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Gazeta do Povo online

Crescimento das fontes eólica e solar cria novo mercado para estocar energia

Publicado em 14 setembro 2016

Por Cíntia Junges
O avanço da geração de energia eólica e solar está dando fôlego a um mercado emergente em todo o mundo, o de armazenamento de energia. Como não é possível estocar sol e vento, o grande desafio desse setor é desenvolver tecnologias capazes de guardar a energia gerada por essas fontes quando elas estão disponíveis e a demanda é baixa.
O armazenamento contorna uma grande desvantagem dessas fontes de energia limpa.
Como são intermitentes, só funcionam como energia suplementar. É por isso que muitas empresas e centros de pesquisa estão investindo em formas de guardar essa energia. Tem pesquisa que usa ar congelado, diversos testes com hidrogênio, gente usando poços antigos de petróleo para guardar água comprimida e, claro, as baterias.
“O principal desafio hoje não é produzir energia, mas armazená-la nos períodos de baixa demanda para consumir nos horários de ponta”, afirma Ricardo Ferracin, pesquisador da Fundação Parque Tecnológico Itaipu (FPTI) que desenvolve um projeto na área de armazenagem de energia por meio do hidrogênio.
Hoje, as baterias de íon-lítio lideram a corrida por soluções de armazenamento de energia, mas ainda são caras e não conseguem reter a energia armazenada por muito tempo. Além disso, não servem para guardar energia em grande escala. A alternativa mais viável neste caso, sobretudo no Brasil, são as hidrelétricas, defende o físico e cientista José Goldemberg, presidente da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).
Associadas aos parques eólicos, as hidrelétricas produziriam energia apenas quando os ventos não estivessem soprando, num modelo de geração híbrida. “A meu ver, esses são os dois caminhos mais viáveis atualmente: baterias e hidrelétricas. Existem outras ideias, mas estão mais na área da pesquisa”.
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No caso das baterias, a evolução da tecnologia deve torná-las mais potentes e baratas. Um estudo da Bloomberg New Energy Finance (BNEF) mostra que o custo dessas baterias já caiu 65% de 2010 para cá. Até 2030, o preço deve ficar abaixo de R$ 120 dólares por kWh, valor considerado financeiramente viável para que essa tecnologia ganhe escala.
Uma das novidades mais promissoras desse setor é a Powerwall, a bateria da Tesla desenvolvida para uso doméstico e inspirada nas baterias dos veículos da marca. Composta de íon-lítio, cada bateria é capaz de armazenar até 10 kWh de energia gerada a partir de painéis solares ou turbinas eólicas e custa cerca de US$ 3,5 mil (cerca de R$ 11,6 mil em valores atualizados). Até oito baterias podem ser acopladas. Para empresas, a Tesla desenvolveu a Powerpack, com capacidade de armazenar até 100 kWh.
Hidrogênio, ar congelado e água comprimida
Mais no campo das pesquisas, diversos estudos usam o hidrogênio como vetor energético em associação com a energia solar, eólica e hidrelétrica. Ao contrário das baterias, o hidrogênio consegue reter grandes quantidades de energia por períodos maiores de tempo. Na Fundação Parque Tecnológico da Itaipu (FPTI), o projeto coordenado por Ferracin usa a água vertida da usina para produzir hidrogênio, utilizado em células a combustível para carregamento de baterias de veículos elétricos e sistemas auxiliares de energia.
Enquanto Estados Unidos e alguns países na Europa já utilizam hidrogênio, aqui o principal desafio é nacionalizar os eletrolisadores (equipamento que produz hidrogênio a partir da eletrólise da água) para baratear o custo do hidrogênio, explica o químico Ricardo Ferracin, coordenador do projeto hidrogênio da FPTI. “Basicamente, nosso estudo é para a nacionalização de peças e desenvolvimento de novos materiais que permitam criar um equipamento comercial que não existe no Brasil”, diz Ferracin.
No Reino Unido, pesquisadores da Universidade de Birmingham desenvolveram uma tecnologia que utiliza ar congelado para estocar energia. Em momentos de baixa demanda, o sistema aproveita a energia excedente para resfriar o ar que, quando aquecido novamente, movimenta uma turbina e gera eletricidade. Resfriado a 200°C negativos, o ar atinge a forma líquida e pode ser armazenado e transportado.
Mecanismo semelhante está sendo testado em um projeto-piloto na região central do Texas, nos Estados Unidos, só que em vez de ar a tecnologia usa água. O sistema da empresa Quidnet Energy consiste em bombear e comprimir a água em poços de petróleo antigos. Quando ela é liberada e pressurizada, age como uma mola que move uma turbina, gerando eletricidade.
Como funciona?
Em resumo, sistemas de armazenamento convertem energia elétrica em outra forma de energia armazenável, durante o processo de carga (que pode ser químico, mecânico, térmico etc.), e a transformam novamente em energia elétrica durante o processo de descarga. Têm, portanto, diversas aplicações em toda a cadeia de valor da energia elétrica – da geração ao consumidor final, segundo a Associação Brasileira de Armazenamento e Qualidade de Energia (Abaque).
Custo é barreira
O Brasil atingiu 10 GW de capacidade eólica instalada neste ano e deve chegar a 24 GW até 2024. Em todo o mundo são 640 GW de capacidade instalada em energia eólica e solar. A crescente fatia das fontes intermitentes na matriz mundial requer tecnologias de armazenamento de energia. Mas, para decolar e ganhar mercado, essas tecnologias precisam vencer duas barreiras: o custo e a viabilidade técnica. “Hoje, metade do preço de um carro elétrico, por exemplo, é da bateria. É por isso que eles ainda não decolaram. Se aprendermos a fazer baterias de longa duração e baratas, conseguiremos resolver boa parte do problema do armazenamento, afirma José Goldemberg, presidente da Fapesp.
Aneel lança chamada para projetos de armazenamento
No Brasil, a discussão sobre o armazenamento de energia ainda engatinha. Somente no ano passado o assunto entrou na agenda do setor elétrico, segundo a Associação Brasileira de Armazenamento e Qualidade de Energia (Abaque), que estima em 95 GW a demanda potencial para esses sistemas no país. Diante do crescimento das fontes alternativas no país, a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), em parceria com Abaque, lançou um programa de P&D estratégico para estimular o desenvolvimento de sistemas e tecnologias de armazenamento de energia. Até agora, cerca de 100 empresas do setor elétrico demonstraram interesse em financiar e executar projetos nesta área. Individualmente ou em parcerias, essas empresas têm até o dia 22 de dezembro para enviar à agência suas propostas de projeto, que deverão ser desenvolvidos entre 2017 e 2021.

