De acordo com a Friends of the Earth, estamos próximos de um futuro no qual é possível obter quase toda a eletricidade a partir de fontes de energia ecológicas, como o sol, o vento e as ondas. No Reino Unido, nação responsável pela industrialização no século XVIII, através da era do vapor e das fábricas, a energia renovável aumentou dez vezes desde 2004. Pouco menos de 40% da eletricidade é produzida através de fontes de energia renovável no Reino Unido, mas, na Escócia, esse valor aproxima-se dos 90%. Em 2020, o Reino Unido conseguiu, pela primeira vez, um incrível feito – durante dois meses desse ano, o país funcionou totalmente com energia renovável.
Também em 2020, as fontes de energia renovável representaram 37,5% do consumo bruto de eletricidade na UE. Isto tratou-se de um aumento em relação aos 34,1% no ano anterior, com as energias eólica e hidroelétrica a representarem mais de dois terços do total de eletricidade produzida a partir de fontes renováveis. Em 2020, a Suécia foi líder na Europa, com 60% da energia a ser proveniente de fontes renováveis. Atrás estavam a Finlândia (43,8%), a Letónia (42,1%) e a Áustria (36,5%).
De acordo com a EDF, as fontes de energia renovável produzem, atualmente, 26% da eletricidade mundial, esperando-se que este valor chegue aos 30% em 2024. Em junho de 2022, um relatório da Agência Internacional de Energia (AIE) afirmou que o investimento energético mundial aumentaria 8% em 2022, atingindo os 2,4 biliões de dólares dos EUA – provindo o aumento principalmente de energia "ecológica".
Vantagens e desvantagens da energia renovável
O que é exatamente a energia renovável? Basicamente, trata-se de energia sustentável. Sendo ecológica, económica e fiável, este tipo de energia nunca acaba, ao contrário de fontes não sustentáveis, como combustíveis fósseis, especialmente o carvão, o qual foi o combustível da revolução industrial.
Os principais tipos de energia renovável são a solar, eólica, hidráulica, marés, geotérmica e de biomassa. Os outros tipos são a energia térmica dos oceanos e o biogás. De acordo com a EDF, a quantidade de energia solar que chega à superfície terrestre em apenas uma hora representa mais do que as necessidades energéticas totais do planeta durante um ano inteiro. Esta parece ser a solução ideal. Contudo, a quantidade de energia solar que podemos armazenar e utilizar depende bastante das condições climatéricas e da hora do dia, no rendimento solar. Quando está vento, este é uma excelente fonte de energia renovável, estando a ser construídos cada vez mais parques eólicos. Contudo, estes implicam a instalação de turbinas eólicas de grandes dimensões, as quais várias pessoas consideram esteticamente desagradáveis, mesmo quando colocadas no mar. Em acréscimo, diversos especialistas estão alertar para a pegada de carbono e para o custo de fim de vida das turbinas eólicas. Obviamente, os sistemas de armazenamento de energia eólica também são limitados pela quantidade de vento que existe em qualquer determinado momento.
Em termos de desenvolvimento, o recurso de energia renovável mais avançado é a energia hidroelétrica, a qual implica a construção de barragens ou barreiras e da disposição de um amplo reservatório para a produção de um fluxo controlado de água para o acionamento de uma turbina. A energia hidráulica não depende das condições climatéricas, mas requer a criação de estruturas amplas e de reservatórios substanciais.
A energia maremotriz é semelhante à energia hidráulica, salvo depender da natureza para a produção de correntes de marés bidiárias utilizadas para o acionamento de geradores de turbinas. Isto significa que a fonte de energia não é contínua mas, no mínimo, é previsível. A energia geotérmica utiliza o calor natural que reside por baixo da superfície da Terra e que pode ser utilizado para produzir eletricidade ou aquecer lares. Contudo, a sua disponibilidade não está assegurada, com a Islândia a produzir muito mais deste tipo de energia do que o Reino Unido, por exemplo. Por último, a energia de biomassa implica a queima de materiais orgânicos para a produção de eletricidade. Esta abordagem não registou uma adoção tão disseminada como as outras, mas apresenta vantagens substanciais em termos ambientais e de custos gerais, pois converte os resíduos agrícolas, industriais e domésticos em combustível sólido, líquido e gasoso.
É possível armazenar energias ecológicas?
Embora todas as opções mencionadas acima apresentem as suas vantagens e desvantagens, o armazenamento de energia renovável tem sido o maior obstáculo ao aproveitamento máximo destas fontes de energia alternativa. A tecnologia de armazenamento de energia renovável será justificável quando conseguir proporcionar uma fonte económica de captar energia renovável e de a libertar quando necessário.
