Armazenamento de energia - uma arma eficaz na luta contra as emissões

Armazenamento de energia - uma arma eficaz na luta contra as emissões

Com o aumento das temperaturas e as catástrofes naturais mais frequentes causadas por condições meteorológicas extremas, os debates sobre a redução ou mesmo a eliminação de CO2 e gases com efeito de estufa estão a tornar-se mais intensos. Infelizmente, nem todos os sectores e indústrias são tão fáceis de descarbonizar.

Um estudode 2018 identificou esses sectores problemáticos e quantificou a sua quota no total de emissões. Como mostra o gráfico, mais de um quarto de todas as emissões de CO2 são as emissões difíceis de eliminar. Embora as tecnologias actuais nos possam ajudar a combatê-las, encontram-se muitas vezes nas fases iniciais, pelo que são muito dispendiosas. Além disso, a vontade política de investir em tais tecnologias não é simplesmente suficiente em muitos países.

Quando se trata de aviação, transporte marítimo e transporte rodoviário de longa distância, os combustíveis alternativos podem ser o melhor caminho a seguir. Hidrogénio, amoníaco, biocombustíveis ou combustíveis sintéticos ainda têm, assim, uma coisa em comum - o seu preço. Eles simplesmente não podem competir com os combustíveis fósseis clássicos. Aumentar a sua adopção e utilização poderia eventualmente fazer baixar os preços e atrair novos investimentos para a investigação e desenvolvimento. A motivação do lado dos clientes é infelizmente insuficiente.

O preço desempenha também um papel importante na produção de cimento, ferro e aço. Estes materiais são cruciais para a economia moderna e extremamente difíceis de descarbonizar. Sim, estamos a tentar.A Europa, por exemplo, está a fazer um excelente trabalho. Mas todos os seus esforços continuam aenfrentar uma forte e barata concorrência por parte dos países que não se preocupam tanto com a redução de CO2. Como a China. O que precisamos é de uma solução global.

Resposta à procura

No sector da energia, a mudança para fontes de energia renováveis (FER) parece ser uma solução lógica e económica para combater as emissões. No caso da electricidade, existe uma regra particular que precisa de ser respeitada. A quantidade de electricidade produzida deve ser igual à quantidade de electricidade necessária num momento específico. Nem mais, nem menos. Isto pode ser um desafio para as fontes de energia verdes variáveis e imprevisíveis, como os painéis solares.

Cada excedente ou deficiência de energia deve ser equilibrada com tecnologias de resposta rápida. Por exemplo, centrais eléctricas alimentadas por combustíveis fósseis para gerar energia, centrais hidroeléctricas de armazenagem por bombagem para armazenar o excedente de energia. Isto envolve toneladas de emissões de CO2. Assim, a descarbonização do sector energético não precisa de ser tão difícil. Com FUERGY, o mundo inteiro pode começar agora a reduzir as emissões de CO2.

O maior crédito para a eliminação das emissões de carbono nos últimos anos deve-se àtransição das centrais eléctricas a carvão para centrais a gás. O que também descobrimos é que em vez de substituir as centrais de energia fóssil, as energias renováveis estão apenas a cobrir a crescente procura de energia. Em 2018, se não quiséssemos continuar a construir cada vez mais centrais de energia fóssil,deveríamos ter instalado 3,5 vezes mais energias renováveis como o fizemos na realidade. No entanto, ainda podemos esperar a lenta eliminação progressiva dos combustíveis fósseis no sector energético. As energias renováveis por si só não têm energia suficiente para substituir completamente as centrais fósseis. Principalmente devido à sua natureza imprevisível. No entanto, aliadas à tecnologia inteligente acabam com o armazenamento de energia, podem abalar os alicerces do sector energético tal como o conhecemos.

Ensolarado mas ventoso, chuvoso à noite

É assim que deve soar a previsão do tempo ideal para as energias renováveis. Felizmente, não sabemos como controlar o tempo (ainda), pelo que o fornecimento de electricidade depende muito de centrais eléctricas de reserva. O desajuste da produção e consumo causado por picos de consumo diários, eventos extremos (por exemplo, ondas de calor) ou a mudança das estações do ano têm, no entanto, uma solução de carbono zero - o armazenamento de energia. Existem quatro categorias principais de armazenamento de energia - mecânica, química, electroquímica e térmica.

A melhor forma de lidar com os desequilíbrios a curto prazo causados pelos picos de consumo, como acurva de Pato, é a bateria de iões de lítio ("li-ion"). Graças à sua escalabilidade, estabateria é ideal para instalações domésticas. A fim de aproveitar ao máximo (financeiramente e em termos de capacidade), é necessário carregar e descarregar a bateria com relativa frequência - mesmo várias vezes por dia.

A tecnologia, tal como "brAIn"da FUERGY, não sópode preparar previsões muito precisas sobre a produção e consumo de energia do local, como também pode responder e gerir rapidamente a bateria de acordo com as necessidades específicas.

Energia para tempos difíceis

O armazenamento de energia a longo prazo (compreender semanas ou meses) é uma porca mais dura de rachar. Além das baterias, existem também outros métodos que podem conservar energia de forma eficiente durante um período de tempo mais longo.

Os métodos mecânicos que utilizam energia cinética e gravitacional não são apenas tecnologicamente muito simples, mas também altamente resistentes a perdas de energia ao longo do tempo. Para além das tecnologias mecânicas clássicas como o armazenamento por bombagem ou os geradores de ar comprimido, temos oscomboios gravíticos de betão a subir e a descer a colina, ou gruas a moveros blocos de betão. A utilização da infra-estrutura existente ou de condições naturais favoráveis pode também ajudar essas tecnologias alternativas a serem economicamente mais viáveis. No Reino Unido, por exemplo, eles querem utilizaros poços de minas desafectados com base no guincho e no sistema de elevação.

A armazenagem de energia sob a forma de calor é, em alguns casos, surpreendentemente mais eficiente. Especialmente a longo prazo. Tudo o que precisamos de fazer é aquecer os materiais como areia, betão ou diferentes tipos de rochas. O subsolo oferece então um grande isolamento para a conservação do calor. O maior poço de armazenamento de calor térmico do mundo com um volume de água de 200 000 m3 encontra-se em Vojens, Dinamarca. A instalação de aquecimento solar acoplada ao armazenamento pode fornecer até 50% da produção anual local de calor para a rede.

Os combustíveis alternativos são uma solução química para o armazenamento de energia a longo prazo e as baterias electroquímicas têm também o seu lugar nesta categoria. A bateria de fluxo redox (RFB) está a utilizar dois electrólitos (anólito e católito) para armazenar a energia. Esta bateria tem uma longa vida útil, bem como uma elevada resistência à auto-descarga. O enchimento mais adequado, no entanto, parece ser o dispendioso vanádio. Por essa razão, os investigadores estão a desenvolver intensivamente alternativas mais baratas baseadasem compostos orgânicos. A maior bateria de fluxo de vanádio redox com a capacidade de 800 MWh deverá entrarem funcionamento em 2020 em Dalian, China.

Tecnologias que nos podem ajudar a eliminar as emissões de carbono estão ao nosso alcance. Algumas delas apenas precisam de mais tempo para um pequeno afinamento. O que mais precisamos, em primeiro lugar, é de uma mentalidade política orientada para o ambiente e de mais fundos para o seu desenvolvimento e adopção em massa. Entretanto, podemos fazer a nossa parte como indivíduos. Como? Dar-lhe-emos algumas dicas num dos nossos próximos artigos ;-) Não se esqueça de seguir o FUERGY nosmeios de comunicação social!