O avanço da geração de energia eólica e solar está dando fôlego a um mercado emergente em todo o mundo, o de armazenamento de energia. Como não é possível estocar sol e vento, o grande desafio desse setor é desenvolver tecnologias capazes de guardar a energia gerada por essas fontes quando elas estão disponíveis e a demanda é baixa.

O armazenamento contorna uma grande desvantagem dessas fontes de energia limpa.

Como são intermitentes, só funcionam como energia suplementar. É por isso que muitas empresas e centros de pesquisa estão investindo em formas de guardar essa energia. Tem pesquisa que usa ar congelado, diversos testes com hidrogênio, gente usando poços antigos de petróleo para guardar água comprimida e, claro, as baterias.

“O principal desafio hoje não é produzir energia, mas armazená-la nos períodos de baixa demanda para consumir nos horários de ponta”, afirma Ricardo Ferracin, pesquisador da Fundação Parque Tecnológico Itaipu (FPTI) que desenvolve um projeto na área de armazenagem de energia por meio do hidrogênio.

Hoje, as baterias de íon-lítio lideram a corrida por soluções de armazenamento de energia, mas ainda são caras e não conseguem reter a energia armazenada por muito tempo. Além disso, não servem para guardar energia em grande escala. A alternativa mais viável neste caso, sobretudo no Brasil, são as hidrelétricas, defende o físico e cientista José Goldemberg, presidente da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

Associadas aos parques eólicos, as hidrelétricas produziriam energia apenas quando os ventos não estivessem soprando, num modelo de geração híbrida. “A meu ver, esses são os dois caminhos mais viáveis atualmente: baterias e hidrelétricas. Existem outras ideias, mas estão mais na área da pesquisa”.

No caso das baterias, a evolução da tecnologia deve torná-las mais potentes e baratas. Um estudo da Bloomberg New Energy Finance (BNEF) mostra que o custo dessas baterias já caiu 65% de 2010 para cá. Até 2030, o preço deve ficar abaixo de R$ 120 dólares por kWh, valor considerado financeiramente viável para que essa tecnologia ganhe escala.

