Pesquisadores da Universidade de Birmingham desenvolvem sistema com ar líquido para estocar energia proveniente de fontes intermitentes, como a solar e a eólica.
O debate sobre o desenvolvimento de fontes de energia limpas e sustentáveis segue na ordem no dia e, nesta semana, agitou as redes sociais depois da afirmação da presidente Dilma Rousseff que, em entrevista coletiva concedida na ONU (Organização das Nações Unidas), disse não existir tecnologia atualmente para “estocar vento”, em menção às dificuldades decorrentes da viabilidade técnica de se substituir as hidrelétricas por fazendas de energia eólica.
Apesar da confusão de palavras na frase da presidente, o aproveitamento máximo da produção de energias alternativas, como a eólica e a solar, é um tema que chama a atenção de especialistas no setor. Neste sentido, a Revista Samuel republica a reportagem da Agência Fapesp, de 2014, sobre o processo que está sendo desenvolvido por cientistas britânicos para usar ar líquido como forma de otimizar a utilização de fontes renováveis como a solar e a eólica, reduzindo os efeitos de sua intermitência no abastecimento da rede elétrica. Confira a íntegra da reportagem de José Tadeu Arantes:
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O Reino Unido vai utilizar ar líquido para estocar energia proveniente de fontes renováveis (solar e eólica). O método, já testado em planta-piloto, deverá entrar em escala comercial em 2018.
Segundo os responsáveis pelo projeto, a proposta é contribuir para a superação de altos e baixos no abastecimento provocados pela intermitência das fontes renováveis. Estocada em ar líquido, a energia estaria disponível para o consumo mesmo em dias nublados ou de calmaria.
O projeto foi explicado pelo professor Richard Williams, pró-reitor e diretor da Faculdade de Engenharia e Ciências Físicas da University of Birmingham, no Reino Unido, em palestra na FAPESP, durante o evento “UK-Brazil interaction meeting on cooperation in future energy system innovation”, realizado para promover a cooperação científica entre pesquisadores brasileiros e britânicos na inovação de sistemas de energia.
“Uma planta-piloto de 350 quilowatts (kW) encontra-se em funcionamento, conectada à rede elétrica do Reino Unido, há três anos. Essa unidade está sendo, agora, transferida para a University of Birmingham como uma plataforma de testes. E o governo disponibilizou um financiamento de £ 8 milhões para que uma unidade de demonstração, de 5 megawatts (MW), esteja operacional em meados de 2015. Tudo isso para que tenhamos a opção comercial da estocagem de energia em ar líquido até 2018”, disse WilliamsO princípio físico do processo é relativamente simples. Setecentos e dez litros de ar, resfriados a menos 196 graus Celsius, dão origem a um litro de ar líquido. Esse ar líquido pode ser estocado e, posteriormente, quando entra em contato com uma fonte térmica, volta a se expandir. A expansão do ar é utilizada, então, para movimentar uma turbina, convertendo a energia mecânica em energia elétrica.
A liquefação do ar é uma forma de estocar a energia proveniente de fontes intermitentes, como a solar e a eólica, assegurando que a rede não sofra decréscimo de fornecimento nos momentos de menor insolação ou de redução no regime dos ventos.
De acordo com Williams, dessa forma, otimizando a utilização de fontes renováveis, a estocagem criogênica (que utiliza temperaturas muito baixas) passa a ser uma importante peça na política britânica de descarbonização da matriz energética.
O Climate Change Act, aprovado pelo Parlamento britânico em 2008, estabelece a redução de 80% nas emissões de gás carbônico (CO2) até 2050. E as Renewables Obligations determinam que os provedores de energia elétrica licenciados no Reino Unido forneçam uma proporção crescente de eletricidade gerada a partir de fontes renováveis, fixando a banda de 15% para 2020. à Agência Fapesp.
“O ar líquido para armazenamento de energia torna-se mais eficiente acima de 10MW, de modo que não é apropriado para uso em edifícios isolados, mas bastante adequado na escala que vai do bairro ou do parque industrial à cidade. Já no âmbito dos transportes, uma possibilidade é seu emprego em soluções de tecnologia híbrida, para aumentar a eficiência de motores diesel, em caminhões ou balsas de curto percurso, por exemplo”, disse Williams.
Aumento na eficiência
Considerando-se os dois ciclos, de resfriamento e reaquecimento do ar, a eficiência esperada para o processo, na etapa de demonstração, é da ordem de 60%, contou o pró-reitor da University of Birmingham.
“Mas a eficiência pode ser aumentada para 80% ou mais com a utilização de calor residual no ciclo expansivo. Outra forma de aumentar ainda mais a eficiência é conjugar as unidades produtoras de ar líquido com terminais de gás natural liquefeito, de modo a aproveitar o frio residual produzido nesses terminais durante a fase de reconversão do gás ao estado gasoso”, explicou.
Segundo Williams, os impactos ambientais diretos do processo deverão ser muito baixos. “Para o armazenamento de energia, o dispositivo apenas captura e esgota o ar. E, quando a estocagem criogênica é utilizada em motores, o material trocado com o meio é novamente o ar”, disse.
“Como a temperatura de funcionamento desses motores é menor do que a da combustão interna convencional, os componentes podem ser fabricados com plásticos em vez de metais, reduzindo a energia incorporada”, argumentou.
Eleita “universidade do ano” pelos periódicos The Times e The Sunday Times, a University of Birmingham tem entre suas prioridades atuais a criação de soluções inovadoras a partir do conceito de sustentabilidade.
Por isso, somou-se a outras quatro universidades britânicas (Hull, Leeds, Sheffield e York) para formar o Centre for Low Carbon Futures (Centro para Futuros de Baixo Carbono), que reúne engenheiros, cientistas naturais e cientistas sociais focados em alternativas energéticas e mudanças climáticas, em interface com governo, empresas e entidades da sociedade civil.
O Birmingham Centre for Cryogenic Energy Storage (Centro de Armazenamento de Energia Criogênica da University of Birmingham), criado em associação com a University of Hull, é parte dessa iniciativa.
A University of Birmingham mantém acordo de cooperação com a FAPESP para apoiar projetos de pesquisas colaborativas entre o Estado de São Paulo e o Reino Unido. Duas chamadas de propostas já foram lançadas no âmbito do acordo. Na primeira chamada, sete propostas foram selecionadas.
(*) Conteúdo publicado originalmente na Agência Fapesp, no dia 4/6/14.
Enviado por Eri Santos Castro.
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