O que éIindustrial eCcomercialEenergiaStorage eCcomumBnegóciosMmodelos

IArmazenamento de energia industrial e comercial

"Armazenamento de energia industrial e comercial" refere-se a sistemas de armazenamento de energia utilizados em instalações industriais ou comerciais.

Do ponto de vista dos usuários finais, o armazenamento de energia pode ser categorizado em armazenamento do lado da rede, armazenamento do lado da rede elétrica e armazenamento do lado do usuário. O armazenamento do lado da rede elétrica e o armazenamento do lado da rede elétrica também são conhecidos como armazenamento de energia pré-medição ou armazenamento em larga escala, enquanto o armazenamento do lado do usuário é denominado armazenamento de energia pós-medição. O armazenamento do lado do usuário pode ser subdividido em armazenamento de energia industrial e comercial e armazenamento de energia residencial. Essencialmente, o armazenamento de energia industrial e comercial se enquadra na categoria de armazenamento do lado do usuário, atendendo a instalações industriais ou comerciais. O armazenamento de energia industrial e comercial encontra aplicações em diversos ambientes, incluindo parques industriais, centros comerciais, data centers, estações base de comunicação, prédios administrativos, hospitais, escolas e edifícios residenciais.

Do ponto de vista técnico, a arquitetura dos sistemas de armazenamento de energia industriais e comerciais pode ser classificada em dois tipos: sistemas acoplados em CC e sistemas acoplados em CA. Os sistemas acoplados em CC normalmente utilizam sistemas integrados de armazenamento fotovoltaico, compostos por vários componentes, como sistemas de geração de energia fotovoltaica (principalmente módulos fotovoltaicos e controladores), sistemas de armazenamento de energia (principalmente baterias, conversores bidirecionais (“PCS”), sistemas de gerenciamento de baterias (“BMS”), que integram a geração e o armazenamento de energia fotovoltaica), sistemas de gerenciamento de energia (“sistemas EMS”), etc.

O princípio operacional fundamental envolve o carregamento direto de baterias com energia CC gerada por módulos fotovoltaicos através de controladores fotovoltaicos. Adicionalmente, a energia CA da rede elétrica pode ser convertida em energia CC por meio de um sistema de controle de potência (PCS) para carregar a bateria. Quando há demanda por eletricidade da carga, a bateria libera corrente, sendo o ponto de coleta de energia localizado na extremidade da bateria. Por outro lado, os sistemas de acoplamento CA compreendem diversos componentes, incluindo sistemas de geração de energia fotovoltaica (principalmente compostos por módulos fotovoltaicos e inversores conectados à rede), sistemas de armazenamento de energia (principalmente compostos por baterias, PCS, BMS, etc.), sistemas de gerenciamento de energia (EMS), etc.

O princípio básico de funcionamento envolve a conversão da energia CC gerada pelos módulos fotovoltaicos em energia CA através de inversores conectados à rede, que pode ser fornecida diretamente à rede ou às cargas elétricas. Alternativamente, a energia pode ser convertida em energia CC através de conversores fotovoltaicos e carregada no banco de baterias. Nesta etapa, o ponto de coleta de energia está na extremidade CA. Os sistemas de acoplamento CC são conhecidos por sua relação custo-benefício e flexibilidade, sendo adequados para cenários em que os usuários consomem menos eletricidade durante o dia e mais à noite. Por outro lado, os sistemas de acoplamento CA são caracterizados por custos mais elevados e maior flexibilidade, ideais para aplicações onde já existem sistemas de geração de energia fotovoltaica instalados ou onde os usuários consomem mais eletricidade durante o dia e menos à noite.

De forma geral, a arquitetura de sistemas de armazenamento de energia industriais e comerciais pode operar independentemente da rede elétrica principal e formar uma microrrede para geração de energia fotovoltaica e armazenamento em baterias.

II. Arbitragem de Pico a Vale

A arbitragem de pico-vale é um modelo de receita comumente usado para armazenamento de energia industrial e comercial, que envolve o carregamento da rede elétrica a preços baixos e a descarga a preços altos.

