Há uma nova bateria de CO2 no jogo da energia, e pode ser a assistência que as turbinas precisam para aproveitar todo o poder do vento. A tecnologia usa dióxido de carbono para armazenar energia na forma de pressão e calor. É uma solução relativamente simples que dá à bateria de CO2 um pouco mais de flexibilidade do que as alternativas mais tradicionais, como as baterias de íons de lítio.
As baterias de íons de lítio tornaram-se companheiras onipresentes dos painéis solares. Mas a nova bateria de CO2 pode ter uma vantagem quando se trata de armazenar energia dos ventos, que podem ser ainda mais temperamentais que o sol. A Energy Dome, empresa que desenvolveu a bateria de CO2, anunciou uma nova parceria com a gigante eólica global Ørsted no mês passado.
As duas empresas planejam realizar um estudo de viabilidade em uma instalação de armazenamento de 20 MW que pode despachar energia por pelo menos 10 horas de cada vez em “um ou mais” locais de Ørsted na Europa. Se tudo correr bem, a construção da primeira instalação de armazenamento usando a bateria de CO2 do Energy Dome pode começar em 2024.
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“Uma alternativa realmente promissora para armazenamento de energia de longa duração”
É um teste inicial para saber se as baterias de CO2 e as turbinas eólicas podem se tornar outro par icônico em energia renovável. A Ørsted orgulha-se de ter construído mais parques eólicos offshore em todo o mundo do que qualquer outra empresa.
“Consideramos a solução de bateria de CO2 uma alternativa realmente promissora para armazenamento de energia de longa duração”, disse Kieran White, vice-presidente da Europa onshore em Ørsted, no comunicado à imprensa.
A bateria de CO2 é feita principalmente com peças industriais prontas para uso, como compressores e turbinas. E a forma como funciona é relativamente simples. O CO2 é armazenado em uma cúpula em forma de gás. Ao carregar, o sistema puxa o gás dessa cúpula e o comprime em um líquido. Para descarregar, o líquido é aquecido para transformá-lo novamente em gás. À medida que o CO2 se expande de um líquido para um gás, ele gira uma turbina para gerar eletricidade.
Na verdade, é uma reviravolta no que é chamado de armazenamento de energia de ar comprimido, que engloba um processo semelhante que usa ar em vez de apenas CO2. O excesso de energia é usado para comprimir o ar, que é então armazenado no subsolo, talvez em uma caverna de sal ou em um reservatório de gás natural esgotado. O CEO e fundador da Energy Dome, Claudio Spadacini, com experiência como engenheiro, diz que teve a ideia de usar CO2 em vez de ar porque o CO2 se liquefaz à temperatura ambiente (a 31 graus Celsius ou 87,8 graus Fahrenheit). “Isso possibilita armazenar uma enorme quantidade de energia em um vaso de pressão relativamente pequeno, o que torna a tecnologia muito competitiva em termos de custo”, diz Spadacini.
Também libera a tecnologia de algumas das restrições geográficas com armazenamento de energia de ar comprimido. Portanto, embora você provavelmente não veja pequenas cúpulas cheias de CO2 emparelhadas com painéis solares domésticos tão cedo, as baterias de CO2 podem aparecer ao lado de parques solares e eólicos maiores, inaugurando um futuro mais limpo para a rede elétrica.
O armazenamento de longa duração é o objetivo final de uma rede que funciona com energia renovável. A energia eólica e solar pode ser instável, dependendo do clima. Os painéis solares precisam absorver energia em dias ensolarados e as turbinas precisam aproveitar ao máximo os fortes vendavais antes que eles enfraqueçam. O problema é que ainda não há muito armazenamento na rede, o que pode conter o excesso de energia solar e eólica e despachá-lo quando o sol se põe e os ventos diminuem.
O problema com o vento é que ele não flui e reflui tão previsivelmente quanto a energia solar. O sol nasce e se põe todos os dias, e as baterias de íons de lítio se destacam nesse curto período de tempo – carregando e descarregando rapidamente ao longo de várias horas. Um evento de vento forte, por outro lado, pode durar várias horas ou muito mais do que um dia. E as baterias de íons de lítio tornam-se muito menos competitivas em termos de custo quando se trata de armazenar e descarregar energia por períodos mais longos.
É aí que a bateria de CO2 pode ser útil. Seu ponto ideal, quando se trata de quanto tempo pode armazenar ou despachar energia, é entre quatro horas e um dia inteiro, diz Spadacini. Se necessário, a bateria de CO2 pode estender essa duração até uma semana ou mais. Essa ampla faixa significa que a bateria de CO2 pode enfrentar o íon de lítio para armazenamento de energia solar – mas pode potencialmente superar seu rival nas necessidades de energia eólica de longo prazo.
“Ter um armazenamento capaz de reduzir custos [charge up] durante vários dias e depois descarregar durante vários dias – este é provavelmente um complemento melhor para o vento do que as baterias de íon de lítio ”, diz Eric Hittinger, professor associado do Rochester Institute of Technology que estuda armazenamento de energia. Isso pode se tornar um nicho importante para uma empresa de armazenamento de energia alternativa como a Energy Dome, aponta Hittinger, já que as baterias de íons de lítio já se tornaram tão dominantes na indústria solar.
Spadacini aponta para outra vantagem que ele vê sua startup tendo mais baterias de íons de lítio. Ele não precisa de lítio ou minerais difíceis de encontrar atormentados por interrupções na cadeia de suprimentos e alegações de abusos trabalhistas e de direitos humanos.
No final, não precisa haver um vencedor
“A bateria de CO2 é feita apenas de aço. Não usamos nenhum tipo de metal estranho ou metal raro”, conta Spadacini A Beirao que, segundo ele, torna a bateria de CO2 mais barata e mais fácil de produzir em comparação com as células de íon-lítio.
Nessa corrida armamentista tecnológica, o Energy Dome precisará aproveitar todas as vantagens que possui. Mais de 40 startups no crescente negócio de armazenamento de longa duração arrecadaram mais de US$ 1 bilhão em financiamento no total em 2021, de acordo com A BloombergNEF, que também nomeou o Energy Dome como um de seus pioneiros da BNEF pela inovação “revolucionária” em 2022. Outra startup que desenvolve baterias de ferro-ar também fez ondas por seu potencial de armazenar e descarregar energia renovável por dias usando materiais simples. E tecnologias mais antigas, como baterias de íons de lítio e armazenamento de energia de ar comprimido, continuarão a dar a startups como a Energy Dome uma corrida pelo seu dinheiro.
No final, não é necessário haver um vencedor – e isso provavelmente é o melhor para que nosso futuro sistema de energia não dependa de nenhuma tecnologia ou conjunto de materiais. “A diversificação em energia, em qualquer coisa, geralmente é uma boa estratégia”, diz Hittinger. “O processo de experimentar muitas alternativas é saudável.”
