Cum Funcționează Sistemele de Stocare a Energiei (BESS) în România

Un ghid complet despre tehnologia bateriilor de stocare energie, aplicațiile lor în piața energetică românească și oportunitatea de investiție în cea mai dinamică piață emergentă din Europa.

Ce Este un Sistem BESS?

Un sistem BESS (Battery Energy Storage System) este o instalație care stochează energie electrică în baterii și o eliberează la nevoie. Spre deosebire de centralele convenționale care produc energie prin arderea combustibililor sau din surse regenerabile, sistemele BESS nu produc energie, ci o stochează temporar pentru a optimiza utilizarea rețelei electrice.

În România, sistemele de stocare a energiei în baterii au devenit esențiale odată cu creșterea rapidă a capacităților de energie solară și eoliană. Țara noastră a adăugat peste 2.000 MW de panouri fotovoltaice doar în 2024, ceea ce creează nevoia urgentă pentru soluții de flexibilitate a rețelei.

Principiul de funcționare

Funcționarea unui sistem BESS se bazează pe două procese fundamentale:

• Încărcare (Charging): Când prețul energiei este scăzut sau când există un surplus de producție din surse regenerabile, sistemul BESS absoarbe energie din rețeaua electrică și o stochează în baterii sub formă chimică.
• Descărcare (Discharging): Când prețul energiei crește sau când există deficit în rețea, bateriile eliberează energia stocată înapoi în sistem, contribuind la echilibrarea cererii și ofertei.

Acest ciclu poate fi repetat de mii de ori pe durata de viață a unui sistem BESS, fiecare baterie litiu-ion modernă fiind capabilă să execute între 6.000 și 10.000 de cicluri complete înainte de degradare semnificativă.

Componentele Unui Sistem BESS

Un sistem complet de stocare a energiei în baterii constă din mai multe componente esențiale care lucrează împreună pentru a asigura funcționarea sigură și eficientă:

1. Modulele de baterii (Battery Modules)

Nucleul oricărui sistem BESS îl reprezintă modulele de baterii litiu-ion. Acestea sunt organizate în containere climatizate de 20 sau 40 de picioare (TEU), fiecare container având capacitate de 2-5 MWh. Bateriile moderne folosesc tehnologia LFP (Litiu Fier Fosfat) sau NMC (Nichel Mangan Cobalt), fiecare cu avantaje specifice:

Pentru aplicațiile de stocare staționară în România, majoritatea proiectelor BESS folosesc tehnologia LFP datorită siguranței superioare, duratei de viață lungi și costurilor mai reduse pe ciclu.

2. Sistemul de conversie a energiei (PCS - Power Conversion System)

PCS-ul este responsabil pentru conversia energiei electrice între curentul alternativ (AC) al rețelei și curentul continuu (DC) al bateriilor. Acest sistem include:

• Invertoare bidirectionale: Convertesc AC în DC la încărcare și DC în AC la descărcare
• Transformatoare: Adaptează tensiunea la nivelul cerut de rețeaua electrică (110 kV pentru racordare la Transelectrica)
• Sisteme de protecție: Întrerupătoare automate, relee de protecție, dispozitive de securitate

Eficiența unui PCS modern este de 98-99%, ceea ce înseamnă pierderi minime în procesul de conversie.

3. Sistemul de management al bateriilor (BMS - Battery Management System)

BMS-ul este "creierul" sistemului BESS, monitorizând și controlând în permanență starea fiecărei celule de baterie. Funcțiile principale includ:

• Monitorizarea tensiunii, curentului și temperaturii fiecărei celule
• Echilibrarea încărcării între celule (cell balancing)
• Prevenirea supraîncărcării sau descărcării excesive
• Estimarea stării de încărcare (SOC - State of Charge)
• Estimarea stării de sănătate (SOH - State of Health)
• Protecție împotriva scurtcircuitelor și supraîncălzirii

4. Sistemul de control energetic (EMS - Energy Management System)

La nivel superior, EMS-ul ia decizii strategice despre când și cum să opereze sistemul BESS pentru a maximiza profitabilitatea:

• Analizează prețurile în timp real pe piețele DAM, IDM și de echilibrare
• Primește semnale de la Transelectrica pentru servicii de echilibrare AFRR și FCR
• Optimizează ciclurile de încărcare/descărcare pentru a prelungi durata de viață
• Calculează proiecții financiare și rapoarte de performanță
• Integrează prognoze meteo pentru a anticipa producția regenerabilă

