Baterias gravitacionais no Paraná : viabilidade técnica e econômica para armazenamento de energia renovável

Abstract

Resumo: A crescente demanda por soluções sustentáveis no setor elétrico, impulsionada pela expansão das fontes renováveis intermitentes, como solar e eólica, evidencia a necessidade de sistemas de armazenamento de energia que garantam estabilidade, confiabilidade e flexibilidade à matriz energética brasileira. As baterias gravitacionais, baseadas na elevação e posterior liberação de massas para gerar eletricidade, são uma alternativa promissora frente aos sistemas convencionais, como as baterias químicas e as usinas reversíveis. Este estudo tem como objetivo avaliar a viabilidade técnica e econômica dessa tecnologia no contexto brasileiro, com foco em aplicações em diferentes escalas (5 MW, 25 MW e acima de 50 MW), observando aspectos como eficiência energética, durabilidade, custos de implantação e operação (CAPEX e OPEX), e impactos ambientais dos materiais utilizados (aço reciclado, concreto etc.). A metodologia adotada envolve desde bibliográfica técnico-científica até a análise comparativa com tecnologias de armazenamento concorrentes. Como diferencial, explora-se a aplicação regional no estado do Paraná, considerando sua diversidade climática, presença de polos industriais e crescente inserção de fontes distribuídas. O estudo também analisa lacunas regulatórias, com destaque para a falta de diretrizes específicas para armazenamento no marco da microgeração (Lei nº 14.300/2022) e oportunidades para políticas públicas que incentivem soluções sustentáveis. Os resultados esperados reforçam o potencial das baterias gravitacionais como estratégia de longo prazo para garantir a transição energética, promover segurança elétrica descentralizada

Abstract: The growing demand for sustainable solutions in the electricity sector, driven by the expansion of intermittent renewable sources such as solar and wind energy, highlights the need for energy storage systems that ensure stability, reliability, and flexibility within the Brazilian power matrix. Gravitational batteries, which operate through the elevation and subsequent release of masses to generate electricity, emerge as a promising alternative to conventional systems such as chemical batteries and pumped hydro storage. This study aims to assess the technical and economic feasibility of gravitational energy storage technologies in Brazil, with an emphasis on applications across multiple scales (5 MW, 25 MW, and over 50 MW), considering factors such as energy efficiency, durability, implementation and operation costs (CAPEX and OPEX), and the environmental footprint of materials used (e.g., recycled steel and concrete). The methodology includes a technical-scientific literature review, simplified scenario modeling, and comparative analysis with competing storage technologies. As a distinguishing feature, the study explores the regional applicability in the state of Paraná, analyzing its climatic diversity, industrial hubs, and the growing integration of distributed generation. The work also examines regulatory gaps— especially the lack of specific guidelines for storage systems within the framework of microgeneration (Law No. 14,300/2022)—and highlights opportunities for public policies that promote sustainable solutions. The expected outcomes underscore the potential of gravitational batteries as a long-term strategy to ensure energy transition, enhance decentralized energy security