Energias renováveis são armazenadas em ar líquido

Com informações da Agência Fapesp - 04/06/2014

A planta-piloto de armazenamento criogênico de energia aprovou o conceito, que agora será usado em uma planta em escala industrial.
[Imagem: Universidade de Birmingham]

A energia gerada por fontes renováveis será armazenada na forma de ar liquefeito a temperaturas criogênicas.

O conceito foi testado com sucesso por pesquisadores da Universidade de Birmingham, no Reino Unido, e agora deverá passar da escala piloto para a primeira planta industrial.

A proposta é contribuir para a superação dos altos e baixos no abastecimento provocados pela intermitência das fontes renováveis, como solar e eólica. A eletricidade gerada durante o dia e em momentos de ventos fortes é usada para liquefazer o ar.

Estocada em grandes tanques de ar líquido, a energia fica então disponível para o consumo à noite, em dias nublados ou sem ventos.

Note que o conceito é totalmente diferente das baterias líquidas.

"Uma planta-piloto de 350 quilowatts (kW) encontra-se em funcionamento, conectada à rede elétrica do Reino Unido," contou o professor Richard Williams, durante evento realizado para promover a cooperação científica entre pesquisadores brasileiros e britânicos na inovação de sistemas de energia.

"O governo disponibilizou um financiamento de £ 8 milhões (R$30,3 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 Williams.

Armazenamento criogênico de energia

A liquefação é um processo simples e bem conhecida do público, acostumado com o gás liquefeito de petróleo (GLP).

Quando o processo é usado para o ar ambiente, 710 litros de ar, resfriados a -196º C, dão origem a 1 litro de ar líquido.

Esquema do sistema de armazenamento criogênico de energia usando ar ambiente.
[Imagem: Highview Power Storage]

Esse ar líquido pode ser estocado e, posteriormente, pode ser retirado dos tanques criogênicos, voltando a se aquecer e expandir. A expansão do ar é utilizada, então, para movimentar uma turbina, convertendo a energia mecânica em energia elétrica, mantendo estável o nível de fornecimento de eletricidade à rede.

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%.

"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 Williams.

A expectativa é que essa estocagem criogênica (que utiliza temperaturas muito baixas) passe a ser uma importante peça na política de descarbonização da matriz energética.

"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.