Tomando a China como exemplo, seus setores industrial e comercial normalmente implementam políticas de preços de eletricidade por horário de consumo e políticas de preços de eletricidade em horários de pico. Por exemplo, na região de Xangai, a Comissão de Desenvolvimento e Reforma de Xangai emitiu um aviso para aprimorar ainda mais o mecanismo de preços de eletricidade por horário de consumo na cidade (Comissão de Desenvolvimento e Reforma de Xangai [2022] nº 50). De acordo com o aviso:

Para fins industriais e comerciais em geral, bem como para outros consumos de eletricidade em duas partes e grandes indústrias em duas partes, o período de pico é das 19:00 às 21:00 no inverno (janeiro e dezembro) e das 12:00 às 14:00 no verão (julho e agosto).

Durante os períodos de pico no verão (julho, agosto e setembro) e no inverno (janeiro e dezembro), os preços da eletricidade aumentarão 80% em relação ao preço fixo. Por outro lado, durante os períodos de baixa demanda, os preços da eletricidade diminuirão 60% em relação ao preço fixo. Além disso, durante os períodos de pico, os preços da eletricidade aumentarão 25% em relação ao preço de pico.

Nos demais meses, durante os períodos de pico, os preços da eletricidade aumentarão em 60% com base no preço fixo, enquanto nos períodos de baixa demanda, os preços diminuirão em 50% com base no preço fixo.

Para o consumo geral de eletricidade em setores industriais, comerciais e outros sistemas individuais, são considerados apenas os horários de pico e de menor consumo, sem subdivisão dos horários de pico. Durante os períodos de pico no verão (julho, agosto e setembro) e no inverno (janeiro e dezembro), os preços da eletricidade aumentarão 20% em relação ao preço fixo, enquanto nos períodos de menor consumo, os preços diminuirão 45% em relação ao preço fixo. Nos demais meses, durante os horários de pico, os preços da eletricidade aumentarão 17% em relação ao preço fixo, enquanto nos períodos de menor consumo, os preços diminuirão 45% em relação ao preço fixo.

Os sistemas de armazenamento de energia industriais e comerciais aproveitam essa estrutura de preços comprando eletricidade a preços baixos durante os horários de menor consumo e fornecendo-a à carga durante os períodos de pico ou de alta tarifa de eletricidade. Essa prática ajuda a reduzir os custos de eletricidade das empresas.

III. Deslocamento Temporal de Energia

O "deslocamento temporal de energia" envolve o ajuste do momento do consumo de eletricidade por meio do armazenamento de energia para suavizar os picos de demanda e suprir os períodos de baixa demanda. Ao utilizar equipamentos de geração de energia, como células fotovoltaicas, a discrepância entre a curva de geração e a curva de consumo de carga pode levar a situações em que os usuários vendem o excesso de eletricidade para a rede a preços mais baixos ou compram eletricidade da rede a preços mais altos.

Para solucionar esse problema, os usuários podem carregar a bateria durante períodos de baixo consumo de energia e descarregar a energia armazenada durante os períodos de pico de consumo. Essa estratégia visa maximizar os benefícios econômicos e reduzir as emissões de carbono da empresa. Além disso, o armazenamento do excedente de energia eólica e solar proveniente de fontes renováveis ​​para uso posterior durante os períodos de pico de demanda também é considerado uma prática de gestão de energia por tempo de espera.

O armazenamento de energia com deslocamento temporal não possui requisitos rígidos quanto aos cronogramas de carga e descarga, e os parâmetros de potência para esses processos são relativamente flexíveis, tornando-se uma solução versátil com alta frequência de aplicação.

4.Modelos de negócios comuns para armazenamento de energia industrial e comercial

1.AssuntoIenvolvido

Como mencionado anteriormente, o cerne do armazenamento de energia industrial e comercial reside na utilização de instalações e serviços de armazenamento de energia, e na obtenção de benefícios através da arbitragem de pico e vale, entre outros métodos. Nessa cadeia, os principais participantes incluem o fornecedor de equipamentos, o provedor de serviços de energia, a empresa de financiamento ou leasing e o usuário.

