Um grande desafio e gargalo para a transição energética é o armazenamento de fontes intermitentes como solar e eólica. Dessa maneira, as baterias são cruciais na transição da economia global com sua capacidade de manter um equilíbrio entre oferta e demanda dentro do sistema de energia. Entretanto, como levantado no artigo Armazenamento de Energia Renovável, para que a transição energética seja completa as formas de armazenamento também devem ser de fontes verdes e sustentáveis.
A chave para descarbonizar o mundo e combater as mudanças climáticas é a eletrificação movida a fontes renováveis, o que significa eletrificação de carros, edifícios e cidades. Portanto, o aumento do uso de energia solar, eólica, hidrelétrica e outras tecnologias de baixo carbono, como carros elétricos, capacidade de armazenamento e uso de microrredes e redes inteligentes são o caminho para mudar para uma economia verde. A eletrificação pode ajudar a parar o aquecimento global, eliminando as emissões de efeito estufa do meio ambiente.
Baterias de íon de lítio
Devido à crescente demanda por tecnologia de energia limpa, como baterias, turbinas eólicas, painéis solares ou veículos elétricos, prevê-se que a produção de minerais como lítio, cobalto e grafite aumentaria tremendamente. Dessa maneira, os atuais avanços técnicos e iniciativas para eletrificar a economia dependem fortemente de baterias de íons de lítio (Li-ion). Assim, devido ao seu desempenho, eficiência e segurança superiores em comparação com as baterias convencionais, as baterias de íon-lítio tornaram-se preferida para a maioria dos carros elétricos.
A descarbonização da indústria de transporte e o aumento da integração da rede de tecnologias de energia renovável intermitente são possíveis pela reação rápida das baterias, design modular e instalação adaptável. Um cátodo (eletrodo positivo), um ânodo (eletrodo negativo) e um eletrólito servem como condutores em baterias de íon-lítio. Atualmente, usadas em tudo, desde telefones celulares e computadores até carros elétricos. Elas são muito mais leves, menores e mais capazes de manter sua carga do que as formas anteriores de baterias recarregáveis.
A instalação de sistemas de armazenamento de energia por bateria (ou BESS) em usinas renováveis permite armazenar a eletricidade produzida para que esteja disponível para uso posterior, permitindo que a rede funcione mesmo sem usinas termoelétricas. Esta solução destina-se a dar uma resposta definitiva a quem continua a duvidar da fiabilidade das renováveis e da possibilidade de ter sistemas elétricos 100% verdes.
Baterias de vanádio
Esses dispositivos armazenam energia na forma líquida (eletrólito), quando bombeada em torno de grandes tanques e passada por uma ‘célula’ para convertê-la em energia quando necessário. Isso difere de uma bateria convencional onde, tanto a energia, quanto a potência estão “embrulhadas nos pequenos produtos químicos internos”.
Comparado com o lítio (o metal que atualmente domina o mercado de armazenamento de energia) o vanádio difere em alguns aspectos importantes. Ele funciona no estado líquido, uma vez que, pode assumir cargas positivas e negativas. E como não há interação com outros produtos químicos dentro, o vanádio pode carregar e descarregar energia em dezenas de milhares de ciclos sem se degradar.
Embora tenha problemas de extração, o vanádio parece ser uma escolha mais sustentável do que o lítio. É mais comum que o lítio e o cobre. Antes extraído para afiar espadas, a grande maioria desse elemento metálico agora, serve para fortalecer o aço. Como também um subproduto de processos de refino petroquímico. Dessa maneira, existem “centenas de milhões de toneladas de vanádio esperando o reaproveitamento em pilhas de resíduos”.
Baterias de vanádio-lítio?
As baterias de íon-lítio (Li-ion) passaram a dominar mais de 90% do mercado global de redes. Fotos dos “campos de lítio” da América do Sul mostram como eles estão incorporados em nossas vidas; embora as cicatrizes da degradação do solo, perda de biodiversidade e conflitos hídricos sejam menos visíveis.
