A Revolução do Armazenamento de Energia: Como as Baterias Transformarão o Transporte e as Cidades

O consumo de eletricidade continua a crescer em todo o mundo. Segundo a IEA, a demanda global de eletricidade é esperado a aumentar ainda mais rapidamente, a uma taxa média de 3,4% ao ano, até 2026. Essa demanda será impulsionada por uma perspectiva econômica em melhoria e uma expansão notável do setor de data centers. 

À medida que o consumo de eletricidade aumenta, garantir um fornecimento de energia estável e sustentável torna-se cada vez mais complexo.

O fato é que as redes elétricas tradicionais dependem de combustíveis fósseis, e fontes de energia renovável como vento e solar são intermitentes. Aqui, o armazenamento de energia é fundamental para atender às demandas energéticas e apoiar o armazenamento sustentável. 

Ao capturar o excesso de energia quando a oferta está alta (dias ensolarados para energia solar) e liberá‑la quando é necessária (à noite ou em dias nublados), ou durante picos de demanda, as soluções de armazenamento permitem a integração de renováveis e aumentam a confiabilidade da rede.

Além disso, isso pode potencialmente reduzir os custos de eletricidade ao otimizar o uso de energia e minimizar a necessidade de novas usinas. Mais importante ainda, contribui para os esforços de descarbonização ao reduzir a dependência de fontes de energia intensivas em carbono.

Nesse contexto, o mercado global de armazenamento de energia aumentou cerca de triplicou de tamanho em 2023 e deve continuar a crescer a uma taxa anual de 21% até 2030. 

O armazenamento de energia é, na verdade, a grande ideia da Ark Invest para 2025 e se espera que “impulsione avanços exponenciais em todos os setores e catalise uma mudança de paradigma no crescimento econômico global”.

O ARK de Cathie Wood é um relatório anual que oferece uma análise abrangente da convergência tecnológica e seu potencial para revolucionar indústrias. Desta vez, inteligência artificial, robótica, blockchains públicas e sequenciamento multiômico, juntamente com o armazenamento de energia, são as áreas de foco que se projeta desbloquear crescimento exponencial. 

Essas ideias, segundo o relatório, estão prontas para impulsionar a produtividade de forma dramática e criar oportunidades de investimento de longo prazo. Então, vamos dar uma olhada na solução de armazenamento de energia mais proeminente!

Avanços na Tecnologia de Baterias

Entre as soluções de armazenamento de energia, as baterias desempenham um papel fundamental ao atender às demandas crescentes e acelerar a transição para energia renovável, atuando como uma opção flexível, escalável e ecológica. 

O armazenamento de baterias é um facilitador essencial da geração de energia renovável e de aplicações como redução de picos, otimização de autoconsumo e energia de reserva. Ao longo dos anos, os avanços na tecnologia de baterias melhoraram significativamente sua densidade energética, eficiência, velocidade de carregamento, vida útil e segurança.

Todos esses avanços na tecnologia de baterias são, na verdade, impulsionados por outras tecnologias disruptivas, conforme observado pela ARK em seu relatório. Inovações na tecnologia de baterias estão sendo influenciadas pelos avanços em redes neurais, nuvem de próxima geração, dispositivos inteligentes, mobilidade autônoma, geração de energia distribuída e foguetes renováveis.

Agora, os avanços recentes na tecnologia de baterias incluem baterias de lítio-enxofre, que possuem maior densidade energética, permitindo armazenar mais energia; baterias de íon-sódio, que utilizam um material mais abundante; baterias com eletrólitos organossilícicos mais resistentes ao fogo; e baterias de lítio-tungstênio NanoBolt, que recarregam mais rapidamente.

Uma grande inovação na química de baterias, porém, são as baterias de estado sólido (SSB), que, ao invés de eletrólitos líquidos, utilizam eletrólitos sólidos, melhorando assim a segurança e a estabilidade. Esses eletrólitos sólidos podem, na verdade, ser produzidos a partir de uma gama mais ampla de materiais mais baratos e ambientalmente amigáveis.

O material sólido usado como eletrólito permite o movimento de íons entre o ânodo, tipicamente feito de um material de alta energia como o lítio, e o cátodo, que é feito de materiais compostos, durante a carga e descarga.

