Novas tecnologias dearmazenamentode energia

New technologies forenergy storage

Alberto Jorge Bernardo

www.efacec.com

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Solução: Sistemas de Armazenamento de Energia

Solution: Energy Storage Systems

RES não são capazes de

responder rapidamente

a variações na procura

RES cannot provide

immediate response to

power demand

Aumento da penetração

de renováveis (RES)

Increase of renewables

penetration (RES)

Esta combinação constrange a operação da rede, o que se traduz em

desafios de fiabilidade, qualidade de energia e eficiência

This combination constrains grid operation, leading to challenges, such

as reliability, power quality and operational efficiency

Armazenamento de Energia | Energy Storage

Porquê? | Why?

RES são intermitentes e

ajustam-se dificilmente

à procura energética

RES are intermittent & not

easily adjustable to power

demand

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Cargas| Loads

Cargas| Loads

Centrais | Power plants

Nivelamento de Carga| Load Levelling

ESSESS

Reserva Girante| Spinning Reserve

Qualidade de Energia | Power QualityCapacidade Firme | Capacity FirmingSuavização | Smoothing

ESS

ESS

Regulação de Tensão| Voltage regulation

Peak-shavingLoad-shifting

ESS

Peak-shavingNivelamento de Carga

| Load LevellingDiferimento Investimento

| Investment Deferral

ESS

Outras fontes renováveis

Distribuição (BT)| Distribution (LV)

Sub-transmissão (AT)| Sub-transmission (HV)

Distribuição (MT)| Distribution (MV)

Nivelamento de Carga | Load LevellingRegulação de Frequência | Freq. regulation

ESS

Armazenamento de Energia | Energy Storage

Porquê? | Why?

| Other renewable sources

Regulação de Frequência| Frequency Regulation

Transmissão (MAT)| Transmission (VHV)

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Armazenamento de Energia | Energy Storage

Perspetiva Tecnológica nos EUA | US Technology Outlook

5%

Fonte | Source: US Department of Energy, 2013, Report on Grid Energy Storage

5

Armazenamento de Energia | Energy Storage

Panorama Global | Global View

Fonte | Source: US Department of Energy http://www.energystorageexchange.org/

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Flywheels Electro-chemical

Armazenamento de Energia | Energy Storage

Panorama Global | Global View

Fonte | Source: US Department of Energy http://www.energystorageexchange.org/

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Renováveis / Renewables

T&D

Geração / Generation

Armazenamento de Energia | Energy Storage

Panorama Global | Global View

Fonte | Source: US Department of Energy http://www.energystorageexchange.org/

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T&D

Geração / Generation

Armazenamento de Energia | Energy Storage

Panorama Global | Global View

Fonte | Source: US Department of Energy http://www.energystorageexchange.org/

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Rastler, D.; “Electricity Energy Storage Technology Options”, EPRI – Technical Update, Dez. 2010

energy

driven

applications

power

driven

applications

Armazenamento de Energia | Energy Storage

Gama de Aplicações | Range of Applications

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Armazenamento de Energia | Energy Storage

Alguns Exemplos de Aplicações | Some Application Examples

Armazenamento Gravitacional | Pumped Hydro (EDP Produção, Portugal)

Armazenamento de Energia por Ar Comprimido | Compressed Air Energy Storage – CAES

Baterias de Fluxo Vanádio Redox | Vanadium Redox Flow Batteries (Sumitomo, Japan)

Baterias Sulfureto de Sódio | Sodium Sulphur Batteries (NGK, Japan)

Baterias Ião Lítio | Lithium Ion Batteries (A123/NEC, US/Japan )

Volantes de Inércia | Flywheels

energy

driven

applications

power

driven

applications

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Inve

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oló

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Fonte:2014, IEA, Energy Storage Technology Roadmap

I&D Demonstração Comercialização

Hidro-Bombagem

Pit Storage

Armaz. GeoTérmico

Termoquímico Armaz. Água Fria

Água Quente ResidencialGás Natural Sintetizado/Sintético

CAESHidrogénio

CAES-Adiabático

SMES Baterias NaS

Armazenamento de Gelo

Flywheel (Baixa Velocidade)Supercondensador

Baterias LítioFlywheel (Alta Velocidade)

Baterias Fluxo

Sal Derretido

produção térmica

produção eletricidade

Armazenamento de Energia | Energy Storage

Tecnologias e Maturidade | Technologies and Maturity

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I&D Demonstração Comercial

Armazenamento de Energia | Energy Storage

Tecnologias e Maturidade | Technologies and Maturity

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Armazenamento de Energia | Energy Storage

Tecnologias e Maturidade | Technologies and Maturity

Destaques | Highlights

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Armazenamento de Energia | Energy Storage

Conclusão | Conclusion

Objetivo: Descarbonização da Economia Goal: Economy de-carbonization2050, possibilidade 80%: ΔT Global < 2ºC 2050, 80% chance: ΔT Global < 2ºC

Metas a curto prazo Near term targetsDemonstrar sistemas AC AC Systems demonstration

redox flow batteriessodium-based batterieslead-carbon batterieslithium-ion batteries

outras tecnologias | other technologies

Custo Cost< 250 USD / kWh< 1750 USD / KW

Eficiência Efficiency> 75%

Ciclos Cycles> 4000

Fonte | Source: US Department of Energy, 2013, Report on Grid Energy Storage

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Armazenamento de Energia | Energy Storage

Conclusão | Conclusion

Objetivo: Descarbonização da Economia Goal: Economy de-carbonization2050, possibilidade 80%: ΔT Global < 2ºC 2050, 80% chance: ΔT Global < 2ºC

Metas a Longo prazo Long term targetsDemonstrar sistemas AC com AC Systems demonstration withmateriais e químicas avançados advanced materials and chemicals

Custo Cost< 150 USD / kWh< 1250 USD / KW

Eficiência Efficiency> 80%

Ciclos Cycles> 5000

Fonte | Source: US Department of Energy, 2013, Report on Grid Energy Storage

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Armazenamento de Energia | Energy Storage

Conclusão | Conclusion

Objetivo: Descarbonização da Economia Goal: Economy de-carbonization2050, possibilidade 80%: ΔT Global < 2ºC 2050, 80% chance: ΔT Global < 2ºC

Mas, não basta tecnologia… Yet, technology is not enough…Há barreiras regulatórias There are regulation barrierse diferenças entre países and cross border differences

Fonte | Source: 2013, Sandia report

Definir, promover e implementar novos modelos de negócio

• Novos incumbentes – agregadores – e/ou

• Novo papel para os operadores do sistema elétrico

• Modelo de posse e uso dos ativos de armazenamento

• Providenciar normas de referência – espaços geográficos afins

Define, promote and implement new business models

• New incumbents – aggregators – and/or

• New role for the electric systems operators

• Ownership and use model for the storage assets

• Provide reference standards – related geographical areas

Obrigado!

Thank you!

abernardo@efacec.com