Eles também apresentam risco de incêndio e nesses emitir fumaças tóxicas, assimo como ocorreu em Illinois em 2021.
No entanto, o lítio é a espinha dorsal do tremendo crescimento das energias renováveis. Está em nossos smartphones, fones de ouvido, bicicletas e todos os tipos de aparelhos. Nos últimos anos, as baterias de íons de lítio provaram que podem resolver alguns dos problemas mais complicados da rede elétrica. O metal rival do Vanadio, ele admite, faz um ótimo trabalho no gerenciamento de cargas de pico na rede.
Apelidado de Energy Superhub Oxford (ESO), ele conecta a maior bateria de lítio-vanádio do mundo ao maior centro de carregamento de veículos elétricos da Europa. Ao contrário de qualquer outro hub de carregamento do Reino Unido, o ESO também está diretamente conectado à Rede Nacional, descarregando sua energia solar quando necessário.
Baterias recarregáveis de chumbo-ácido RND
Como uma bateria recarregável pode substituir milhares de baterias de uso único, as recarregáveis são bastante eficazes na redução da pegada de carbono. Todas emitem elementos tóxicos como mercúrio, chumbo e cádmio no meio ambiente quando descartadas em aterros sanitários, contaminando o solo e a água. No entanto, as recarregáveis, menos prejudiciais ao meio ambiente, porque menos baterias produzidas e acabam no fluxo de resíduos. Entretanto, não pode ser considerada, ainda como baterias verdes, mas assim como na transição energética, fontes sustentáveis para baterias precisam se estudadas.
A linha RND Power oferece uma ampla gama de fontes de alimentação, inversores AC/DC, carregadores, baterias e muitos outros itens eletrônicos. Por exemplo, as baterias de chumbo-ácido RND vêm em vários tamanhos e tensões. As baterias de chumbo-ácido também são a tecnologia de bateria mais ambientalmente sustentável. A maioria delas, composta por mais de 90% de material de bateria de chumbo reciclado, tornando-se a tecnologia de armazenamento de energia com menor impacto ambiental.
Armazenamento
Com a rápida queda dos custos das tecnologias de energia solar e eólica, o aumento das parcelas de energia renovável variável se tornará a norma, enquanto os esforços para descarbonizar o setor de transporte estão sendo acelerados pelo uso de veículos elétricos. Essa necessidade de acomodar o fornecimento variável de energia ao mesmo tempo em que fornece produção ininterrupta no setor elétrico, bem como os esforços para integrar as energias renováveis nos setores de uso final, trouxe à tona o potencial significativo, bem como a importância crucial, do armazenamento de energia elétrica e térmica para facilitar a descarbonização profunda.
Contudo, o armazenamento de eletricidade baseado em baterias e outras tecnologias que melhoram rapidamente permitirá uma maior flexibilidade do sistema, um recurso essencial à medida que a parcela de renováveis variáveis aumenta. Mais diretamente, o armazenamento de eletricidade torna possível um setor de transporte dominado por veículos elétricos; permite sistemas domésticos solares fora da rede eficazes 24 horas por dia; e suporta mini-rede 100% renovável.
Algumas questões frequentes
Por que as baterias são importantes para a energia renovável?
A principal forma de armazenar energia renovável é em baterias. Mas, aparentemente, o desenvolvimento de baterias ficou para trás das melhorias em energia eólica e solar, embora sem as baterias essas tecnologias funcionem com eficiência limitada. As baterias permitem que os provedores de serviços públicos coletem eletricidade extra e armazenem-na para os períodos em que o tempo está pior.
Qual é o papel das baterias no uso de fontes de energia renováveis, como energia solar e eólica?
Assim, com o uso de fontes de energia renováveis, as baterias permitem que os fornecedores de serviços públicos reúnam eletricidade extra e armazenem-na para períodos em que os painéis solares e as turbinas eólicas não estejam funcionando com mais eficiência (o sol não está brilhando ou o vento não está soprando).