Em comparação com as baterias de íon‑lítio tradicionais, as baterias de estado sólido oferecem maior densidade energética e podem armazenar mais energia no mesmo espaço. O eletrólito sólido também minimiza o risco de vazamentos e incêndios ao utilizar um sólido estável e não inflamável, que também impede a fuga térmica.

Dessa forma, elimina a necessidade de sistemas de gerenciamento térmico, oferecendo, por sua vez, desempenho aprimorado em temperaturas extremas, tempos de carregamento mais rápidos, maior autonomia e ciclos de vida mais longos.

A longevidade e o ciclo de vida das baterias de estado sólido têm sido particularmente focados para melhoria por meio de inovações em materiais de eletrólitos sólidos, que permitem suportar mais ciclos de carga‑descarga. Isso não só estende a vida útil, mas também torna essas baterias uma opção mais sustentável em comparação com baterias convencionais. 

Enquanto as baterias Li‑ion são capazes de suportar de 1.500 a 2.000 ciclos de carga, as SSB podem durar de 8.000 a 10.000 ciclos. Essa melhoria significativa em eficiência e durabilidade demonstra seu potencial para superar as tecnologias de bateria atuais em aplicações exigentes e tornar as baterias de estado sólido uma opção altamente promissora para futuras soluções de armazenamento de energia em diversos setores. 

A indústria automotiva, especificamente, tem muito a ganhar com a tecnologia de baterias de estado sólido devido à necessidade de veículos elétricos por baterias de alta densidade energética, seguras, duráveis e de carregamento rápido.

Agora, para carregamento rápido, as empresas também estão explorando baterias sem ânodo, eletrólitos inovadores, novos materiais e tecnologias de resfriamento que dissipam o calor de forma mais eficiente; designs avançados de conversores para gerenciar altos níveis de potência enquanto reduzem a geração de calor e a perda de energia; e tecnologias de IA e carregamento sem fio para otimizar o processo de carregamento.

Além da química das baterias, outros avanços tecnológicos neste campo incluem reciclagem e reutilização de baterias para reduzir seu custo e monitoramento em tempo real para otimizar o desempenho das baterias.

Veículos Elétricos & Armazenamento em Rede

A tecnologia avançada de baterias, que trouxe melhorias na eficiência das baterias e no armazenamento de energia, está catalisando avanços em mobilidade autônoma, geração de energia distribuída e robótica humanoide.

De veículos elétricos a sistemas de energia renovável e armazenamento de energia em rede, todas essas aplicações dependem de soluções de armazenamento de energia eficientes e acessíveis. Desenvolvimentos recentes mostram que, de fato, estamos avançando na direção certa, já que o custo das baterias está caindo.

Se analisarmos os dados históricos, uma bateria com capacidade de um quilowatt‑hora custava impressionantes US$ 7.500 em 1991. Desde então, os preços diminuíram significativamente, com as baterias de íon‑lítio emergindo como a solução de armazenamento de energia mais econômica.

Em 2008, o custo por quilowatt‑hora (kWh) era de US$ 1.355, que posteriormente caiu para US$ 153 por kWh em 2022. Isso não parou por aí, os preços dos pacotes de baterias de íon‑lítio caíram ainda mais para um recorde de US$ 115 por quilowatt‑hora em 2024, uma queda de 20% em relação ao ano anterior. 

A principal razão por trás dessa queda tem sido o progresso na tecnologia e química das baterias, bem como um aumento substancial na produção, redução nos preços das matérias‑primas, adoção de materiais mais acessíveis e maior competição. 

Esses custos decrescentes devem acelerar a adoção de VEs , já que os pacotes de baterias são uma parte fundamental dos VEs e ajudam a armazenar a energia necessária para alimentar esses veículos. Os altos custos das baterias têm sido, na verdade, um grande obstáculo à adoção de VEs. Isso ocorre porque podem representar um terço do custo de um VE. E com a queda dos custos das baterias, o preço dos VEs também deve diminuir.

A BNEF prevê que os preços dos pacotes de baterias caiam abaixo da marca de US$ 100/kWh até 2026 e US$ 69/kWh até 2030. Isso está projetado para ajudar os VEs a alcançar a paridade de custos com veículos de motor de combustão interna (ICEV).

