Parece estranho que, hoje em dia, o petróleo continue sendo extraído e queimado para gerar eletricidade. Um legado primitivo, que não só polui, mas também é caro e alimenta guerras. Há uma inovação que pode tornar os combustíveis fósseis atuais e algumas fontes de energia futuras totalmente obsoletas, tornando a energia solar e eólica muito mais acessível e ecologicamente correta. Senhoras e senhores: baterias de CO2.
Primeiro, o que são baterias de CO2?
Uma bateria de CO2 é uma tecnologia que converte energia do dióxido de carbono movendo-o em um circuito fechado. Quando a bateria está descarregada, resta apenas uma enorme cúpula cheia de dióxido de carbono à pressão atmosférica. Para carregá-lo, o CO2 é primeiro bombeado para fora da cúpula e comprimido (que o aquece). O calor é removido e armazenado em um dispositivo conhecido como TES (Armazenamento de Energia Térmica), que transforma o CO2 em um líquido frio e denso que é então armazenado em tanques. Agora a energia é armazenada como calor no TES e como pressão nos reservatórios de dióxido de carbono líquido.
A descarga da bateria de CO2 é um processo de duas etapas.
Primeiro: os tanques são abertos, que liberam o CO2 líquido em alta pressão. Quando ele escapa, a pressão diminui e faz com que o CO2 volte ao seu estado gasoso (isso faz com que ele se expanda). O gás é então passado pelo TES, onde é aquecido e se expande ainda mais. Essa dupla expansão cria uma pressão colossal, que é canalizada através de uma turbina que gira um gerador e produz eletricidade. O CO2, agora à pressão atmosférica, é então bombeado de volta para a cúpula, pronto para carregar a bateria.
Parece-me complicado, e tendo em conta as dimensões exigidas tenho uma ideia de que dificilmente veremos baterias de CO2 que alimentam os veículos elétricos-
Então, o que torna essas baterias de CO2 únicas?
A energia eólica e solar são excelentes, criando cargas de energia com muito menos emissões do que outras tecnologias. O vento nem sempre sopra, no entanto, e o sol nem sempre brilha. Nunca me cansarei de repetir: serão necessárias baterias para armazenar energia quando exceder e descarregá-la quando for necessário. A bateria preferida atualmente para esse processo é a bateria de íons de lítio, a mesma tecnologia que alimenta veículos elétricos, laptops e telefones.
As baterias de CO2 são simplesmente melhores do que as baterias de lítio para uso como sistemas de armazenamento. Por quatro motivos: custo, impacto ambiental, escalabilidade e ciclo de vida.
custo
As baterias de lítio são caras e a maioria dos proprietários de veículos elétricos poderá confirmar isso. As baterias para armazenamento de energia solar e eólica são ainda mais caras, pois são maiores em tamanho. As baterias de CO2, por outro lado, podem ser criadas com materiais prontamente disponíveis por uma fração do custo, tornando os parques eólicos e solares muito mais baratos.
Impacto ambiental
As baterias de íons de lítio não são os "anjos ambientais" que parecem ser. Construí-los exige muita energia e logística, então eles também têm uma certa pegada de carbono (dê uma olhada para esta pesquisa publicada na Nature). Isso sem contar a mineração necessária para acessar essa matéria-prima e os problemas geopolíticos que causará nos próximos anos. Por outro lado, as baterias de CO2 podem ser construídas usando materiais reciclados prontamente disponíveis. Isso torna seu impacto em nosso planeta muito mais leve.
Escalabilidade
Como você deve saber, estamos mergulhando de cabeça em crise de bateria. As cadeias de suprimentos de materiais (e a situação mundial) são incapazes de lidar com o crescimento da demanda por baterias, razão pela qual o preço de materiais como lítio, níquel e manganês disparou.
As baterias de CO2 não têm esses problemas. Milhares e milhares dessas baterias podem ser construídas com rapidez e facilidade - teoricamente, o mundo poderia adotar essa tecnologia muito rapidamente.
Ciclo da vida
As baterias de íon de lítio não duram indefinidamente, como todos os proprietários de iPhone sabem. A estrutura interna da célula se deteriora a cada carga e a capacidade da bateria diminui com o tempo. As células modernas de íons de lítio de última geração podem suportar até 2.000 cargas, mas as versões mais baratas podem sobreviver a algumas centenas de cargas. Resumindo? As baterias de íon de lítio precisarão ser substituídas aproximadamente a cada 10 anos.
Novamente, as baterias de CO2 seriam muito superiores, pois não se degradam. Em teoria, essas baterias podem durar centenas de anos com manutenção regular.
Então, por que não adotamos imediatamente as baterias de CO2?
Ninguém é perfeito e, portanto, as baterias de CO2 também não. Em termos de eficiência, por exemplo, são inferiores aos de íon-lítio. Estes últimos têm uma eficiência de 99%: se você carregar um com 1 kWh de potência, obterá 0,99 kWh. As baterias de CO2 têm a máxima eficiência dizer "apenas" 80%. No momento, portanto, para obter a mesma energia teríamos que construir mais usinas, e boa noite para algumas das vantagens que listei até agora.
Uma parte, no entanto, não significa tudo. Ainda haveria economia. Com parques solares de nova geração (e maiores) eles ainda podem melhorar a energia eólica e solar, mitigando o impacto ambiental. Na verdade, seria o início de um efeito dominó.
Revolução renovável
Mudar para uma rede de baterias de CO2 pode desencadear uma revolução renovável. Por que se preocupar em aumentar (ou reintroduzir) a energia nuclear, ou manter usinas a gás funcionando quando poderíamos obter muito mais energia (e uma pegada ecológica muito menor) de um parque solar ou eólico alimentado por baterias de CO2?
Vamos dar tempo ao tempo: a tecnologia de bateria de CO2 foi concebida somente em fevereiro de 2020, e desde então as primeiras plantas em funcionamento já estão disponíveis. Tal rapidez de desenvolvimento justifica alguma confiança.
Talvez não precisemos de um reator de fusão ou tecnologia de ficção científica para salvar o planeta. Talvez uma tecnologia já disponível possa produzir resultados incríveis de forma surpreendentemente rápida, se for devidamente suportada.
E se?
