado e estão frequentemente associados a desafios ecológicos e sociais na extração. A reciclagem e o desenvolvimento de tecnologias que requerem materiais menos críticos são, portanto, prioridades fundamentais de investigação.

Benefícios económicos e ecológicos

Os sistemas de gestão de energia e as soluções de armazenamento não só oferecem vantagens económicas, mas também contribuem significativamente para a protecção do clima. Ao armazenar eletricidade renovável, o uso de energia fóssil pode ser reduzido. Ao mesmo tempo, o armazenamento promove a produção descentralizada de energia e ajuda a aliviar a carga da rede elétrica.

Além disso, o armazenamento de energia também oferece proteção contra quedas de energia. Estes sistemas estão a tornar-se cada vez mais importantes, especialmente em tempos de aumento dos extremos climáticos causados ​​pelas alterações climáticas.

O caminho para um futuro sustentável

O futuro do armazenamento de energia na Alemanha e na Europa parece promissor. Com mais investimentos em investigação e desenvolvimento, bem como com a melhoria contínua do quadro político, a tecnologia de armazenamento de energia poderá desempenhar um papel ainda maior. A Alemanha tem a oportunidade de expandir a sua posição de liderança nesta área e servir de modelo para outros países.

A combinação de armazenamento doméstico, armazenamento comercial e armazenamento em grande escala forma um sistema abrangente que constitui a base para um fornecimento de energia sustentável e amigo do clima. Através de modelos de negócio inovadores, tecnologias avançadas e uma visão clara para o futuro, a indústria de armazenamento de energia pode dar um contributo decisivo para a transição energética global.

Com progresso constante e aceitação crescente na sociedade, a Alemanha enfrenta uma nova fase da transição energética na qual as tecnologias de armazenamento desempenharão o papel central. A implementação bem sucedida desta mudança não só criará oportunidades económicas, mas também contribuirá para a luta global contra as alterações climáticas.

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A Alemanha depende cada vez mais da utilização do armazenamento de energia para avançar com sucesso na transição energética e aumentar continuamente a quota de energias renováveis ​​no cabaz eléctrico. “Um fornecimento de energia sustentável dificilmente é concebível sem soluções de armazenamento eficientes”, é a conclusão de muitos especialistas que trabalham neste tema. O armazenamento doméstico, o armazenamento comercial e o armazenamento grande desempenham, cada um, um papel importante. Abaixo, damos uma olhada detalhada nos desenvolvimentos atuais, resumindo os antecedentes técnicos, tendências de mercado e perspectivas, a fim de traçar uma imagem abrangente do cenário de armazenamento de energia na Alemanha.

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Desenvolvimento e distribuição de sistemas de armazenamento doméstico

Os dados mais atuais disponíveis estão disponíveis desde 17 de dezembro de 2024, o que ilustra o quão dinamicamente o mercado se desenvolveu: Cerca de 1,66 milhões de sistemas de armazenamento de bateria registrados estão registrados na Alemanha, sendo a maioria desses sistemas de armazenamento soluções instaladas de forma privada com capacidade de até 30 quilowatts-hora. Este rápido crescimento na área de armazenamento descentralizado de energia acelerou nos últimos anos. As famílias que decidem combinar um sistema solar com armazenamento adequado beneficiam disto de várias maneiras. Por um lado, os sistemas de armazenamento doméstico permitem um melhor aproveitamento da energia solar que você mesmo gera e, por outro lado, garantem a estabilidade do seu próprio fornecimento de energia. Outro incentivo são os benefícios financeiros que podem surgir – se maximizar o seu próprio consumo, a sua dependência da eletricidade da rede diminui.

A capacidade total de todos os sistemas de armazenamento domésticos na Alemanha excede agora significativamente a dos grandes sistemas de armazenamento. Só os pequenos sistemas de armazenamento em residências já têm uma capacidade total de 12,6 gigawatts-hora (GWh). Este número ilustra a contribuição crucial que as famílias dão para a transição energética. Embora os sistemas de armazenamento em grande escala sejam normalmente operados por fornecedores de energia ou empresas industriais e sejam utilizados para compensar flutuações de frequência da rede ou para estabilizar a rede eléctrica, os numerosos sistemas descentralizados de armazenamento doméstico são a espinha dorsal de uma transição energética orientada de baixo para cima: os cidadãos decidir investir ativamente em sistemas fotovoltaicos e armazenamento de baterias para gerar e armazenar parte da sua energia de forma independente.