Uma das novidades mais promissoras desse setor é a Powerwall, a bateria da Tesla desenvolvida para uso doméstico e inspirada nas baterias dos veículos da marca. Composta de íon-lítio, cada bateria é capaz de armazenar até 10 kWh de energia gerada a partir de painéis solares ou turbinas eólicas e custa cerca de US$ 3,5 mil (cerca de R$ 11,6 mil em valores atualizados). Até oito baterias podem ser acopladas. Para empresas, a Tesla desenvolveu a Powerpack, com capacidade de armazenar até 100 kWh.

Hidrogênio, ar congelado e água comprimida

Mais no campo das pesquisas, diversos estudos usam o hidrogênio como vetor energético em associação com a energia solar, eólica e hidrelétrica. Ao contrário das baterias, o hidrogênio consegue reter grandes quantidades de energia por períodos maiores de tempo. Na Fundação Parque Tecnológico da Itaipu (FPTI), o projeto coordenado por Ferracin usa a água vertida da usina para produzir hidrogênio, utilizado em células a combustível para carregamento de baterias de veículos elétricos e sistemas auxiliares de energia.

Enquanto Estados Unidos e alguns países na Europa já utilizam hidrogênio, aqui o principal desafio é nacionalizar os eletrolisadores (equipamento que produz hidrogênio a partir da eletrólise da água) para baratear o custo do hidrogênio, explica o químico Ricardo Ferracin, coordenador do projeto hidrogênio da FPTI. “Basicamente, nosso estudo é para a nacionalização de peças e desenvolvimento de novos materiais que permitam criar um equipamento comercial que não existe no Brasil”, diz Ferracin.

No Reino Unido, pesquisadores da Universidade de Birmingham desenvolveram uma tecnologia que utiliza ar congelado para estocar energia. Em momentos de baixa demanda, o sistema aproveita a energia excedente para resfriar o ar que, quando aquecido novamente, movimenta uma turbina e gera eletricidade. Resfriado a 200°C negativos, o ar atinge a forma líquida e pode ser armazenado e transportado.

Mecanismo semelhante está sendo testado em um projeto-piloto na região central do Texas, nos Estados Unidos, só que em vez de ar a tecnologia usa água. O sistema da empresa Quidnet Energy consiste em bombear e comprimir a água em poços de petróleo antigos. Quando ela é liberada e pressurizada, age como uma mola que move uma turbina, gerando eletricidade.

Como funciona?

Em resumo, sistemas de armazenamento convertem energia elétrica em outra forma de energia armazenável, durante o processo de carga (que pode ser químico, mecânico, térmico etc.), e a transformam novamente em energia elétrica durante o processo de descarga. Têm, portanto, diversas aplicações em toda a cadeia de valor da energia elétrica – da geração ao consumidor final, segundo a Associação Brasileira de Armazenamento e Qualidade de Energia (Abaque).

Custo é barreira

O Brasil atingiu 10 GW de capacidade eólica instalada neste ano e deve chegar a 24 GW até 2024. Em todo o mundo são 640 GW de capacidade instalada em energia eólica e solar. A crescente fatia das fontes intermitentes na matriz mundial requer tecnologias de armazenamento de energia. Mas, para decolar e ganhar mercado, essas tecnologias precisam vencer duas barreiras: o custo e a viabilidade técnica. “Hoje, metade do preço de um carro elétrico, por exemplo, é da bateria. É por isso que eles ainda não decolaram. Se aprendermos a fazer baterias de longa duração e baratas, conseguiremos resolver boa parte do problema do armazenamento", afirma José Goldemberg, presidente da Fapesp.

Aneel lança chamada para projetos de armazenamento

No Brasil, a discussão sobre o armazenamento de energia ainda engatinha. Somente no ano passado o assunto entrou na agenda do setor elétrico, segundo a Associação Brasileira de Armazenamento e Qualidade de Energia (Abaque), que estima em 95 GW a demanda potencial para esses sistemas no país. Diante do crescimento das fontes alternativas no país, a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), em parceria com Abaque, lançou um programa de P&D estratégico para estimular o desenvolvimento de sistemas e tecnologias de armazenamento de energia. Até agora, cerca de 100 empresas do setor elétrico demonstraram interesse em financiar e executar projetos nesta área. Individualmente ou em parcerias, essas empresas têm até o dia 22 de dezembro para enviar à agência suas propostas de projeto, que deverão ser desenvolvidos entre 2017 e 2021.