2.ComumBnegóciosMmodelos

Atualmente, existem quatro modelos de negócios comuns para armazenamento de energia industrial e comercial, a saber: o modelo de “autoinvestimento do usuário”, o modelo de “leasing puro”, o modelo de “gestão de energia por contrato” e o modelo de “gestão de energia por contrato + leasing financeiro”. Resumimos isso da seguinte forma:

(1)Use Iinvestimento

No modelo de autoinvestimento, o usuário adquire e instala sistemas de armazenamento de energia por conta própria para usufruir dos benefícios do armazenamento de energia, principalmente por meio da arbitragem de pico e vale. Nesse modelo, embora o usuário possa reduzir diretamente o corte de pico e o preenchimento de vales, diminuindo os custos de eletricidade, ele ainda precisa arcar com o custo inicial de investimento e as despesas diárias de operação e manutenção. O diagrama do modelo de negócios é o seguinte:

(2) PuroLalívio

No modelo de leasing puro, o usuário não precisa adquirir instalações de armazenamento de energia por conta própria. Ele apenas aluga as instalações do fornecedor do equipamento e paga as taxas correspondentes. O fornecedor do equipamento presta serviços de construção, operação e manutenção ao usuário, e a receita gerada pelo armazenamento de energia é de responsabilidade deste. O diagrama do modelo de negócios é o seguinte:

(3) Gestão de Energia Contratual

No modelo de gestão de energia por contrato, o fornecedor de serviços de energia investe na aquisição de instalações de armazenamento de energia e as disponibiliza aos usuários na forma de serviços energéticos. O fornecedor e o usuário compartilham os benefícios do armazenamento de energia de forma acordada (incluindo participação nos lucros, descontos no preço da eletricidade, etc.), ou seja, utilizando o sistema de armazenamento de energia para armazenar energia elétrica durante períodos de baixa ou normalidade no preço da eletricidade e, em seguida, fornecendo energia à carga do usuário durante os períodos de pico. O usuário e o fornecedor compartilham, então, os benefícios do armazenamento de energia na proporção acordada. Comparado ao modelo de autoinvestimento do usuário, este modelo introduz fornecedores de serviços de energia que fornecem os serviços de armazenamento de energia correspondentes. Os fornecedores de serviços de energia desempenham o papel de investidores no modelo de gestão de energia por contrato, o que, em certa medida, reduz a pressão de investimento sobre os usuários. O diagrama do modelo de negócios é o seguinte:

(4) Gestão de Energia Contratual + Financiamento por Leasing

O modelo “Gestão de Energia por Contrato + Leasing Financeiro” refere-se à introdução de uma entidade de leasing financeiro como locadora de instalações de armazenamento de energia e/ou serviços energéticos no âmbito do modelo de Gestão de Energia por Contrato. Comparado ao modelo de gestão de energia por contrato, a introdução de entidades de leasing financeiro para a aquisição de instalações de armazenamento de energia reduz significativamente a pressão financeira sobre os prestadores de serviços energéticos, permitindo-lhes concentrar-se melhor nos serviços de gestão de energia por contrato.

O modelo de “Gestão de Energia por Contrato + Leasing Financeiro” é relativamente complexo e possui múltiplos submodelos. Por exemplo, um submodelo comum é aquele em que o fornecedor de serviços de energia obtém primeiro as instalações de armazenamento de energia do fornecedor de equipamentos, e então a empresa de leasing financeiro seleciona e adquire as instalações de armazenamento de energia de acordo com o contrato firmado com o usuário, e as aluga para o usuário.

Durante o período de arrendamento, a propriedade das instalações de armazenamento de energia pertence à empresa financiadora, e o usuário tem o direito de utilizá-las. Após o término do contrato de arrendamento, o usuário pode adquirir a propriedade das instalações de armazenamento de energia. O prestador de serviços de energia fornece principalmente serviços de construção, operação e manutenção das instalações de armazenamento de energia aos usuários, podendo receber da empresa financiadora a venda e operação dos equipamentos. O diagrama do modelo de negócios é o seguinte:

Diferentemente do modelo inicial anterior, neste outro modelo, a parte financiadora do leasing investe diretamente no fornecedor de serviços de energia, e não no usuário. Especificamente, a parte financiadora do leasing seleciona e adquire instalações de armazenamento de energia do fornecedor de equipamentos, conforme o contrato firmado com o fornecedor de serviços de energia, e aluga essas instalações para o fornecedor de serviços de energia.