Preços mais baixos das baterias também tornam os sistemas de energia intermitente economicamente atraentes com 100% de disponibilidade. Isso aumenta a viabilidade de soluções de armazenamento de energia em larga escala e facilita a integração de fontes de energia renovável nas redes elétricas.

De acordo com o relatório da ARK:

“A queda nos custos da Tecnologia Avançada de Baterias deve causar uma explosão nos formatos, permitindo sistemas de Mobilidade Autônoma que reduzem drasticamente o custo do transporte.”

Uma redução no custo do trem de força elétrico, em particular, deve desbloquear micro‑mobilidade e sistemas aéreos como táxis voadores, o que permitiria modelos de negócios que transformarão as cidades, prevê a ARK. Autonomia também deve reduzir o custo de táxis, entregas e vigilância em ordem de magnitude, possibilitando transporte sem atritos, o que, por sua vez, aumentará a velocidade do comércio eletrônico e tornará a propriedade individual de carros uma raridade.

Todas essas inovações, juntamente com energia solar, fissão em pequena escala e baterias estacionárias em grande escala, segundo a ARK, podem transformar completamente o setor de energia, substituindo a eletricidade por combustível líquido e impulsionando a produção e resiliência em todo o sistema.

Oportunidades de Investimento

O armazenamento de energia é a base de um futuro energético sustentável, que está sendo impulsionado pelos avanços na tecnologia de baterias. Então, vamos analisar alguns nomes proeminentes neste setor:

#1. Tesla

A Tesla (TSLA ) é uma força dominante na produção de baterias e VEs, com seus avanços tecnológicos e expansões estratégicas desempenhando um papel fundamental na promoção dos sonhos elétricos da indústria. Quando se trata da tecnologia de baterias da empresa, a Tesla utiliza uma variedade de químicas de baterias de íon‑lítio (Li‑ion), que envolvem diferentes composições de NMC (níquel‑manganês‑cobalto) bem como o mais barato LFP (fosfato de ferro‑lítio).

A maioria das baterias de VEs da Tesla, porém, provém de outras empresas, incluindo Panasonic Energy e LG Energy, portanto a empresa tem tentado aumentar a produção de suas células de bateria 4680 nos EUA para reduzir custos e melhorar margens. O desenvolvimento da bateria 4680, entretanto, tem enfrentado problemas significativos, perdendo até 80% dos cátodos na produção de teste.

Apesar desses desafios, a Tesla continua avançando, tendo implantado 11 GWh de armazenamento de energia no quarto trimestre de 2024 e um recorde de 31,4 GWh em todo 2024, representando um aumento anual de 244% e 114%, respectivamente. Seus produtos Megapack e Powerwall foram os principais impulsionadores desse crescimento.

De acordo com a ARK, a Tesla representa cerca de 19% do armazenamento de energia global, o que pode parecer surpreendente para alguns hoje, mas como Musk disse, o propósito da Tesla sempre foi “acelerar o advento da energia sustentável”.

A Tesla está agora também planejando projetar quatro novas versões de baterias internas para alimentar seu Cybertruck, o futuro robotáxi e outros VEs, de acordo com um relatório da Reuters em outubro do ano passado.

A montadora também está se preparando para lançar seu robotáxi em 2025. A ARK espera que o Cybercrab da Tesla seja lucrativo a um preço de US$ 15.000 ou menos, com base em uma eficiência de 5,5 milhas/kWh e custo de bateria chegando a apenas US$ 2.300. 

Agora, no que diz respeito às finanças da empresa, a Tesla reportou receita de US$ 25,71 bilhões no mais recente quarto trimestre de 2024. Isso inclui US$ 19,8 bilhões em receita automotiva — uma queda de 8% em relação ao 4T23 — dos quais US$ 692 milhões vieram de créditos regulatórios e US$ 3,06 bilhões em receita de geração e armazenamento de energia, que disparou 113% em relação ao mesmo período do ano anterior.

O lucro operacional da Tesla foi de US$ 1,6 bilhão, o lucro líquido foi de US$ 2,32 bilhões e o lucro por ação ajustado foi de 73 centavos. Durante esse período, a Tesla entregou 495.570 veículos, e no ano completo, cerca de 1,8 milhão de VEs foram entregues. Este ano, a empresa planeja lançar o “Full Self-Driving não supervisionado como serviço pago”.