O papel da Alemanha no mercado europeu de armazenamento doméstico

Numa comparação europeia, a Alemanha destaca-se como um dos mercados mais importantes para armazenamento doméstico. Esperavam-se mais 11 gigawatts-hora de armazenamento doméstico em toda a Europa em 2024. “A Alemanha e a Itália são considerados os dois maiores mercados de armazenamento doméstico na Europa”, segundo alguns observadores do setor. Isto deve-se, entre outras coisas, aos instrumentos de financiamento já estabelecidos em ambos os países, bem como aos preços comparativamente elevados da eletricidade, que tornam a operação económica de tais soluções de armazenamento atrativa para os particulares. Além disso, ambos os países têm objetivos muito ambiciosos para a integração de energias renováveis, o que está a impulsionar intensamente projetos solares e de armazenamento.

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Armazenamento comercial como soluções flexíveis para empresas

Além dos sistemas de armazenamento doméstico, há uma variedade de sistemas de armazenamento de energia de médio porte que são frequentemente usados ​​em empresas comerciais. Esses sistemas de armazenamento comercial geralmente têm uma produção entre 30 e algumas centenas de quilowatts-hora e podem ser integrados com precisão em conceitos operacionais existentes. Por exemplo, as empresas artesanais, as médias empresas e as empresas agrícolas dependem cada vez mais de sistemas híbridos constituídos por sistemas fotovoltaicos, pequenas turbinas eólicas ou centrais combinadas de calor e energia com armazenamento de baterias associado. A vantagem é óbvia: as cargas de pico podem ser absorvidas, podem ser alcançadas taxas de autoconsumo mais elevadas e os custos de eletricidade podem ser reduzidos. Estas soluções de armazenamento também oferecem opções para fornecimento de energia de emergência caso ocorram gargalos de curto prazo na rede. Isto significa que o fornecimento de energia de uma empresa se torna mais fiável e previsível, ao mesmo tempo que os custos operacionais também podem ser significativamente reduzidos.

Armazenamento em grande escala como estabilizadores da rede elétrica

As grandes soluções de armazenamento desempenham um papel diferente, mas igualmente importante. Seu principal objetivo é compensar as flutuações de frequência, alimentando ou absorvendo energia na rede a cada segundo. Especialmente em alturas em que a percentagem de energias renováveis ​​flutua muito - por exemplo, quando o vento sopra muito forte ou a radiação solar diminui repentinamente - grandes amortecedores são essenciais para manter a frequência da rede estável. Tais sistemas muitas vezes atingem capacidades na faixa de megawatts-hora a gigawatts-hora e exigem investimentos significativos em construção. No entanto, são considerados uma componente importante da transição energética, especialmente se a quota da energia solar e eólica continuar a aumentar. Sem armazenamento por bateria e outras tecnologias de armazenamento, poderiam surgir situações semelhantes a apagões se, por exemplo, vários gigawatts de energia solar caíssem repentinamente.

Diversidade de tecnologias no desenvolvimento de memória

Um aspecto interessante deste desenvolvimento reside na diversidade tecnológica das soluções de armazenamento. Atualmente, vários sistemas de armazenamento doméstico dependem da tecnologia de íons de lítio. Esta estabeleceu-se como líder de mercado nos últimos anos devido à sua elevada densidade energética, vida útil comparativamente longa e preços em queda. No entanto, existem também outras abordagens, como as baterias de fluxo redox, que funcionam com eletrólitos líquidos e são caracterizadas pela fácil escalabilidade, embora até agora tenham sido menos difundidas. Em alguns casos, as baterias de iões de lítio também são utilizadas para armazenamento industrial em grande escala, mas em alguns casos as pessoas estão a experimentar tipos de baterias alternativos, a fim de evitar a escassez de matérias-primas ou problemas de reciclagem. O hidrogénio também está a tornar-se cada vez mais importante como dispositivo de armazenamento de energia, especialmente em sectores onde a electrificação directa nem sempre é prática, como a indústria pesada ou os transportes.