O fornecedor de serviços de energia pode utilizar essas instalações de armazenamento de energia para fornecer serviços de energia aos usuários, compartilhar os benefícios do armazenamento de energia com os usuários na proporção acordada e, em seguida, reembolsar a parte financiadora do leasing com uma parcela dos benefícios. Após o término do prazo do leasing, o fornecedor de serviços de energia obtém a propriedade da instalação de armazenamento de energia. O diagrama do modelo de negócios é o seguinte:

V. Acordos comerciais comuns

No modelo discutido, os principais protocolos de negócios e aspectos relacionados são descritos a seguir:

1.Acordo-Quadro de Cooperação:

As entidades podem celebrar um acordo-quadro de cooperação para estabelecer uma estrutura de cooperação. Por exemplo, no modelo de gestão de energia por contrato, o prestador de serviços de energia pode assinar um acordo desse tipo com o fornecedor de equipamentos, definindo responsabilidades como a construção e a operação do sistema de armazenamento de energia.

2.Acordo de Gestão de Energia para Sistemas de Armazenamento de Energia:

Este acordo aplica-se normalmente ao modelo de gestão de energia por contrato e ao modelo de “gestão de energia por contrato + leasing financeiro”. Envolve a prestação de serviços de gestão de energia pelo fornecedor de serviços energéticos ao utilizador, com os respetivos benefícios auferidos pelo utilizador. As responsabilidades incluem os pagamentos por parte do utilizador e a cooperação no desenvolvimento do projeto, enquanto o fornecedor de serviços energéticos se encarrega do projeto, da construção e da operação.

3.Contrato de Venda de Equipamentos:

Com exceção do modelo de leasing puro, os contratos de venda de equipamentos são relevantes em todos os modelos comerciais de armazenamento de energia. Por exemplo, no modelo de autoinvestimento do usuário, são firmados contratos com fornecedores de equipamentos para a compra e instalação de sistemas de armazenamento de energia. Garantia de qualidade, conformidade com as normas e serviço pós-venda são considerações cruciais.

4.Contrato de Serviço Técnico:

Este contrato é normalmente assinado com o fornecedor do equipamento para a prestação de serviços técnicos, como projeto, instalação, operação e manutenção do sistema. Requisitos de serviço claros e conformidade com as normas são aspectos essenciais a serem abordados em contratos de serviços técnicos.

5.Contrato de Locação de Equipamentos:

Nos cenários em que os fornecedores de equipamentos mantêm a propriedade das instalações de armazenamento de energia, são assinados contratos de arrendamento de equipamentos entre os usuários e os fornecedores. Esses contratos definem as responsabilidades do usuário pela manutenção e garantia do funcionamento normal das instalações.

6.Contrato de arrendamento financeiro:

No modelo de “Gestão de Energia por Contrato + Leasing Financeiro”, um contrato de leasing financeiro é geralmente estabelecido entre usuários ou fornecedores de serviços de energia e as partes envolvidas no leasing. Este contrato rege a compra e o fornecimento de instalações de armazenamento de energia, os direitos de propriedade durante e após o período de leasing, e as considerações para a seleção de instalações de armazenamento de energia adequadas para usuários residenciais ou fornecedores de serviços de energia.

VI. Precauções especiais para fornecedores de serviços de energia

Os fornecedores de serviços de energia desempenham um papel significativo na cadeia de implementação do armazenamento de energia industrial e comercial e na obtenção dos benefícios desse armazenamento. Para esses fornecedores, existem diversas questões que exigem atenção especial no contexto do armazenamento de energia industrial e comercial, como o planejamento do projeto, o financiamento, a aquisição e a instalação das instalações. A seguir, listamos brevemente essas questões: