O armazenamento de energia, em particular com baterias, está a tornar-se um pilar fundamental para um futuro energético mais sustentável e independente. Quer se trate de armazenar a energia produzida por painéis solares ou de tirar partido das tarifas de eletricidade horárias, as baterias permitem-nos ter mais controlo sobre a nossa energia.

Mas qual é o “custo real” desta energia armazenada? Não basta olhar apenas para o preço de compra da bateria. Temos de considerar a quantidade de energia que ela fornecerá durante toda a sua vida útil. É aqui que a Custo nivelado de acumulação (LCOS).

O que é o LCOS (Levelised Cost of Storage)?

Imagine o LCOS como o custo médio por quilowatt-hora (kWh) de energia que a bateria é capaz de fornecer durante toda a sua existência. É um pouco como calcular o custo por litro de combustível que um automóvel irá consumir ao longo da sua vida, tendo em conta não só o preço inicial do automóvel, mas também a quantidade de gasolina de que irá necessitar.

O LCOS permite-nos comparar diferentes soluções de acumulação numa base justa e compreender verdadeiramente o investimento a longo prazo.

Os dados que temos sobre a sua bateria

Para o nosso cálculo, dispomos das seguintes informações cruciais sobre a sua bateria específica:

1. Custo de aquisição: €4.900
2. Capacidade nominal: 10 kWh (Esta é a quantidade de energia que a bateria pode armazenar quando nova e totalmente carregada)
3. Ciclos de vida declarados: 6.500 ciclos (Um “ciclo” ocorre sempre que a bateria é carregada e depois totalmente descarregada. A utilização parcial conta como uma fração de um ciclo).
4. Capacidade residual no fim da vida útil: 60% (Isto significa que, após 6.500 ciclos, a bateria ainda será capaz de armazenar e fornecer aproximadamente 60% da sua capacidade inicial de 10 kWh. Este ponto é frequentemente considerado o “fim da vida” para muitas aplicações, embora a bateria possa continuar a funcionar com um desempenho reduzido).

Conceitos científicos e técnicos explicados de forma simples

Antes de efetuar os cálculos, é necessário compreender melhor os termos:

• Kilowatt-hora (kWh): É a unidade de medida da energia eléctrica. Pense no kWh como a “gasolina” dos aparelhos eléctricos. Uma lâmpada de 100 watts ligada durante 10 horas consome 1 kWh. A capacidade de 10 kWh da sua bateria significa que, quando nova, pode alimentar, por exemplo, um forno de 1 kW durante 10 horas (ou um aparelho de 1 kW durante 10 horas).
• Ciclo de carga/descarga: Uma pilha de lítio não dura indefinidamente. Cada vez que é utilizada (carregada e descarregada), sofre uma ligeira degradação. Um ciclo completo é o equivalente a descarregar totalmente a bateria e depois recarregá-la totalmente. O tempo de vida de uma pilha é muitas vezes expresso pelo número de ciclos completos que pode suportar antes de o seu desempenho diminuir significativamente.
• Degradação da bateria (desvanecimento): A utilização (ciclos) e o tempo conduzem a uma redução gradual da capacidade máxima da bateria. A bateria de 10 kWh, após alguns ciclos, poderá ter apenas 9 kWh, depois 8 kWh e assim sucessivamente, até atingir os 60% de capacidade inicial especificados. Isto é normal e expetável.
• Rendimento energético total: Esta é a figura essencial para o LCOS. Não se trata simplesmente da capacidade nominal multiplicada pelos ciclos (10 kWh * 6500 ciclos = 65 000 kWh). Isto deve-se ao facto de a capacidade diminuições ao longo do tempo. Temos de considerar a energia fornecida em cada ciclo, sabendo que a energia por ciclo diminui à medida que a capacidade diminui.

Cálculo simplificado da energia total a fornecer

Para obter um cálculo simples mas razoável da energia total fornecida, podemos calcular a média da capacidade útil ao longo da vida da bateria. A bateria começa com 10 kWh e termina com 6 kWh (o 60% com 10 kWh).