5. Sistem de climatizare și siguranță

Bateriile litiu-ion funcționează optim la temperaturi între 15-30°C. Sistemele BESS includ:

• HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning): Menține temperatura constantă în interiorul containerelor
• Sisteme de detecție și stingere incendii: Detectoare de fum, sisteme cu aerosoli sau gaz inert (NOVEC 1230)
• Monitorizare video și control acces: Securitate fizică 24/7

Tehnologia Bateriilor Litiu-Ion

Bateriile litiu-ion au revoluționat industria de stocare a energiei datorită densității energetice ridicate, eficienței superioare și scăderii rapide a costurilor. În ultimii 10 ani, prețul bateriilor litiu-ion a scăzut cu peste 85%, de la aproximativ $1.200/kWh în 2010 la sub $150/kWh în 2024.

Chimia bateriilor litiu-ion

O celulă litiu-ion constă din:

• Anod (electrodul negativ): De obicei grafit, care stochează ionii de litiu în timpul încărcării
• Catod (electrodul pozitiv): Oxizi metalici (LFP, NMC, NCA) care eliberează ioni de litiu în timpul încărcării
• Electrolit: Soluție lichidă sau gel care permite transportul ionilor de litiu între electrozi
• Separator: Membrană poroasă care previne scurtcircuitul între electrozi dar permite trecerea ionilor

Avantajele tehnologiei litiu-ion pentru BESS în România

Aplicații ale BESS în România

Sistemele de stocare a energiei în baterii au multiple aplicații în piața energetică românească, fiecare generând fluxuri de venituri distincte:

1. Servicii de echilibrare pentru Transelectrica

Aceasta este aplicația primară și cea mai profitabilă pentru BESS în România. Transelectrica, operatorul de transport și sistem al rețelei electrice naționale, achiziționează servicii de echilibrare pentru a menține frecvența constantă la 50 Hz:

• AFRR (Automatic Frequency Restoration Reserve): Rezervă automată de frecvență cu activare în 30 secunde - 15 minute. Prețuri medii de 80-150 EUR/MW/zi pentru capacitate + energie activată
• mFRR (Manual Frequency Restoration Reserve): Rezervă manuală cu activare în 15 minute. Prețuri 30-60 EUR/MW/zi
• FCR (Frequency Containment Reserve): Rezervă primară cu răspuns instantaneu (<2 secunde). Prețuri 40-80 EUR/MW/zi

Sistemele BESS pot participa simultan pe mai multe piețe de rezervă, oferind flexibilitate maximă și venituri multiple. De exemplu, un sistem de 15 MW poate alocat:

• 10 MW pentru AFRR (24/7)
• 3 MW pentru FCR (24/7)
• 2 MW disponibil pentru arbitraj energetic în perioadele de preț ridicat

2. Arbitraj energetic (Energy Arbitrage)

Arbitrajul energetic constă în cumpărarea energiei la prețuri scăzute și vânzarea acesteia la prețuri ridicate. În România, oportunitățile de arbitraj sunt semnificative datorită volatilității pieței:

Un sistem BESS de 15 MW / 30 MWh poate executa 1-2 cicluri complete pe zi, generând venituri anuale de 500.000 - 1.500.000 EUR doar din arbitraj, în funcție de strategia de trading și condițiile pieței.

3. Integrarea energiei regenerabile

România și-a propus să ajungă la 1.200 MW capacitate de stocare BESS până în 2030 (conform PNRR). Această capacitate va fi esențială pentru:

• Absorbția energiei solare în exces în orele de mijloc ale zilei (10:00 - 16:00)
• Eliberarea energiei stocate în orele de vârf (18:00 - 22:00) când cererea este maximă
• Reducerea fenomenului de "curtailment" (oprirea forțată a producției regenerabile)
• Minimizarea necesității de a exporta energie la prețuri scăzute către țările vecine

4. Suport pentru rețelele de distribuție

La nivel de distribuție locală, sistemele BESS mai mici (1-5 MW) pot fi instalate pentru:

• Reducerea congestiei în rețea
• Amânarea investițiilor în upgrade-uri ale infrastructurii
• Îmbunătățirea calității tensiunii
• Alimentare de rezervă pentru consumatori critici (spitale, centre de date)

Servicii de Echilibrare: AFRR și FCR Explicate

Pentru a înțelege cum generează venituri un sistem BESS în România, este esențial să înțelegem mecanismul serviciilor de echilibrare.