Com capitalização de mercado de US$ 1,12 trilhão, as ações da Tesla, ao momento da escrita, estão sendo negociadas a US$ 349, queda de 13,15% no ano. Seu EPS (TTM) é 2,04, enquanto o índice P/E (TTM) é 172,20.

2. QuantumScape  

A QuantumScape (QS ) desenvolveu um design de célula que não envolve ânodo para oferecer alta densidade de energia, simplificando a fabricação e reduzindo os custos de material. Sua tecnologia original de célula de bateria afirma possibilitar armazenamento de energia mais eficiente e confiável.

Com suas baterias, a empresa pretende impulsionar a mobilidade de próxima geração e ajudar na transição verde no setor de transporte, que é um dos maiores contribuintes das emissões globais de gases de efeito estufa. Mas os VEs atuais, segundo a QuantumScape, ainda carecem de desempenho, segurança e custo necessários para a adoção em massa de veículos zero emissões.

Portanto, o foco da QuantumScape está em baterias de estado sólido de lítio‑metal, que, segundo a empresa, carregarão mais rápido, percorrerão distâncias maiores, durarão mais e operarão com mais segurança do que os VEs existentes, bem como veículos a combustão.

Além da arquitetura sem ânodo, outra inovação da QuantumScape que pode ajudar a trazer esta nova era de armazenamento de energia é seu separador cerâmico sólido proprietário, que pode atender aos requisitos essenciais de alta condutividade, estabilidade e baixa impedância interfacial, permitindo alta densidade de energia, carregamento rápido e longa vida útil. 

Seu primeiro produto comercial planejado é o QSE-5, que foi projetado para combinar com diferentes químicas de cátodo, incluindo NMC e LFP. As células QSE-5 têm uma densidade de energia medida de 844 Wh/L e podem carregar de 10% a 80% em cerca de 12 minutos.

Com capitalização de mercado de US$ 2,56 bilhões, as ações da QuantumScape, ao momento da escrita, estão sendo negociadas a US$ 5, queda de 3,47% no ano. Seu EPS (TTM) é -0,95 enquanto o índice P/E (TTM) é -5,25.

Quanto às finanças da empresa, o último trimestre reportado foi o 3T24, durante o qual seus investimentos de capital foram de US$ 17,9 milhões, as despesas operacionais GAAP foram de US$ 130,2 milhões, e o prejuízo líquido GAAP foi de US$ 119,7 milhões, enquanto a liquidez ao final era de US$ 841 milhões.

A QuantumScape também informou o início da produção de volumes baixos de suas primeiras células de amostra B, implementando com sucesso o processo Raptor, e firmando parceria com o fabricante de baterias da Volkswagen, PowerCo, com um pré‑pagamento de US$ 130 milhões para levar a tecnologia QSE-5 à produção em massa.

3. Solid Power  

A Solid Power (SLDP ) está desenvolvendo tecnologia de células de bateria totalmente de estado sólido, que se espera melhorar as células híbridas de próxima geração e a tecnologia convencional de íon‑lítio baseada em líquido. A empresa utiliza eletrodos de maior capacidade, como silício e lítio metálico, para oferecer melhor segurança, vida útil mais longa e uma vantagem de custo de 15‑35%.

O ingrediente chave da bateria totalmente de estado sólido da Solid Power é um eletrólito sólido à base de sulfeto, que promete uma combinação sólida de desempenho em nível de célula, capacidade de fabricação e condutividade. Essa tecnologia de eletrólito sólido à base de sulfeto utiliza materiais abundantes, e a empresa pretende escalar sua produção para alimentar 800.000 VEs usando suas células de bateria totalmente de estado sólido anualmente até 2028.

Com capitalização de mercado de US$ 240 milhões, as ações da Solid Power, ao momento da escrita, estão sendo negociadas a US$ 1,36, queda de quase 30% no ano. Seu EPS (TTM) é -0,47 enquanto o índice P/E (TTM) é -2,80.

No 3T24, a empresa reportou US$ 4,7 milhões em receita, um prejuízo operacional de US$ 27,6 milhões e um prejuízo líquido de US$ 22,4 milhões. Sua liquidez ao final do trimestre foi de US$ 348,1 milhões. A Solid Power também garantiu um prêmio de US$ 50 milhões do Departamento de Energia dos EUA para continuar a produção de seu eletrólito sólido à base de sulfeto. Além disso, estendeu o acordo com a VMW e iniciou trabalhos em P&D de eletrólitos e no laboratório pré‑piloto EIC.