Soluções de armazenamento de energia renovável
Basicamente, existem quatro tipos de soluções de armazenamento de energia renovável: armazenamento com bombeamento hidráulico, armazenamento de energia térmica, armazenamento de energia mecânica e sistemas de armazenamento de energia acionados por bateria.
Armazenamento com bombeamento hidráulico
Implica o bombeamento ascendente de água, mantendo-a num reservatório e libertando-a através de turbinas. De acordo com o relatório da AEI sobre energias renováveis, mais de 50% da capacidade hidroelétrica da Europa em 2025 será proveniente do armazenamento bombeado, especialmente na Suíça, Portugal e Áustria. O mesmo deverá ser aplicável na China, algures entre 2023 e 2025.
Ilustração: Armazenamento com bombeamento hidráulico
Armazenamento de energia térmica
Implica o armazenamento do excesso de energia, geralmente proveniente de fontes renováveis ou calor residual, a utilizar posteriormente. A água, a areia e as rochas conseguem armazenar energia térmica, e a Agência Internacional para as Energias Renováveis calcula que o armazenamento de energia térmica pode atingir 800 gigawatt/hora (GWh) da capacidade instalada até 2030.
Ilustração: Armazenamento de energia térmica
Armazenamento de energia mecânica
Utiliza a gravidade ou o movimento (como um volante) para armazenar eletricidade. O armazenamento de energia mecânica também pode incluir armazenamento de energia de gás ou de ar comprimido, o qual é aquecido e expandido através de um turbina.
Ilustração: Armazenamento de energia mecânica
Armazenamento de energia com base em baterias
É amplamente reconhecido que a forma mais eficiente de armazenar e fornecer energia proveniente de fontes renováveis é através de sistemas de armazenamento de energia renovável baseados em baterias. Quanto mais armazenamento em baterias para energia renovável estiver disponível, menos necessitará das fontes de energia convencionais do passado.
Ilustração: Sistemas de armazenamento de energia com base em baterias
Baterias de iões de lítio para armazenamento de energia renovável
Sistema de armazenamento de energia ZBC da Atlas Copco para armazenamento de energia solar
A utilização de baterias de iões de lítio para o armazenamento de energia renovável proporciona um fornecimento superior de energia, combinado com níveis inigualáveis de sustentabilidade, flexibilidade e capacidade de utilização. Com dois modos de funcionamento – autónomo ou híbrido, quando utilizados com um gerador – os sistemas de armazenamento de energia com base em baterias de iões de lítio, como as unidades ZBP e ZBC da Atlas Copco, possibilitam o processamento de diferentes níveis de procura de energia, mantendo os custos operacionais reduzidos e minimizando o custo total de propriedade (TCO). Em combinação com uma fonte de energia renovável, como as indicadas acima, estas soluções de armazenamento de energia renovável podem ser genuinamente 100% sustentáveis.
Os sistemas de armazenamento de energia da Atlas Copco proporcionam um funcionamento silencioso e o mínimo de manutenção, fazendo com que sejam ideais para instalações de telecomunicações em locais remotos ou em locais de construção metropolitanos. Ao funcionarem como sistemas de armazenamento híbridos, são perfeitos para equilibrar os picos de procura e as cargas reduzidas. Estes sistemas de armazenamento de energia renovável permitem aos utilizadores reduzir o consumo de combustível e as emissões de gases com efeito de estufa ao armazenar entre 46 kWh e 535 kWh de energia renovável e fornecendo mais de 12 horas de energia com um único carregamento.
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Outras tecnologias de bateria para armazenamento de energia renovável
Os sistemas mais eficientes com armazenamento em baterias para energia renovável são baseados em baterias recarregáveis de iões de lítio (Li-ion). Estas baterias leves de densidade elevada tornaram-se a opção favorita por vários motivos, como a capacidade de uma bateria de iões de lítio de 1 kg armazenar 150 watts-hora por quilograma (Wh/kg). Uma bateria de níquel-hidreto metálico (NiMH) armazena, geralmente, entre 60 e 70 Wh/kg e uma bateria de chumbo-ácido de 6 kg apenas consegue armazenar cerca de 25 Wh/kg.
Se compararmos as baterias de iões de lítio com as de chumbo-ácido, a primeira tecnologia tem uma vida útil superior e um melhor desempenho com cargas variáveis e imprevisíveis, bem como a temperaturas elevadas. O desempenho das baterias de níquel-hidreto metálico, ao longo do tempo e a temperaturas elevadas, é melhor do que o das baterias de chumbo-ácido, mas continua a ser inferior ao possibilitado pelas baterias de iões de lítio.