De ce sunt necesare serviciile de echilibrare?

Rețeaua electrică funcționează la o frecvență constantă de 50 Hz. Orice dezechilibru între producția și consumul de energie cauzează deviații de frecvență:

• Dacă producția > consum → frecvența crește (peste 50 Hz)
• Dacă consum > producție → frecvența scade (sub 50 Hz)

Deviații de frecvență de peste ±0.2 Hz pot cauza daune echipamentelor și, în cazuri extreme, blackout-uri la nivel național. Pentru a preveni acest lucru, Transelectrica achiziționează rezerve de echilibrare care intervin automat sau manual pentru a corecta frecvența.

AFRR (Automatic Frequency Restoration Reserve)

AFRR este serviciul de echilibrare secundară, cu activare automată în 30 secunde - 15 minute. Sistemele BESS sunt ideal adaptate pentru AFRR datorită:

• Timp de răspuns rapid: Sub 1 secundă până la putere maximă
• Precizie: Poate furniza exact puterea solicitată (ex: 7.34 MW)
• Bidirectionalitate: Poate atât absorbi energie (frecvență mare) cât și furniza energie (frecvență scăzută)

Veniturile din AFRR provin din două surse:

1. Plata pentru capacitate (Availability Payment): Sumă fixă pentru faptul că sistemul este disponibil, chiar dacă nu este activat. Exemplu: 100 EUR/MW/zi × 15 MW × 365 zile = 547.500 EUR/an
2. Plata pentru energie activată (Activation Payment): Plată pentru fiecare MWh efectiv furnizat sau absorbit. Exemplu: 150 EUR/MWh × 10.000 MWh/an = 1.500.000 EUR/an

FCR (Frequency Containment Reserve)

FCR este rezerva primară, cu răspuns instantaneu (sub 2 secunde) și operare proporțională cu deviația de frecvență. FCR acționează continuu pentru a menține frecvența aproape de 50 Hz.

Sistemele BESS sunt excepționale pentru FCR deoarece pot:

• Răspunde în sub 300 milisecunde (mult sub cerința de 2 secunde)
• Furniza putere liniară proporțional cu deviația de frecvență
• Opera simetric (atât creștere cât și scădere de frecvență)

Veniturile din FCR sunt doar pentru capacitate, fără plată separată pentru energie activată: 50-80 EUR/MW/zi în România (2024-2025).

Optimizarea portofoliului de servicii

Un sistem BESS de 15 MW / 30 MWh poate fi optimizat pentru a participa pe multiple piețe simultan:

Arbitraj Energetic pe Piețele Românești

Dincolo de serviciile de echilibrare, arbitrajul energetic reprezintă a doua sursă majoră de venituri pentru sistemele BESS în România.

Piața Day-Ahead (DAM)

Pe piața DAM, operată de OPCOM, se tranzacționează energie pentru ziua următoare. Prețurile sunt stabilite prin licitații orare, cu închiderea pieței la ora 12:00 pentru ziua următoare.

Profilul tipic de preț pe DAM în România arată:

• Orele 02:00 - 06:00: Prețuri minime (20-50 EUR/MWh) - cerere scăzută, producție eoliană ridicată
• Orele 10:00 - 15:00: Prețuri medii (60-90 EUR/MWh) - producție solară ridicată compensează cererea
• Orele 18:00 - 22:00: Prețuri maxime (100-200 EUR/MWh) - vârf de consum, producție solară zero

Un sistem BESS poate profita de aceste diferențe prin:

1. Cumpărarea energiei la prețuri scăzute (încărcare baterii noapte/dimineață devreme)
2. Vânzarea energiei la prețuri ridicate (descărcare baterii seara)

Exemplu de ciclu arbitraj DAM:

• Încărcare: 30 MWh la 30 EUR/MWh = 900 EUR cost
• Descărcare: 27 MWh la 120 EUR/MWh = 3.240 EUR venit (asumând 90% eficiență round-trip)
• Profit net: 3.240 - 900 = 2.340 EUR per ciclu
• La 250 cicluri/an: 585.000 EUR/an