Desafios

À medida que os VEs ganham rápida expansão e as redes elétricas transicionam para renováveis, as baterias se tornaram um elemento chave para alcançar um futuro mais verde. Mas embora as baterias ofereçam uma tecnologia verde promissora em comparação com combustíveis fósseis, elas também geram emissões de gases de efeito estufa (GEE) de forma direta ou indireta ao longo de seu ciclo de vida.

A fase de fabricação das baterias, que inclui mineração e refino de matérias‑primas, é um contribuinte significativo para as emissões de GEE. Além disso, esses materiais também apresentam outros desafios ao desenvolvimento da tecnologia de baterias e, por extensão, aos VEs e ao armazenamento de energia. 

O lítio é atualmente o componente mais crítico na produção de baterias, e sua demanda deve aumentar mais de 40 vezes até 2040. No entanto, o próprio mercado de lítio está enfrentando desafios significativos devido a cortes de produção e mudanças nos padrões de demanda.

Os minerais, que são encontrados principalmente na Austrália, Chile e China, respondem por 90% da produção global e também são prejudiciais ao meio ambiente. Além da distribuição desigual desses minerais críticos para baterias (lítio, cobalto, níquel, manganês e grafite), eles também enfrentam problemas de escassez e exigem operações de mineração intensivas para extração.

A crescente tensão geopolítica agrava ainda mais essa situação. Políticas comerciais, como possíveis tarifas sobre importações chinesas pelo presidente dos EUA Donald Trump e tarifas retaliatórias da China sobre importações dos EUA, já ameaçam alterar os preços globais de baterias e as cadeias de suprimentos.

Mudanças de políticas relacionadas a VEs e energia renovável apresentam outro desafio. Por exemplo, na Europa, países como França e Alemanha reduziram subsídios para VEs, o que pode desacelerar o crescimento dos VEs e, por sua vez, afetar o desenvolvimento e avanço das baterias. 

Além de tudo isso, a tecnologia de baterias ainda enfrenta desafios em termos de segurança, o que limita o uso de VEs e o uso de baterias para armazenamento de energia. Também há a questão da baixa qualidade das baterias¹, que pode impactar a confiabilidade dos dispositivos que alimentam. O descarte dessas baterias ainda gera resíduos perigosos, enquanto a vida útil mais curta das baterias aposentadas gera despesas com substituição, instalação, transporte e tempo de inatividade. 

Agora, para enfrentar as preocupações de sustentabilidade das baterias, o foco principal continua sendo prolongar sua vida operacional, mas é necessário ir muito além. Além de maximizar a eficiência energética, devemos minimizar o uso de materiais tóxicos, usar fontes renováveis para alimentar dispositivos de bateria, desenvolver sistemas de bateria multifuncionais e promover a reciclagem e reutilização de baterias.

Conclusão

À medida que o impulso global em direção à energia renovável se intensifica, a necessidade de armazenamento de energia eficiente torna‑se mais crítica do que nunca. Sistemas robustos de armazenamento de energia podem garantir um fornecimento estável e contínuo, reduzir custos, minimizar a sobrecarga da rede, alimentar veículos elétricos e ajudar a alcançar metas de descarbonização. 

O armazenamento de energia é impulsionado pelos avanços na tecnologia de baterias, que resultaram em custos decrescentes, melhor eficiência e maior segurança. É por meio de inovação constante na tecnologia de baterias que o armazenamento de energia pode revolucionar indústrias que vão da IA, robótica, à mobilidade autônoma e geração de energia distribuída.

No geral, o armazenamento de energia catalisado pela tecnologia avançada de baterias está pronto para impulsionar a adoção generalizada de veículos elétricos, viabilizar redes inteligentes resilientes e alimentar um futuro sustentável!

Clique aqui para uma lista das principais ações de VEs.

Referência do Estudo:

^{1. Attia, P.M., Moch, E., & Herring, P.K. (2025). Desafios e oportunidades para produção de baterias de alta qualidade em escala. Nature Communications, 16, 611. Disponível online 12 de janeiro de 2025. https://doi.org/10.1038/s41467-025-55861-7}