Por que as baterias são cruciais na transição para um sistema de energia com emissões líquidas zero de carbono?
A transição para um futuro mais verde se concentrará nas energias renováveis. E a maioria das fontes de energia renováveis usa energia de bateria. As baterias estão se tornando um componente crucial do transporte sustentável do futuro devido aos avanços na tecnologia. Além disso, a energia armazenada nessas baterias móveis servem tanto para alimentar sua casa, quanto para fornecer estabilização de rede.
Quais baterias são usadas em energia renovável?
No momento, as mais comuns são as baterias de chumbo-ácido e de íon-lítio de ciclo profundo. São as duas soluções mais importantes para o armazenamento de energia renovável.
Por que a tecnologia da bateria é tão importante para a criação de carros elétricos?
Pois os carros elétricos dependem de baterias para funcionar. Entretanto, os veículos elétricos são mais sustentáveis por causa da bateria, que os libera da dependência de combustíveis fósseis, pois, uma bateria para um veículo elétrico é um acumulador de energia que armazena eletricidade para entrega a um motor usando corrente alternada ou contínua.
Quais baterias são usadas em carros elétricos?
As baterias de íons de lítio, normalmente vistas em híbridos plug-in e automóveis totalmente elétricos. Veículos totalmente elétricos, veículos elétricos híbridos plug-in (PHEVs) e veículos elétricos híbridos requerem tecnologias de armazenamento de energia.
Como as baterias armazenam energia?
Uma bateria é um tipo de recipiente de energia que armazena energia química para ser convertida posteriormente em energia elétrica. Uma ou mais células eletroquímicas podem ser encontradas em cada bateria. Reações químicas ocorrem dentro dessas células, causando um fluxo de elétrons em um circuito. Isso gera corrente elétrica.
Como a energia da bateria é aproveitada?
Bateria é um aparelho que armazena energia química e a transforma em energia elétrica. Além disso, os elétrons se movem de uma substância (eletrodo) para outra através de um circuito externo durante as reações químicas nas baterias. Portanto, ela pode ser considerada como uma corrente elétrica, criada pelo fluxo de elétrons e empregada para executar tarefas.
As baterias são uma fonte de energia renovável?
Mesmo que a corrosão da bateria libere produtos químicos que contaminam as águas subterrâneas e superficiais, bem como o solo, essas quando recarregáveis podem ser utilizadas repetidamente. Isso significa que a energia em baterias recarregáveis é, portanto, de origem sustentável, pois uma bateria recarregável pode substituir milhares de baterias descartáveis, as recarregáveis são bastante eficazes na redução de sua pegada de carbono.
É possível reciclar baterias?
Baterias típicas de uso único ou recarregáveis, como de botão e de lítio, são recicladas, mas o acesso a instalações de reciclagem pode não estar disponível em todos os lugares. Reciclam-se algumas baterias com mais frequência do que outras, em alguns casos chega a ser 90%.
As baterias de chumbo-ácido são sustentáveis?
Porém, devido ao seu ciclo de vida fechado e reutilização múltipla, as baterias de chumbo-ácido são sustentáveis. Uma bateria de automóvel usada entregue a um reciclador autorizado, onde todas as suas peças serão recuperadas, recicladas e vendidas a fabricantes de baterias. Certamente, a bateria do veículo do usuário foi e continuará sendo reciclada indefinidamente graças ao ciclo berço a berço. Observe que, se descartadas incorretamente, as baterias de chumbo-ácido podem ser perigosas para a saúde humana e para o meio ambiente.
Referências:
- https://www.euronews.com/green/2022/07/21/the-race-for-renewable-batteries-whats-the-future-of-solar-and-wind-storage
- https://knowhow.distrelec.com/energy-and-power/the-importance-of-batteries-in-renewable-energy-transition/
- https://knowhow.distrelec.com/energy-and-power/the-importance-of-batteries-in-renewable-energy-transition/
- https://corporate.enelx.com/en/question-and-answers/what-is-battery-energy-storage
