Todas as noites, entre as 17h e as 18h, em toda a Califórnia, o sol começa a pôr-se, os trabalhadores de escritório voltam para casa, os fornos são ligados e a rede elétrica entra num dos períodos mais exigentes do dia. Os preços da eletricidade sobem, as centrais de gás natural crescem rapidamente e as empresas de serviços públicos trabalham para equilibrar a oferta e a procura em tempo real.
Para os consumidores comuns, esta janela noturna afeta cada vez mais como e quando utilizam dispositivos conectados, desde termóstatos inteligentes que ajustam as configurações de temperatura até veículos elétricos que programam os seus ciclos de carregamento para evitar preços de pico.
Os investigadores em energia descrevem frequentemente este momento como um teste de stress diário para um sistema energético que agora depende fortemente da geração renovável.
A rede elétrica da Califórnia opera sob uma combinação única de tecnologias e regras de mercado. A energia solar fornece agora uma grande parte da electricidade diurna, enquanto as centrais de gás natural ainda desempenham um papel no equilíbrio da oferta quando a procura aumenta após o pôr do sol.
De acordo com analistas energéticos que estudam os mercados energéticos, o comportamento da rede é muitas vezes moldado tanto pela economia como pela política energética. Estas dinâmicas estão a tornar-se mais visíveis ao nível dos agregados familiares, à medida que os modelos de preços dos serviços públicos e as aplicações voltadas para o consumidor proporcionam aos utilizadores uma maior perceção sobre quando a utilização da eletricidade é mais barata ou mais cara.
Por que a energia solar é um ativo de dois gumes
Ao contrário da Nova Inglaterra, A rede da Califórnia não depende de carvão ou petróleo. A mistura de combustível é mais limpa, mas não mais simples.
A energia solar entra na rede a um custo marginal extremamente baixo, o que significa que normalmente é despachada primeiro, sempre que estiver disponível. As usinas de gás natural atendem então à demanda restante conforme necessário.
Pesquisador de mercado de energia Neel Somani relata que esta estrutura cria uma dinâmica de preços incomum: o custo da electricidade é muitas vezes determinado pelo gerador que deve ser activado por último para satisfazer a procura.
“Portanto, existem energias renováveis e unidades de gás natural, mas na Califórnia não há nenhum outro lixo, como carvão ou outras unidades mais sujas”, diz Somani. “Quando você tem alguma demanda, basicamente você primeiro a atende com energias renováveis, que têm basicamente um custo marginal de US$ 0, e então você liga unidades de gás natural cada vez menos eficientes até atender toda a demanda.”
Esta estrutura, gerida pelo Operador Independente do Sistema da Califórnia (CAISO), significa que o preço da electricidade num determinado dia é em grande parte determinado por uma questão: quão ineficiente deve ser uma central de gás natural antes que a rede deixe de poder satisfazer a procura sem ela? Quando a energia solar é abundante, a resposta é muito ineficiente, o que significa que os preços permanecem baixos. Quando o sol se põe, a resposta muda rapidamente.
A produção solar atinge o pico a meio do dia, inundando a rede com electricidade barata quando a procura residencial e comercial está no seu nível mais baixo. Depois, à medida que o sol se põe, essa inundação de energia com custo marginal de 0 dólares desaparece quase totalmente, no momento em que as pessoas regressam a casa e ligam todos os dispositivos das suas casas. O resultado é o que os operadores da rede chamam de “curva de pato”, uma representação visual da procura líquida de electricidade que cai acentuadamente ao meio-dia e depois arqueia dramaticamente para cima à noite.
Para os consumidores, este padrão reflecte-se cada vez mais nos preços de utilização, onde o funcionamento de aparelhos como máquinas de lavar loiça, máquinas de lavar roupa ou sistemas de carregamento doméstico durante o meio-dia pode resultar em custos de energia visivelmente mais baixos.
O problema das 17h
“Quando as pessoas chegam a casa às 17h, acendem as luzes, as televisões e os fornos, tudo ao mesmo tempo, o que cria um pico de procura às 17h. Portanto, se olharmos para o gráfico dos preços da energia, veremos que por volta das 17h há sempre um pico, que depois estabiliza no final da noite”, explica Somani.
Esse pico é piorado, e não melhor, pela energia solar. A questão é o design do sistema. Para satisfazer o aumento repentino da procura que se segue ao pôr do sol, os operadores da rede devem enviar turbinas a gás. Mas as turbinas a gás mais rápidas disponíveis, chamadas turbinas a gás de ciclo simples, são também as menos eficientes. As turbinas a gás de ciclo combinado são mais eficientes, mas demoram mais para serem colocadas em operação.
“Existem basicamente dois tipos de turbinas a gás”, diz Somani. “Existem turbinas a gás de ciclo combinado e turbinas a gás de ciclo simples, e as que ligam muito rapidamente são as turbinas a gás de ciclo simples, mas também são menos eficientes. Assim, como resultado, acabamos com um preço noturno ainda mais elevado do que teríamos sem as energias renováveis.”
A ironia é real. A mesma expansão da energia solar que fez da Califórnia um líder nacional em energia limpa tornou, em alguns aspectos, os seus preços nocturnos mais voláteis. Quanto mais energia solar inunda o sistema durante o dia, mais íngreme será a rampa que os geradores convencionais devem cobrir quando ela desaparecer.
A Administração de Informação sobre Energia dos EUA acompanhou esta tendência cuidadosamente, observando que à medida que a capacidade solar da Califórnia cresce, a queda da carga líquida ao meio-dia continua a diminuir, criando uma subida mais acentuada de volta aos níveis de procura nocturnos. Os operadores de rede enfrentam uma rampa que pode abranger 10 a 17 gigawatts num período de três horas, um feito que exige uma coordenação precisa entre dezenas de ativos geradores.
A Geografia do Problema: NP15 e SP15
Os desafios da rede elétrica da Califórnia não estão distribuídos uniformemente. A infraestrutura de transmissão do estado o divide em duas zonas principais de preços: Norte da Califórnia, conhecido como NP15 (North Path 15), e Sul da Califórnia, conhecido como SP15 (South Path 15). As duas zonas estão ligadas por um corredor de transmissão denominado Caminho 15 e, quando essa linha fica congestionada, os preços grossistas nas duas regiões divergem.
Como explica Neel, “o Norte da Califórnia é praticamente sempre um importador. Importa tanto quanto possível do Noroeste Pacífico, porque produz muita energia hidroeléctrica, e importará do Sul da Califórnia”. O Sul da Califórnia, pelo contrário, alterna entre exportação e importação dependendo das condições sazonais e dos padrões diários de procura.
Esta topologia regional é extremamente importante para os operadores de rede e para os comerciantes de energia. Um aumento de preços no sul da Califórnia não se traduz automaticamente em alívio no norte se a capacidade de transmissão for limitada. Gerenciar esses gargalos é parte do que torna a CAISO uma das operadoras de rede mais complexas do mundo.
Baterias: a resposta escondida à vista de todos
O armazenamento em bateria tornou-se cada vez mais uma das principais ferramentas utilizadas para responder ao aumento da procura nocturna. “A arbitragem de energia é a resposta mais comum. As baterias compram essa energia solar barata durante o dia, despacham-na à noite e geram essa diferença como lucro.”
Princípios semelhantes estão agora a ser aplicados a nível residencial, onde os sistemas de baterias domésticas emparelhados com a energia solar nos telhados permitem que as famílias armazenem energia diurna mais barata e a utilizem mais tarde, reduzindo a dependência de electricidade nocturna mais cara.
A economia deste trade-off é simples e atraiu capital privado substancial. A Califórnia atingiu um marco importante em 2025, tornando-se o primeiro estado a implantar 10 gigawatts de capacidade de armazenamento de bateria. De acordo com dados do Atlantic Council, a capacidade da bateria em percentagem da capacidade de geração solar no CAISO aumentou para 41 por cento no final de 2023, e a expansão continuou desde então. Em meados de 2024, as baterias forneciam uma média de 6 gigawatts de energia durante o horário das 20h às 21h, o dobro do nível do ano anterior.
O efeito prático foi um achatamento visível da seção mais íngreme da curva de pato. No centro de gás SoCal Citygate, os preços médios diários do gás natural caíram de quase 9 dólares por MMBtu em abril de 2023 para aproximadamente 4 dólares por MMBtu em 2024, em parte porque as baterias estavam a substituir a geração de gás natural, que anteriormente tinha sido a única ferramenta disponível para preencher a lacuna noturna. A redução da energia solar, que outrora aumentou de forma constante à medida que a capacidade de produção se expandia, também caiu em termos relativos, uma vez que uma maior parte do excedente do meio-dia é armazenada em vez de desperdiçada.
O que isso significa para a governança e a rede
A história da rede elétrica da Califórnia destaca como o design do mercado, a infraestrutura e a tecnologia interagem em sistemas energéticos complexos. O pico noturno não é um fenômeno natural. É o resultado emergente de escolhas de concepção: como os activos de produção são compensados, como a infra-estrutura de transmissão é construída e como os incentivos são alinhados num sistema descentralizado de produtores, operadores de rede e consumidores.
Neel tem argumentado consistentemente que estruturas competitivas bem concebidas superam os sistemas de gatekeeper único em domínios caracterizados pela complexidade e pela rápida mudança. A mesma filosofia se aplica à governança da rede. A mudança da Califórnia em direcção à fixação de preços por tempo de utilização, onde empresas de serviços públicos como a Pacific Gas and Electric cobram mais aos consumidores durante as horas de ponta, é um exemplo de alinhamento de incentivos individuais com as necessidades de todo o sistema. Quando os consumidores pagam mais às 18h00 do que ao meio-dia, têm uma razão financeira direta para ligar as suas máquinas de lavar loiça mais cedo durante o dia ou carregar os seus veículos elétricos durante a noite.
O CPUC estima que quase 3 gigawatts de sistemas solares e de armazenamento combinados atrás do medidor estão ativos em toda a Califórnia, com instalações solares equipadas com baterias representando mais de 30 por cento das novas instalações residenciais na sequência das mudanças na política NEM 3.0.
A estrada à frente
O problema da rede elétrica da Califórnia não está resolvido. No entanto, está a melhorar de uma forma que teria parecido ambiciosa há apenas cinco anos. A curva de pato está a ser achatada pelos próprios incentivos financeiros que Neel Somani descreve: actores que compram energia barata durante o dia e a vendem com prémio nocturno, obtendo lucro e ao mesmo tempo estabilizando o sistema.
A resiliência energética da Califórnia está distribuída por milhões de sistemas de telhados, baterias em escala de rede e participantes de resposta à demanda. Esta rede distribuída apresenta desafios e oportunidades.
À medida que mais agregados familiares adoptam tecnologias energéticas conectadas, desde veículos eléctricos a painéis inteligentes e sistemas de baterias, a relação entre o desempenho da rede e o comportamento quotidiano do consumidor está a tornar-se cada vez mais interligada.
O pico das 17h continua sendo um desafio diário. Mas é, pela primeira vez, um desafio que os mercados estão a começar a resolver.
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