Piața Intraday (IDM)

Piața IDM permite tranzacționarea continuă a energiei pentru aceeași zi, cu închidere până la 5 minute înainte de livrare. IDM este extrem de volatilă, cu oportunități de arbitraj mai mari dar și mai riscante:

• Spread-uri de până la 200-300 EUR/MWh între ore consecutive
• Reacție rapidă la evenimente neașteptate (opriri centrale, variaț ii meteo)
• Posibilitate de a profita de prognoze meteo actualizate pentru energie regenerabilă

Piața de Echilibrare (Balancing Market)

După încheierea zilei de livrare, piața de echilibrare decontează dezechilibrele dintre energia programată și energia efectiv consumată/produsă. Prețurile pe piața de echilibrare pot atinge valori extreme:

• Evenimente normale: 50-150 EUR/MWh
• Evenimente de stress: 300-500 EUR/MWh
• Situații critice (blackout iminent): peste 1.000 EUR/MWh

Sistemele BESS cu EMS avansat pot participa strategic pe piața de echilibrare, creând deliberat dezechilibre mici pentru a profita de prețurile favorabile.

Cadrul Reglementar în România

Dezvoltarea sistemelor BESS în România este susținută de un cadru reglementar modern, aliniat la directivele europene:

Reglementări ANRE

ANRE (Autoritatea Națională de Reglementare în Domeniul Energiei) a emis reglementări specifice pentru sistemele de stocare:

• Ordinul 65/2021: Aprobă Codul Rețelei de Transport care include cerințe tehnice pentru conectarea sistemelor BESS
• Ordinul 150/2022: Stabilește regulile de participare pe piețele de echilibrare AFRR, mFRR, FCR
• Ordinul 28/2023: Actualizează tarifele de racordare și reglementări de acces la rețea pentru capacități de stocare

Cerințe tehnice pentru racordare la rețeaua Transelectrica

Pentru a se conecta la rețeaua de transport 110 kV, un sistem BESS trebuie să îndeplinească cerințe tehnice stricte:

• Capacitate minimă: 1 MW pentru participare pe piețele de echilibrare
• Timp de răspuns: Sub 30 secunde pentru AFRR, sub 2 secunde pentru FCR
• Disponibilitate: Minim 98% pe an
• Conformitate cu Grid Code: Capabilități de suport la tensiune, protecții la frecvență, ridethrough pentru sag-uri de tensiune
• Sistem SCADA: Comunicare în timp real cu Centrul Național de Dispecerizare

Stimulente și scheme de sprijin

Guvernul României, prin Planul Național de Redresare și Reziliență (PNRR), a alocat fonduri semnificative pentru dezvoltarea capacităților de stocare:

• Investiția C1.I1: 300 milioane EUR pentru sisteme de stocare BESS până în 2026
• Target 2030: 1.200 MW capacitate instalată de stocare în baterii
• Granturi: Până la 40% din costul investiției pentru proiecte pilot și demonstrative

Totuși, majoritatea proiectelor BESS comerciale, precum cele dezvoltate de Battery.Network, sunt viable economic fără subvenții, datorită veniturilor consistente din serviciile de echilibrare și arbitraj energetic.

Beneficii Economice și de Mediu

Sistemele de stocare a energiei în baterii aduc beneficii multiple atât pentru investitori, cât și pentru sistemul energetic național și mediu:

Beneficii economice pentru investitori

• Venituri multiple: AFRR, FCR, arbitraj energetic, mFRR - diversificare a surselor de venit
• Marje de profit ridicate: EBITDA margins de 60-75% pentru proiecte bine gestionate
• ROI rapid: Perioada de recuperare a investiției de 5-7 ani pentru proiecte la scară comercială
• Valoare de revânzare: Proiectele operaționale pot fi vândute către investitori instituționali (fonduri de pensii, asigurări) cu multipli atractivi (8-12x EBITDA)
• Scalabilitate: Posibilitate de a adăuga capacitate modulară pe măsură ce piața crește

