Por Luís Gil, Membro Conselheiro e Especialista em Energia da Ordem dos Engenheiros
Fala-se muito das baterias de lítio, mas na verdade existe uma série de outras baterias que devemos também ter em consideração, seja para armazenamento de energia elétrica seja de outras formas de energia e para aplicações diversas.
Existem vários tipos de baterias químicas, cada uma com características diferentes que as tornam adequadas para diferentes aplicações; por exemplo, as baterias de chumbo-ácido (Pb-ácido) são comummente utilizadas em sistemas elétricos de veículos rodoviários convencionais com motor de combustão interna e em sistemas de energia de reserva; as baterias de níquel-cádmio (NiCd) e de níquel-hidreto metálico (NiMH) são utilizadas na eletrónica de consumo; as baterias de sódio-enxofre (NaS) e de fluxo redox de vanádio (VRF) são adequadas para aplicações de armazenamento estacionário; as baterias de iões de lítio (LIBs) são amplamente utilizadas em veículos elétricos, armazenamento estacionário e eletrónica de consumo; e as baterias de iões de sódio (SIBs) têm aplicações semelhantes às das LIBs.
Ultimamente tem-se ouvido falar muito destas baterias de ião de sódio. Estas têm um processo de construção semelhante ao das baterias de lítio, mas baseiam-se no uso de compostos de sódio (carbonato de sódio) para o eletrólito que são abundantes e geograficamente distribuídos e, ainda, mais baratos, não tendo os problemas de abastecimento do lítio. Além disso o seu desempenho é comparável e excede mesmo nalguns parâmetros as de lítio. Resta saber se estas baterias irão ser complementares às de lítio ou vão surgir como uma alternativa disruptiva.
Notícias recentes nos media têm-nos falado também de outros tipos de bateria, sejam químicas sejam outras. Fica aqui uma pequena resenha:
- Bateria de ião de alumínio: semelhante à de lítio, mas com carregamento super-rápido, menor custo de fabrico e maior durabilidade; com eletrólito sólido de fluoreto de alumínio, o carregamento pode ser realizado em até 1 minuto e suporta até 10 000 ciclos de recarga (mantendo 99% da capacidade); é mais segura e tem alta reciclabilidade;
- Bateria solar molecular: trata-se de um sistema químico capaz de armazenar energia solar com mais de 80% de eficiência, libertando-a como hidrogénio com 72% de rendimento; permite que a energia solar não tenha de ser consumida quando é “gerada”; usa uma macromolécula (copolímero) e um catalisador e a libertação da energia armazenada é ativada por alteração do pH gerando hidrogénio;
- Bateria de ar comprimido: foi inaugurada na China a maior estação de armazenamento de energia por ar comprimido do mundo, em cavernas de sal; estas cavernas são grandes espaços subterrâneos formados em depósitos de sal, sendo muito resistentes e estáveis, tornando-as ideais para armazenar gases e líquidos (neste caso do ar comprimido para gerar eletricidade); a impermeabilidade natural e durabilidade permitem guardar grandes volumes com segurança, tornando-as uma solução eficiente e de baixo impacto ambiental;
- Baterias térmicas: valas com a capacidade de dezenas de milhares de m3 são escavadas para armazenar água aquecida com excedentes de energia renovável; a água é aquecida a temperaturas entre os 80 e 90°C e armazenada em enormes depósitos escavados; estas infraestruturas conservam calor útil, que pode depois ser injetado no sistema urbano quando necessário; a sua flexibilidade permite integrar diferentes fontes de energia, desde excedentes eólicos e solares até calor residual industrial, tudo dentro da mesma infraestrutura térmica; o desempenho do sistema depende, em larga medida, da cobertura, que tem uma solução de isolamento que limita a perda de calor, permite a libertação de vapor e evita a entrada de chuva ou neve;
- Baterias com autorreparação: baterias de ião de lítio capazes de repararem, por si próprias, danos internos microscópicos que reduzem a sua capacidade; permite-se assim a extensão da vida útil das baterias, com todas as vantagens associadas.
O progresso a nível das baterias químicas e o surgimento de novos tipos de baterias ou sistemas de armazenamento de energia tem sido assinalável. O que tem contribuído para diminuir o problema da intermitência das renováveis. Tem também havido uma enorme evolução a nível, por exemplo, da quantidade de eletricidade que pode ser armazenada num dado espaço (densidade energética volumétrica).
A diversificação de soluções ou a aposta em soluções tecnológicas que utilizem materiais mais “democráticos” (amplamente disponíveis, mais baratos e com baixo impacto ambiental) é fundamental. Se temos um mix de produção energética também podemos e deveremos ter um mix de armazenamento energético.
A regra de “não apostar todas as fichas no mesmo cavalo” também aqui se aplica!
