Bala de Prata: salvando a rede elétrica moderna
Enio Fonseca e Decio Michellis Jr.
O Brasil possui uma matriz elétrica com alto grau de renovabilidade e baixas emissões de gases causadores do efeito estufa, sendo uma das referências mundiais em produção de eletricidade limpa.
A matriz elétrica mundial apresenta a participação da eletricidade renovável no consumo final de energia de 30% em 2023. No Brasil é de 89.2 %, ou seja, 3 vezes mais limpa que a média mundial.
A matriz energética mundial apresenta a participação de energias renováveis no consumo final de energia de 13% em 2023. No Brasil é de 49,1 %, ou seja 3,8 vezes mais limpa que a média mundial.
Os desafios para o setor elétrico brasileiro (SEB) consiste em três eixos principais: (i) manter a renovabilidade do parque gerador, (ii) garantir a segurança de suprimento e; (iii) reduzir os custos para o consumidor final.
Precisamos de um fornecimento de energia confiável, diversificado e acessível para impulsionar as indústrias, o transporte, o agronegócio, a mineração e a defesa do Brasil, bem como para sustentar as necessidades básicas da vida moderna.
A segurança energética é um cenário cada vez mais crucial na competição global. Um fornecimento doméstico de energia acessível e confiável é um requisito fundamental para a segurança nacional e econômica de qualquer nação.
Os conflitos armados entre EUA, Israel x Irã, Rússia x Ucrânia e a desestabilização dos mercados globais de energia provocaram uma disparada mundial nos custos de óleo, dos derivados e do gás. As incertezas no suprimento e no comportamento dos mercados geram apreensões globais com impactos reais no Brasil.
É imperativo que o governo federal (responsável pela política e segurança energética) coloque o bem-estar físico e econômico dos brasileiros em primeiro lugar. O Sistema Interligado Nacional está caminhando para a precarização, aumentando o risco de apagões pelo excesso de energias renováveis não despacháveis, e uma rede elétrica cada vez mais instável, exigindo ações rápidas e decisivas. Sem uma solução imediata, essa situação se deteriorará drasticamente em um futuro próximo devido à crescente demanda por energia e recursos naturais para alimentar a próxima geração de tecnologia, inteligência artificial, data centers e aumento crescente das energias renováveis não despacháveis exigindo infraestrutura adicional necessária para suportá-las: baterias e ou hidrelétricas reversíveis, compensadores síncronos para estabilizar a rede elétrica (agora é necessário investir em robustez e resiliência do sistema) e reforços na transmissão de longa distância.
O atual desenvolvimento do Sistema Interligado Nacional representa uma ameaça iminente e crescente à prosperidade e à segurança energética do Brasil.
De acordo com o Plano Decenal de Expansão de Energia 2035 (EPE) (), o Brasil deve consolidar a sua condição de exportador de petróleo, permanecendo como importador líquido dos principais derivados durante todo o horizonte do estudo (10 anos), com destaque para as importações de destilados médios:
Brasil é historicamente importador líquido de derivados de petróleo e as projeções do PDE 2035indicam que o País manterá essa condição nos próximos dez anos. As importações líquidas alcançarão 36 mil m³/d em 2035 (8,4 %).
O Agronegócio brasileiro é um gigante com pés de barro (ter pés de barro significa, essencialmente, possuir uma fraqueza pouco visível num grande conjunto que, a uma primeira vista, poderá até parecer muito impressionante e invencível). Somos dependentes da importação de combustíveis, insumos, equipamentos e serviços tecnológicos. A cadeia produtiva do agronegócio representa aproximadamente 24,8% a 29,4% do PIB brasileiro, dependendo do período analisado, segundo a CNA e CEPEA-Esalq.
Atualmente, mais de 87% dos fertilizantes usados pela agricultura são importados, ao custo de US$ 25 bilhões anuais – dinheiro que sai do país para gerar divisas e empregos no exterior. O horizonte do PNF (Plano Nacional de Fertilizantes) é chegar a 2050 com uma produção nacional capaz de atendar entre 45% e 50% da demanda interna.
Em relação aos agroquímicos (agrotóxicos) - Ingrediente ativo (IA = agente químico, físico ou biológico que confere eficácia aos agrotóxicos e afins), o Brasil depende:
Uma vez que o uso de combustíveis fósseis é a espinha dorsal de todas essas partes da vida, faz sentido dizer que é “altamente improvável” que uma eliminação gradual de combustíveis fósseis seja apoiada quando os consumidores e contribuintes perceberem o impacto no dia a dia. São mais de 6.000 produtos derivados do petróleo bruto que são a base dos nossos estilos de vida e da nossa economia. São fundamentais, por exemplo, em medicamentos, equipamentos médicos, vacinas, embalagens de alimentos frescos e congelados (só para citar algumas aplicações). Mas ainda não temos um plano reserva para substituir produtos derivados do petróleo, em qualidade, disponibilidade e preço.