Conceitos Vehicle-to-grid: potencial da eletromobilidade

O que também é interessante é a possibilidade de os carros eléctricos serem cada vez mais integrados no sistema energético no futuro. Com os conceitos de veículo para rede (V2G), a energia armazenada nas baterias dos carros elétricos poderia ser temporariamente realimentada na rede. Embora o foco principal neste momento seja cobrir o consumo pessoal e reduzir os picos de carga durante o carregamento, a perspectiva futura é que os milhões de carros eléctricos na Alemanha funcionem como dispositivos de armazenamento móveis e descentralizados. Isto poderia estabilizar ainda mais a estrutura global da rede eléctrica, uma vez que a maioria dos veículos está estacionada à noite ou no trabalho e, portanto, teria tempo para libertar ou absorver energia na rede, a fim de compensar os estrangulamentos.

Quadro político e jurídico para o armazenamento de energia

Além dos aspectos tecnológicos e do grande número de sistemas de armazenamento instalados, o enquadramento político e jurídico desempenha um papel importante. A Alemanha tem programas de financiamento para sistemas fotovoltaicos e soluções de armazenamento que foram estabelecidos há anos, com as condições sendo continuamente ajustadas. Tais medidas incluem frequentemente empréstimos a juros baixos, subsídios de reembolso ou subsídios ao investimento direto e são populares entre particulares, empresas ou instituições públicas. Além disso, é importante simplificar os obstáculos burocráticos e acelerar os procedimentos de aprovação, a fim de permitir a expansão generalizada da infraestrutura de carregamento e armazenamento. A atratividade do autoconsumo também é alimentada pelo aumento constante dos preços da eletricidade, que aumentam a vantagem económica da independência do mercado da eletricidade.

Desafios na recuperação e reciclagem de baterias de íons de lítio

Contudo, também existem desafios que ainda precisam ser superados. Isto inclui a recolha e reciclagem a longo prazo de baterias de iões de lítio, uma vez que é necessário garantir que os materiais utilizados são processados ​​de forma limpa. Matérias-primas como o lítio e o cobalto são de difícil acesso em algumas regiões do mundo e representam riscos ecológicos e sociais quando extraídas. Os fabricantes e os políticos são obrigados a desenvolver estratégias para a reciclagem e reutilização de células de bateria, para que os sistemas de armazenamento de energia de amanhã sejam verdadeiramente sustentáveis. Os esforços atuais visam reciclar melhor as matérias-primas compatíveis com as baterias, criar sistemas de retoma e intensificar a investigação sobre produtos químicos celulares alternativos.

Segurança das baterias de íon de lítio e sua operação

Outra questão no ambiente de armazenamento de energia é a segurança. As baterias de íons de lítio, em particular, devem ser tratadas com cuidado durante a instalação e operação para minimizar o risco de incêndio ou outros acidentes. Os utilizadores são, portanto, encorajados a respeitar os selos de qualidade e a confiar na instalação profissional realizada por empresas especializadas. Os sistemas modernos de armazenamento doméstico e seus componentes geralmente possuem amplos mecanismos de segurança e sistemas de monitoramento que podem detectar condições críticas em tempo hábil e iniciar contramedidas. Os fornecedores de energia e os operadores de rede também atribuem grande importância às certificações adequadas, a fim de manter os padrões de compatibilidade na ligação à rede.

Oportunidades económicas através de tecnologias de armazenamento de energia

Ao mesmo tempo, o armazenamento de energia oferece oportunidades económicas para a Alemanha. Muitas empresas de engenharia mecânica, engenharia elétrica e indústria química estão envolvidas na cadeia de valor que envolve tecnologias de baterias e armazenamento. Desde a extracção de materiais à produção de células, passando pela integração e manutenção de sistemas, estão a ser criados novos empregos e pólos de inovação. O governo federal e vários estados federais lançaram, portanto, programas especiais para apoiar a pesquisa e o desenvolvimento nesta área. Os exemplos incluem fábricas piloto para produção de células, centros de investigação para armazenamento de hidrogénio e campos de teste para integração de redes inteligentes.

Avanços tecnológicos para residências particulares

Por último, mas não menos importante, os agregados familiares que decidiram antecipadamente pelo armazenamento também beneficiam dos avanços tecnológicos. Muitas gerações de sistemas mais recentes possuem uma estrutura modular e podem ser expandidas à medida que a demanda aumenta. Além disso, o preço por quilowatt-hora da capacidade de armazenamento costuma cair de ano para ano, o que continua a tornar atrativo o início do armazenamento de energia solar. Isto significa que ainda mais pessoas estarão interessadas em encontrar a sua própria solução para a transição energética doméstica no futuro. “O futuro pertence àqueles que se capacitam para fazer parte da solução”, afirmam alguns defensores do fornecimento descentralizado de energia.