• Capacidade inicial: 10 kWh
• Capacidade no fim da vida útil: 10 kWh * 60% = 6 kWh
• Capacidade média estimada durante o tempo de vida: (10 kWh + 6 kWh) / 2 = 8 kWh

Agora, podemos estimar a energia total que a bateria fornecerá nos seus 6.500 ciclos utilizando esta capacidade média:

• Energia total a fornecer ≈ Capacidade média * Número de ciclos
• Energia total a fornecer ≈ 8 kWh/ciclo * 6.500 ciclos = 52.000 kWh

Esta estimativa (52 000 kWh) representa a quantidade total de “gasolina” que obterá desta bateria durante a sua vida útil, tendo em conta a degradação.

O cálculo do LCOS

Agora que temos a energia total a ser fornecida e o custo inicial, podemos calcular o LCOS básico:

LCOS=Energia total disponívelCusto total​

No nosso caso mais simples, consideramos apenas o custo de compra como “Custo Total”:

LCOS=52.000 kWh€4.900​

$$LCOS\approx €0,094\text{ por kWh}$$

Assim, com base apenas no custo inicial e no tempo de vida estimado, cada quilowatt-hora de energia que utilizar desta bateria “custa-lhe” cerca de 9,4 cêntimos de euro.

O que é que falta para um cálculo mais completo? (Factores adicionais)

O cálculo que efectuámos é uma excelente base, mas um LCOS verdadeiramente deve ter em conta outros factores que influenciam o custo real:

1. Custos de exploração e manutenção (O&M): Existem custos de monitorização, software, pequenas intervenções técnicas e limpeza (se necessário). Estes custos, embora frequentemente baixos para as baterias residenciais, devem ser adicionados ao custo total.
2. Eficiência de ida e volta (RTE): Nenhum sistema de armazenamento é eficiente a 100%. Durante a carga e a descarga, perde-se alguma energia (dissipada sob a forma de calor). O RTE típico das baterias de lítio situa-se entre 85% e 98%. Se o RTE for de 90%, isso significa que, para extrair 1 kWh da bateria, é necessário introduzir cerca de 1,11 kWh. Isto reduz a energia efetivamente utilizável do que a energia fornecida, aumentando efetivamente o custo por kWh fornecido. Para um cálculo mais preciso, a energia fornecida (52.000 kWh) deve ser multiplicada pelo RTE (por exemplo, 52.000 * 0,90).
3. Custos ou valor no fim da vida: O que acontece à bateria quando atinge a capacidade 60%? Existem custos de eliminação ou reciclagem? Existe algum valor residual (talvez para uma utilização menos exigente, a chamada “segunda vida”)? Estes factores também afectam o custo total final.
4. Fator de desconto (taxa de desconto): Numa análise financeira completa, ter-se-ia em conta o valor do dinheiro ao longo do tempo. Um euro gasto hoje vale mais do que um euro gasto daqui a 10 anos. Este fator, típico da análise financeira, tornaria o cálculo mais complexo, mas economicamente mais exato.

Conclusão

O cálculo do Custo Nivelado de Armazenamento (LCOS) é uma ferramenta poderosa para avaliar a relação custo-eficácia de um sistema de baterias. Utilizando os dados fornecidos (custo de aquisição, capacidade, ciclo de vida e capacidade no fim da vida útil), estimámos um LCOS básico de aproximadamente 0,094 euros por kWh para a sua bateria.

Este valor dá-lhe uma ideia clara do custo intrínseco da energia que irá armazenar e utilizar da sua bateria ao longo da sua vida útil. Lembre-se que se trata de um valor estimado e que factores como a eficiência, os custos de funcionamento e a gestão do fim de vida influenciarão o LCOS final numa análise mais aprofundada.

Compreender o LCOS permite-lhe fazer escolhas informadas sobre o armazenamento de energia, maximizando o valor a longo prazo do seu investimento.