Como esperar que abandonemos os combustíveis fósseis quando os países ricos não chegaram nem perto de fazê-lo? Com a guerra EUA, Israel x Irã, Rússia x Ucrânia e seus impactos na segurança energética mundial, os países estão desacelerando suas políticas Net Zero e transição energética ou mesmo abandonando-as em defesa da segurança energética.
O mapa do caminho para abandono do petróleo parece ser um exercício clássico de ambiguidade - também conhecido como tudo de bom, contra tudo de ruim - que é exatamente o que pode ser necessário para interromper o consumo de recursos naturais não renováveis (petróleo, gás natural e o carvão mineral). É importante enfatizar que não devemos esperar que alguém encontre uma solução mágica que resolva imediatamente a transição energética justa a caminho da emissão zero de Gases de Efeito Estufa - GEE (Net Zero).
Ocorre que a transição energética pode nos tornar mais pobres. O impacto dos subsídios “necessários” ao nos privar voluntariamente de tecnologias bem estabelecidas, apenas para substituir infraestrutura existente por outra de baixo carbono ou Net Zero. As leis Net Zero estão parecendo uma forma de auto sacrifício econômico. Livrar-se do petróleo e do gás em busca de emissões líquidas zero até 2050 impactaria seriamente os padrões de vida das pessoas no Brasil e globalmente.
A transição energética está sendo feita com a substituição de energia despachável — fontes que podem aumentar a produção conforme a demanda — por alternativas dependentes das condições climáticas, que exigem infraestrutura de back-up, armazenamento e transmissão dispendiosa. Sem uma geração firme e confiável, veremos tarifas mais altas e consequências econômicas.
A febre da energia verde pode ser uma moda passageira, com padrões de portfólio de energias renováveis forçando a eliminação gradual da geração térmica convencional, regulamentações de carbono e mandados obrigatórios de biocombustíveis. Ela é impulsionada por subsídios e mandados obrigatórios, não por fatores econômicos. Retire os incentivos fiscais e as exigências, e o mercado entra em colapso rapidamente. Precisamos de ações contínuas para priorizar a estabilidade da rede elétrica.
A política energética exige definições claras e baseadas em evidências de "acessível", "confiável" e "limpa", com o objetivo de nos conduzir à estabilidade e à acessibilidade.
A transição energética está sendo feita com recursos dependentes do clima. Em um mundo que aparentemente está ficando mais quente e mais frio (extremos climáticos) por causa do aquecimento global, como é que podemos confiar cada vez mais em eletricidade não despachável (ou seja, intermitente, geralmente indisponível), dependente do clima de usinas eólicas e solares para substituir, não apenas suplementar as fontes despacháveis(isto é, carga básica, quase sempre disponível), hidrelétricas, carvão, gás e energia nuclear? Em outras palavras, se nosso clima está se tornando menos previsível, como é que uma economia de consumo como a nossa pode depender previsivelmente de recursos dependentes do clima?
Eólica e solar não são suficientes: vento e o sol são naturalmente intermitentes e, portanto, naturalmente imprevisíveis. As transições energéticas anteriores foram até agora caracterizadas pela produção de mais energia em áreas de terra menores. Mudamos da madeira para o carvão e depois para o petróleo e o gás. Agora com energia eólica e solar revertemos esta tendência. São fontes de energia de baixa intensidade e ocupam muito mais área, além do intenso uso de recursos naturais não energéticos e disposição final ainda não devidamente resolvida, mas reconhecidamente poluente e impactante.
As energias eólica e solar são recursos “não despacháveis” (com fatores de capacidade inferiores a 35%), enquanto os combustíveis fósseis e nucleares são “despacháveis” (com fatores de capacidade de 85% ou mais). Isso significa que as comparações de custo entre energia eólica e solar (intermitente, geralmente indisponível) versus combustíveis fósseis e nuclear (carga básica, quase sempre disponível) são muito mais imaginárias do que reais.
Na transição energética se verifica uma redução da confiabilidade na oferta de energia: estamos investindo em tecnologias certamente menos eficientes na produção de energia (eólica e solar) e menos confiáveis em entregá-la quando necessário, esperando que algo apareça para ajudar e, ao mesmo tempo, impondo, ou prometendo, restrições às escolhas de estilo de vida para lidar com as consequências (gerenciamento da demanda = racionamento). O Net Zero não é compatível com a prosperidade em massa. Estamos correndo o risco de legislarmos para o declínio econômico, miserabilismo e decrescimento.
A energia elétrica, embora invisível e abstrata, resulta de uma decisão que envolve concessões — custo, confiabilidade, segurança e sustentabilidade. Energia quando precisamos, a um preço acessível, pelo tempo que precisarmos. A função não é demonstrar virtude, mas sim abastecer o Brasil. Isso significa energia disponível, acessível e abundante, a cada hora de cada dia, independentemente do clima.
Confiabilidade não é um luxo — é sobrevivência. Em um mundo instável, a resiliência não é uma característica desejável. É a sua essência.
As usinas de energia renovável variáveis dependentes do clima (entre julho e setembro temos a chamada "safra dos ventos", quando a geração eólica é naturalmente mais elevada) e, portanto, não despacháveis, devido à ausência de um recurso dispensável (como combustível), têm um custo marginal baixo na produção de eletricidade pela ausência de combustível.
“100% de energia renovável”, isso não significa “100% de energia livre de carbono”. Para garantir 100% de redução de emissões de energia renovável, o consumo de energia precisa ser combinado com a geração renovável por hora. Apenas a compra de mais energia solar em uma rede que já tem muita geração solar não resultará em emissões zero. A ausência de capacidade de armazenamento suficiente para capturar todo o excesso de eletricidade implica na geração termelétrica com combustíveis fósseis para fixar a energia de origem solar e eólica intermitentes e não despacháveis.
Salvando a rede elétrica moderna
À medida que avançamos para uma rede elétrica dominada por energias renováveis e armazenamento de energia, enfrentamos um desafio conhecido como perda de estabilidade do sistema. A maioria das interrupções de energia elétrica atuais não começa como uma escassez de energia de várias horas, elas começam como uma crise de frequência. Isto implica na ativação do ERAC – Esquema Regional de Alívio de Carga, um sistema de proteção que atua no sistema elétrico para evitar apagões, desligando automaticamente partes da carga quando a frequência da rede cai abaixo de um certo limite, compreendendo até 5 estágios com cortes que variam de 5 % a 16 % da carga variando por subsistema e/ou região. O restabelecimento manual das cargas desligadas pelo ERAC das distribuidoras de energia deve ser feito com autonomia pela operação do agente, somente após a estabilização da frequência em valor igual ou superior a 60 Hz, após um tempo igual ou superior a 01 (um) minuto.
A reserva girante (ou spinning reserve) no sistema elétrico brasileiro, gerenciado pelo ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico), é a capacidade de geração extra sincronizada à rede que pode ser acionada imediatamente para compensar desequilíbrios entre carga e geração. O montante de reserva girante não é um valor fixo, mas sim calculado probabilisticamente pelo ONS, variando conforme a demanda, a previsão de carga e o risco de falha de equipamentos. Com o aumento da geração renovável intermitente (eólica/solar), a necessidade de reserva girante torna-se mais complexa, exigindo estudos contínuos para manter a confiabilidade do Sistema Interligado Nacional. De acordo com dados recentes do ONS (Boletim Diário de Operação de março de 2026), a Reserva Girante no Sistema Interligado Nacional (SIN) atingiu um valor de 6.155 MW (6,14 %) em um momento de demanda máxima de 100.159 MW.
Quando a demanda aumenta repentinamente ou uma usina de base falha, a frequência da rede começa a cair, desencadeando uma série de desligamentos automáticos de proteção (ERAC) e as usinas de pico são acionadas. Mesmo as usinas a gás de partida rápida mais avançadas precisam de vários minutos (10 min. aproximadamente) para sincronizar e atingir a potência máxima.
Recentemente surgiu uma nova alternativa: o armazenamento de energia autônomo, operando na velocidade da eletrônica de potência. Podemfornecer resposta de frequência rápida, com uma injeção instantânea de energia em menos de um segundo que impediria a sobrecarga da rede.
As baterias podem suportar os choques rápidos e de alta frequência. A maioria dos inversores solares e eólicos atuais são “seguidores da rede” e não se prestam para a perda de estabilidade do sistema.
Os armazenamentos autônomos mais recentes estão sendo equipados com inversores formadores de rede, fornecendo inércia sintética. Ao imitar eletronicamente a resposta física de reserva girante, um sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS) autônomo pode contribuir para estabilizar a tensão e a frequência. Os inversores GFM (Inversores Grid-Forming - são conversores eletrônicos avançados que criam sua própria referência de tensão e frequência). Por si só, adicionam um custo adicional de aproximadamente US$ 100.000 por MW (US$ 100/kW) em comparação com os inversores tradicionais de seguidores de rede. Cada MWh entregue à rede pode custar entre US$ 360 a US$ 690 por MWh (a tarifa média residencial em 11/03/26, de acordo com a ANEEL, foi de US$ 152 por MWh). Para um dia típico como 04/03/2026 às 19:33 h, 6.155 MW equivalem a um investimento de R$ 88 bilhões nos BESS (Battery Energy Storage System - Sistema de Armazenamento de Energia em Baterias), respeitado a quantidade de energia disponível armazenada (%) no momento da ocorrência. A expectativa é que em 2026 o Brasil tenha 2 GWh de capacidade instada de BESS. A viabilidade econômica desses projetos depende de uma estrutura de receita sofisticada de pagamento por serviços ancilares. Mas o uso de armazenamentos autônomos não significa a capacidade de autorrestabelecimento (Black Start) ou seja, a capacidade de energizar o sistema após um apagão.
A resposta inercial é uma propriedade de grandes geradores síncronos, que contêm grandes massas rotativas síncronas e que atua para superar qualquer desequilíbrio imediato entre o fornecimento de energia e a demanda por sistemas de energia elétrica, normalmente a rede elétrica. Devido ao desequilíbrio de energia sempre existente entre o fornecimento de energia mecânica e a demanda de energia elétrica, a frequência de rotação das massas rotativas em todos os geradores síncronos na rede acelera e, portanto, absorve a energia extra em caso de excesso de fornecimento de energia, ou diminui a velocidade e fornece energia adicional em caso de excesso de demanda de energia. Essa resposta, no caso de um gerador síncrono, é incorporada ao projeto e ocorre sem nenhuma intervenção ou coordenação externa, fornecendo ao controle automático de geração e ao operador da rede um tempo valioso (alguns segundos) para reequilibrar o sistema.
A inércia do Sistema Interligado está relacionada às constantes de inércia dos geradores em funcionamento. No momento de menor demanda de energia ou que as fontes renováveis (eólica e solar estão em geração máxima) pode haver menos geradores síncronos em funcionamento e, portanto, uma contingência carga/frequência pode ser mais difícil de lidar.
A elevada penetração da energia renovável variável criou desafios: por não possuírem massa rotacional (solar) ou seu projeto não o acopla eletromecanicamente ao restante da rede. São recursos baseados em inversores e, portanto, não conseguem contribuir com a inércia para o sistema da mesma forma que um gerador síncrono, exceto com o uso de armazenamentos autônomos acima descritos.
Os custos dos serviços ancilares são repassados aos consumidores através do Encargo de Serviço do Sistema (ESS). A apuração da indicação de pagamento desse encargo é feito pelo NOS – Operador Nacional do Sistema e o custo é calculado mensalmente pela CCEE - Câmara de Comercialização de Energia Elétrica. Ele é pago pelos agentes da categoria consumo aos agentes de geração. Sua gestão fica a cargo da CCEE.
São essenciais para a regulação da frequência, controle de tensão e resposta a contingências, assegurando o fornecimento contínuo de energia.
Recursos e ações que garantem a continuidade do fornecimento, segurança do sistema e manutenção dos valores de frequência e tensão:
Recursos e ações que garantem a continuidade do fornecimento, segurança do sistema e manutenção dos valores de frequência e tensão:
Não foi encontrada nenhuma solução para o problema de intermitência além de manutenção de uma rede de backup de usinas termelétricas convencionais: nucleares, a gás e a carvão. O armazenamento hidrelétrico (hidrelétricas reversíveis) não pode ser desenvolvido em nada parecido com a escala certa. O hidrogênio ainda continua caro e não comprovado a sua eficácia, eficiência e efetividade.
Com tantos desses problemas complexos, gigantescos e persistentes, as pessoas comuns parecem não perceber o óbvio. Porém, um processo de pensamento aparentemente “irracional” pode ajudar a explicar como podemos ver algo tão óbvio, mas não interpretá-lo corretamente.
Fatos que contradizem nossos “pré”-conceitos simplesmente não precisam ser acreditados e quando estes são irrefutáveis, descartamos como inconsequentes, como incidentais.
Bala de prata? Não. Precisamos de muniçãoabundante (investimento diversificado), foco na segurança energética, e coragem de escolher o que é melhor para o fornecimento de energia confiável, diversificado e acessível para impulsionar as indústrias, o transporte, o agronegócio, a mineração e a defesa do Brasil, bem como para sustentar as necessidades básicas da vida moderna!
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