Beneficii pentru sistemul energetic național

• Stabilitate rețelei: Reducerea fluctuațiilor de frecvență și tensiune
• Integrare regenerabile: Permite adăugarea a peste 5.000 MW de energie solară și eoliană fără upgrade-uri majore ale rețelei
• Reducerea costurilor de sistem: Diminuarea necesității de menținere a centralelor convenționale în rezervă rece
• Amânarea investițiilor în infrastructură: BESS pot rezolva congestii locale fără a fi necesare noi linii de transmisie
• Securitate energetică: Capacitate de back-up în situații de criză (atacuri cibernetice, evenimente meteorologice extreme)

Beneficii de mediu

Prin facilitarea integrării energiei regenerabile, sistemele BESS contribuie direct la obiectivele climatice ale României:

• Reducerea cu 55% a emisiilor de gaze cu efect de seră până în 2030 (vs 1990)
• Atingerea țintei de 30.7% energie regenerabilă în consumul final brut
• Neutralitate climatică până în 2050 (Green Deal European)

Viitorul Stocării Energiei în România

Piața de stocare a energiei în România se află în faza de creștere exponențială. Factorii care vor conduce această expansiune includ:

1. Creșterea capacității regenerabile

România adaugă anual:

• 1.500-2.000 MW energie solară (2024-2028)
• 500-1.000 MW energie eoliană (proiecte onshore și offshore în Marea Neagră)

Această creștere rapidă creează nevoia de 3.000-5.000 MW capacitate de stocare BESS până în 2035 pentru a menține stabilitatea rețelei.

2. Evoluții tehnologice

Tehnologia bateriilor continuă să evolueze rapid:

• Baterii solid-state: Densitate energetică cu 50% mai mare, siguranță sporită, estimată să devină comercială după 2028
• Baterii sodium-ion: Alternative mai ieftine la litiu-ion, ideale pentru stocare staționară de lungă durată
• Flow batteries: Pentru aplicații de stocare de 4-8 ore, cu durată de viață de 20-25 ani
• Sisteme hibride: Combinație BESS + hidrogen verde pentru stocare sezonieră

3. Scăderea costurilor

Prețul sistemelor BESS va continua să scadă:

• 2024: 250-300 EUR/kWh (sistem complet)
• 2027: 180-220 EUR/kWh (proiecție)
• 2030: 120-150 EUR/kWh (proiecție)

Această reducere va face proiectele BESS și mai profitabile și va accelera adoptarea.

4. Noi modele de business

Industria de stocare va vedea apariția unor noi modele de afaceri:

• Energy-as-a-Service (EaaS): BESS deținut de terți, consumatorii plătesc pentru servicii de stocare
• Virtual Power Plants (VPP): Agregarea a sute de sisteme BESS mici într-o centrală virtuală
• Peer-to-peer energy trading: Platforme blockchain pentru tranzacționarea directă a energiei stocate
• Vehicle-to-Grid (V2G): Integrarea vehiculelor electrice ca sisteme de stocare distribuită

Battery.Network: Pionier în Stocare Energie în România

Battery.Network dezvoltă cel mai mare portofoliu privat de sisteme de stocare a energiei în baterii din România, cu 45 MW / 90 MWh capacitate distribuită strategic în trei locații:

Tehnologie și parteneri

Battery.Network folosește tehnologie de ultimă generație de la lideri mondiali:

• Baterii LFP: CATL sau BYD (lideri globali cu peste 60% cotă de piață)
• Invertoare: SMA, Sungrow sau Power Electronics (eficiență 99%, proven track record)
• EMS: Sistem proprietar de optimizare a trading-ului energetic cu ML/AI pentru predicție prețuri
• EPC Contractor: Parteneri certificați cu experiență în proiecte BESS >100 MW în Europa

Proiecții financiare

Concluzie

Sistemele de stocare a energiei în baterii (BESS) reprezintă viitorul infrastructurii energetice din România. Cu o piață în creștere rapidă, un cadru reglementar favorabil și oportunități de venit multiple, investițiile în BESS oferă o combinație rară de impact pozitiv asupra mediului și randamente financiare atractive.

Pe măsură ce România își accelerează tranziția către energie regenerabilă, nevoia de flexibilitate a rețelei prin sisteme BESS va crește exponențial. Investitorii care acționează astăzi vor beneficia de avantajul primului venit (first-mover advantage) într-o piață cu potențial de creștere de 10x până în 2035.

Articole conexe