Perspectivas europeias sobre a expansão do armazenamento de energia

Se olharmos para além das fronteiras da Alemanha, podemos ver que outros países europeus também estão a acelerar a expansão das suas capacidades de armazenamento de energia. De acordo com diversas observações de mercado, Itália, Espanha, França e Reino Unido registam um interesse crescente entre as famílias e as empresas em investir em sistemas de baterias. A motivação aqui pode ser diferente: embora em alguns países haja uma forte ênfase nos objectivos climáticos, noutros aspectos os aspectos económicos e uma infra-estrutura de rede por vezes dilapidada motivam a expansão do armazenamento descentralizado. No entanto, uma ideia básica atravessa muitos países: o armazenamento de energia é uma parte cada vez mais indispensável para alcançar a transformação rumo à neutralidade climática nas próximas décadas.

Projetos de grande porte com armazenamento em bateria: flexibilidade e custo-benefício

Há também uma tendência para planear o armazenamento de baterias diretamente em projetos de energia renovável em grande escala. Isto cria parques solares ou eólicos que, em combinação com grandes baterias, podem deslocar a eletricidade gerada ao longo do tempo. Em vez de ter de vender o excesso de produção por pouco dinheiro devido aos picos de carga em determinadas horas, a electricidade é alimentada quando é paga mais caro no mercado ou quando a rede necessita de apoio. A longo prazo, esta tendência conduzirá a uma maior flexibilidade e rentabilidade das energias renováveis. No seu conjunto, todas estas diferentes opções de armazenamento – desde a garagem da casa até ao enorme parque de baterias – criam a espinha dorsal de uma fonte de alimentação moderna e ecológica.

Crescimento do armazenamento de energia na Alemanha e na Europa

Em resumo, pode-se dizer que o crescimento do armazenamento de energia na Alemanha está a aumentar de forma impressionante e a estabelecer-se numa ampla variedade de áreas. Os 1,66 milhões de unidades de armazenamento de baterias registadas em dezembro de 2024 sublinham o quão fortemente o mercado é impulsionado por particulares, enquanto grandes soluções de armazenamento continuam a ser essenciais para estabilizar a rede. Só uma capacidade total de 12,6 GWh de armazenamento doméstico ilustra a soma de muitas pequenas unidades de armazenamento que, em conjunto, dão um contributo decisivo para a transição energética. No contexto europeu, a Alemanha continua na vanguarda, juntamente com a Itália, no que diz respeito ao desenvolvimento de sistemas de armazenamento doméstico.

Inovações e sistemas energéticos sustentáveis ​​do futuro

O mercado continuará a desenvolver-se nos próximos anos através da inovação contínua, de programas de financiamento melhorados e do desenvolvimento constante da tecnologia de baterias. Tecnologias alternativas de armazenamento, como baterias de fluxo redox, hidrogénio ou outro armazenamento químico, podem tornar-se cada vez mais importantes. Ao mesmo tempo, aumentará a tendência para soluções de sistemas abrangentes, combinando diversas tecnologias. O potencial das aplicações veículo-rede é particularmente estimulante, nas quais os carros eléctricos poderão tornar-se um componente importante no armazenamento descentralizado de energia.

Tudo isto mostra que o futuro energético na Alemanha e na Europa requer abordagens pragmáticas mas orientadas para o futuro, a fim de conciliar a segurança do abastecimento e a protecção do clima. As famílias, as empresas comerciais e as grandes empresas são obrigadas, em conjunto, a modernizar continuamente o sistema energético e a complementá-lo com medidas inovadoras. O armazenamento de energia é a chave para uma elevada proporção de energias renováveis ​​e, portanto, um passo importante para a neutralidade climática. Tendo em conta a rápida evolução, espera-se que o número de sistemas de armazenamento de baterias instalados continue a aumentar acentuadamente nos próximos anos e que as tecnologias para o fornecimento de energia sustentável encontrem aplicação e aceitação cada vez mais amplas.

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Konrad Wolfenstein

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