Onde estaríamos sem baterias? De smartphones, laptops e controles remotos a veículos elétricos e armazenamento de energia renovável, as baterias são vitais para alimentar nossa vida moderna.
Início do Armazenamento de Energia e sua Evolução
A história do armazenamento de energia elétrica remonta ao século XVIII, com a invenção da pilha voltaica por Alessandro Volta. Esta invenção revolucionária consistia em uma série de discos de zinco e cobre separados por pedaços de papelão embebidos em água salgada. Quando conectados por fios de metal, esses discos produziam um fluxo constante de corrente elétrica.
As principais necessidades que impulsionam o desenvolvimento do armazenamento de energia foram a crescente demanda causada pela necessidade de segurança e confiabilidade na oferta de energia. Porém é notório as diversas formas que encontramos para acumular ou armazenar a energia elétrica que produzimos.
Os pioneiros no armazenamento de energia tinham grandes expectativas para o futuro. Eles previam um crescimento significativo na capacidade de armazenamento de energia, o que permitiria uma maior eficiência na geração e distribuição de energia.
Tipos de armazenamento
Atualmente, estas são as maneiras de acumular energia e as principais tecnologias que permitem transformar e armazenar energia de maneira eficiente:
Bombeamento hidrelétrico: É o sistema de armazenamento em grande escala mais eficiente em funcionamento. É uma tecnologia rentável e comprovada que proporciona estabilidade ao sistema elétrico, capaz de gerar quantidades significativas de energia limpa com tempos de resposta rápidos.
Ar comprimido: Estas instalações possuem um motor reversível que, durante os momentos de excesso de energia, armazena o ar do ambiente em altas pressões em reservatórios debaixo da terra. Trata-se de um sistema de armazenamento mecânico, equiparável em termos de capacidade com o bombeamento hidráulico.
Armazenamento térmico: Consiste em acumular energia em materiais que permitam retê-la e liberá-la de forma controlada por meio de métodos que incluem desde refrigeração com acumulação de gelo até a exposição a temperaturas extremamente elevadas.
Supercondensador: É um dispositivo capaz de armazenar grandes quantidades de energia elétrica na forma de cargas eletrostáticas, não havendo, portanto, reações químicas. Os supercondensadores podem ser carregados e descarregados em segundos, sendo assim ideais para dar conta das necessidades de picos de potência ou de breves interrupções do fornecimento.
Volantes de inércia (flywheel): É um sistema de armazenamento mecânico que consiste num disco metálico que começa a girar quando ao mesmo se aplica um torque de motor para, a seguir, tentar parar o volante com um torque resistente, conservando a energia elétrica em forma cinética.
Baterías: São dispositivos que armazenam energia em compostos químicos capazes de gerar carga elétrica. Existem vários tipos: pilhas de chumbo-ácido, de íon de lítio ou de níquel-cádmio. As principais vantagens das baterias são a sua rapidez de resposta (milissegundos), sua facilidade de instalação e escalabilidade e, finalmente, os vários benefícios que podem oferecer a ativos renováveis onde vão associadas.
Pilhas de combustível de hidrogênio: É um tipo de armazenamento químico contínuo. Diferenciam-se das baterias pelo fato de o hidrogênio abastecer permanentemente a pilha desde o exterior, permitindo seu uso constante. Existem outros tipos de pilhas de combustível, mas o hidrogênio é o combustível mais utilizado.
Impactos do Armazenamento de Energia Descentralizado e Barato
O armazenamento de energia descentralizado e barato tem o potencial de causar impactos significativos no custo da energia e no desenvolvimento socioeconômico de um país. Ele permite que a energia gerada em momentos de pico seja armazenada e utilizada em períodos de baixa produção, otimizando o aproveitamento dos recursos naturais e tornando a transição para as energias renováveis mais viável e eficiente.
Países como a China, Estados Unidos e Austrália já estão experimentando os benefícios do armazenamento de energia descentralizado. Por exemplo, na Austrália, o Projeto Hornsdale foi fundamental para auxiliar no problema de blecautes recorrentes, fornecendo energia ao estado por duas semanas quando um tornado derrubou uma das torres de transmissão.
A mobilidade elétrica também é um setor que está impulsionando o desenvolvimento do mercado de armazenamento. Quando mais um país adere à carros elétricos, maior será a circulação de baterias, que consequentemente poderão dar vazão onde tanto a matéria prima, o produto acabado quando o usado pode se integrar a sistemas de automação e autoprodução de energia distribuída.
Oportunidades com o Armazenamento de Energia Sustentável e Eficiente
À medida que tornamos o armazenamento de energia cada vez mais sustentável e eficiente, surgem novas oportunidades. Isso não apenas garante a confiabilidade da oferta de energia, mas também otimiza o aproveitamento dos recursos naturais, tornando a transição para as energias renováveis mais viável e eficiente.
Para se preparar para essas mudanças e aproveitar ao máximo os benefícios, as pessoas podem começar a investir em tecnologias de armazenamento de energia, como baterias de íon de lítio, e se educar sobre as tendências atuais e futuras do setor de energia.
Baterias de lítio: o futuro do armazenamento
Nos últimos anos, o setor das energias renováveis tem considerado as baterias de íon de lítio a solução para seu principal problema: o armazenamento da energia gerada. Sendo um dos menores elementos da tabela periódica, o lítio tem um grande potencial eletroquímico e pode acumular grandes quantidades de energia. Apesar de terem um reduzido peso e uma alta eficiência, só existe um empecilho para as baterias de lítio não serem a principal tecnologia de armazenamento das energias renováveis: seu custo elevado.
Porém, esta situação parece estar mudando. Conforme um recente estudo da organização BloombergNEF (BNEF), o custo das baterias de íon de lítio se reduzirá consideravelmente nos próximos anos, além inclusive da redução de 85% que ocorreu entre 2010 e 2018. Mais concretamente, a BNEF prevê uma redução até a metade dos custos das baterias de íon de lítio por kW/h para 2030, à medida que a demanda aumente em dois mercados diferentes: armazenamento estacionário e veículos elétricos.
Isto facilitará que as instalações de armazenamento de energia a nível mundial se multipliquem exponencialmente, desde modestos 9 GW/17 GWh implementados a partir de 2018 até 1.095 GW/2.850 GWh em 2040. Este espetacular aumento exigirá um investimento de cerca de 662 bilhões de dólares.