A General Motors (GM) anunciou que fará uma entrada importante no mercado de armazenamento de energia, que está profundamente ligado à crescente procura de energia em centros de dados e redes eléctricas. Na corrida pelo fornecimento de energia estável para os data centers de IA, a tradicional gigante automobilística está tentando se tornar um importante fornecedor de energia por trás da infraestrutura por meio de novas tecnologias de baterias.
No ano passado, as empresas automóveis e de baterias entraram frequentemente no negócio do armazenamento de energia além-fronteiras. A empresa de reciclagem de baterias Redwood Materials assumiu a liderança e estabeleceu uma divisão de armazenamento de energia e cooperou com a Crusoe em Nevada, EUA, para usar baterias descartadas de veículos elétricos para alimentar data centers. Posteriormente, a Ford anunciou que transferiria parte de sua capacidade de fabricação de baterias para a produção de baterias de armazenamento de energia em nível de rede. Hoje, o plano de armazenamento de energia anunciado pela GM é mais ambicioso em termos de escala e rota técnica, visando uma ampla gama de cenários, desde data centers de IA até o uso de energia nas fábricas.
De acordo com o plano mais recente da GM, o layout da empresa na área de armazenamento de energia inclui principalmente duas ações em fases. O passo mais importante é alcançar uma cooperação estratégica com a empresa start-up Peak Energy para desenvolver em conjunto um novo sistema de baterias de iões de sódio para aplicações ao nível da rede. Exceto o mercado chinês, nenhuma outra empresa automobilística anunciou um plano de produção em massa em larga escala de baterias de íons de sódio, o que torna a seleção da rota tecnológica da GM bastante rara entre as empresas automobilísticas globais.
Kurt Kelty, vice-presidente de baterias e sustentabilidade da GM, disse que a empresa optou por entrar no mercado a partir de sistemas de armazenamento de energia porque os requisitos de desempenho da bateria neste cenário são altamente compatíveis com o sistema químico de íon sódio que está sendo desenvolvido pela GM. A GM não divulgou o montante específico do investimento neste projecto de armazenamento de energia, mas sabe-se que já se comprometeu a investir 900 milhões de dólares na comercialização de novos sistemas químicos de baterias, incluindo um novo centro de desenvolvimento de baterias e outras infra-estruturas relacionadas.
As baterias de íon de sódio são semelhantes às baterias de íon de lítio em termos de princípio de funcionamento, mas possuem substituições em materiais essenciais com o objetivo de reduzir custos, prolongar a vida útil e reduzir o risco de superaquecimento. A desvantagem: as baterias de íon de sódio tendem a ser maiores e mais pesadas para a mesma capacidade de armazenamento de energia. Para sistemas de armazenamento de energia ao nível da rede com restrições relativamente flexíveis de espaço e peso, esta compensação é considerada aceitável e tornou-se um dos principais factores pelos quais a GM optou por dar prioridade à tecnologia de iões de sódio para cenários de armazenamento de energia em vez de automóveis de passageiros.
A Peak Energy já usou baterias de íon de sódio para construir sistemas de armazenamento de energia e redesenhou a arquitetura do sistema com base nas características desta bateria. Devido ao menor risco de sobreaquecimento das baterias de iões de sódio, os produtos de armazenamento de energia à escala da rede da Peak Energy já não necessitam de sistemas de refrigeração tradicionais e dispositivos de supressão de incêndios, reduzindo assim os custos iniciais de construção e, esperançosamente, reduzindo as despesas de manutenção em operações de longo prazo. Paul Menson, diretor de comercialização de armazenamento de energia da GM, disse que ao “eliminar diretamente o componente mais difícil”, as empresas podem reduzir simultaneamente os pontos de falha e os riscos de operação e manutenção.
De acordo com os planos de ambas as partes, a GM fornecerá baterias de íons de sódio para a Peak Energy, que completará a integração do sistema e fornecerá soluções completas de armazenamento de energia para clientes, como redes de energia e data centers. No entanto, levará algum tempo para que as baterias de íons de sódio baseadas no novo sistema da GM sejam colocadas em produção em massa. A GM espera que o primeiro lote de baterias de íon de sódio entre na fase de produção experimental em seu centro de desenvolvimento de células de bateria em 2028. A GM acredita que esta nova instalação pode encurtar o ciclo de comercialização de novos sistemas químicos de baterias em aproximadamente um ano e diluir ainda mais os custos de pesquisa e desenvolvimento e verificação no processo.
Antes que o sistema de íons de sódio seja totalmente comercializado, a GM participará do mercado de armazenamento de energia por meio de um caminho tecnológico mais maduro. O plano atual é fornecer células de fosfato de ferro-lítio (LFP) à LG New Energy para uso em seu sistema de armazenamento de energia durante a fase de transição. A LG New Energy e a GM já cooperaram anteriormente na produção de baterias para veículos elétricos através da joint venture Ultium. Esta cooperação trará o negócio de armazenamento de energia para o quadro de cooperação existente.
Além da sua cooperação com a Peak Energy e a LG New Energy, a GM também anunciou a expansão da sua cooperação com a Redwood Materials. A Redwood foi fundada pelo ex-executivo da Tesla, J.B. Straubel, e seus negócios abrangem reciclagem de baterias e sistemas de armazenamento de energia. Atualmente, Redwood obteve resíduos de produção da fábrica de baterias da GM e recebeu um grande número de baterias descartadas de veículos elétricos da GM para reciclagem. A GM disse que atualmente cerca de 10.000 baterias estão na fila para serem enviadas a Redwood para processamento.
No cenário do data center, a Redwood implantou um sistema de microrrede composto por baterias secundárias em um data center Crusoe em Sparks, Nevada, com escala de 12 MW/63 MWh, para fornecer suporte de energia estável para o data center. Desta vez, a GM decidiu introduzir um sistema de armazenamento de energia Redwood com capacidade de 7,2 MWh em uma fábrica em Michigan. A GM estima que este sistema deverá economizar para a fábrica aproximadamente US$ 3 milhões em custos de energia durante todo o seu ciclo de vida. O diretor comercial da Redwood, Cal Lankton, disse que este projeto é um “primeiro passo” para a Redwood e ajudará a empresa a expandir ainda mais seu território de aplicação, de data centers a instalações industriais.
Do ponto de vista dos cenários de aplicação, existem diferenças óbvias na utilização de sistemas de armazenamento de energia em data centers e grandes fábricas. Em ambientes de data center com uso intensivo de GPU, as baterias costumam ser usadas com frequência para suavizar as flutuações de energia causadas pelas cargas de computação. Em contraste, os cenários industriais, como as fábricas da GM, prestam mais atenção à redução dos picos e ao enchimento dos vales - descarregando as baterias durante as horas de pico de consumo de electricidade, reduzindo a procura de pico na facturação da rede, comprimindo assim as facturas mensais de electricidade, ao mesmo tempo que fornecem energia de reserva em caso de falha da rede para melhorar a continuidade e a fiabilidade da produção.
Kelty disse que para a GM, este tipo de sistema de armazenamento de energia não é apenas uma ferramenta de redução de custos, mas também uma parte importante para melhorar a resiliência operacional geral. Ele revelou que o projeto da fábrica em Michigan é considerado um projeto modelo e que a empresa tem demonstrado grande interesse em melhorar a confiabilidade da fábrica por meio do armazenamento de energia. De acordo com a visão da GM, no futuro, as suas fábricas em todo o mundo irão gradualmente implementar sistemas de armazenamento de energia semelhantes para alcançar benefícios duplos entre contas económicas e operações estáveis.