Armazenamento de energia: Carros elétricos são importantes, mas precisamos de muito mais

Por que queremos tornar (quase) tudo elétrico? Porque reatores nucleares limpos, painéis solares e turbinas de vento produzem eletricidade. A fim de utilizar essa energia limpa, precisamos ser capazes de empregar eletricidade ao invés de petróleo e gás em veículos e sistemas de calefação .

Converter eletricidade em calor funciona bem. Assim, se pudermos produzir o suficiente de energia limpa e barata, será relativamente fácil eletrificar os sistemas de aquecimento.

E quanto aos meios de transporte? Carros elétricos movidos a bateria já estão se tornando acessíveis  e caminhões elétricos poderão ser viáveis em breve . Isso cobre 71% das emissões dos meios de transporte.

Melhorar a performance, a durabilidade e o custo das baterias está no cerne da transição para o transporte elétrico. No entanto, devido ao peso das baterias, é improvável que aviões e barcos elétricos se tornem uma realidade.

Você pode aprender mais sobre a tecnologia da bateria que está por trás de tudo isso no modo “Avançado” deste curso.

É possível armazenar energia solar e eólica?

Armazenar energia é uma tarefa complicada. É tão difícil que nossas redes elétricas são feitas de forma que a eletricidade seja consumida no instante em que é produzida. Pense assim: quando alguém acende uma lâmpada, uma usina elétrica em algum lugar deve, instantaneamente, aumentar um pouco sua produção .

Isso cria três desafios principais para quando e como vamos estocar energia. Vamos ver cada um deles.

Nível 1 de armazenamento: segundos para minutos

Pequenas variações em demanda e fornecimento no período de minutos e segundos são difíceis de prever. É possível estocar energia o suficiente para lidar com esses pequenos impactos utilizando diversos tipos de baterias . O maior problema é quando precisamos estocar energia para horas, dias ou meses…

Nível 2 de armazenamento: horas para dias

Os painéis solares produzem mais eletricidade durante o dia, mas a demanda domiciliar aumenta à noite . O nível 2 de armazenamento nos ajudaria a estocar a eletricidade produzida durante o dia para a utilização durante a noite.

Existem diversas tecnologias que poderíamos empregar para resolver esse problema. Algumas ideias populares estão listadas abaixo . (Lembre-se de que carregar significa colocar energia, e descarregar significa retirar energia.)

1. Hidrelétrica reversível: é carregada através do bombeamento de água a diferentes altitudes. É descarregada ao deixar a água fluir para baixo e acionar uma turbina.
2. Baterias de fluxo: Parecidas com baterias normais, mas são feitas de materiais fluidos ao invés de sólidos .
3. Armazenamento térmico: um enorme refrigerador. É carregado ao utilizar eletricidade para aquecer uma substância e resfriar outra. É descarregado ao utilizar a diferença de temperatura para acionar uma turbina .
4. Ar comprimido: É carregado ao comprimir o ar em um buraco subterrâneo. É descarregado ao liberar o ar e deixá-lo acionar uma turbina .

A central hidrelétrica reversível é o tipo de armazenamento mais comum no momento, mas, infelizmente, só é uma opção em grandes áreas montanhosas . As outras técnicas existentes são, infelizmente, muito caras ou tecnologicamente inviáveis para esse tipo de armazenamento de energia . Por exemplo, especialistas dizem que baterias como as utilizadas em carros elétricos são de 15 a 25 vezes mais caras para serem utilizadas no nível 2 de armazenamento de energia .

Felizmente, há potencial para melhorias conforme mais pesquisas são realizadas e o mercado para o armazenamento de energia cresce . Para uma análise mais detalhada das tecnologias de armazenamento, confira a versão “Avançada” deste curso.

Nível 3 de armazenamento: semanas para meses

Ao invés de estocar energia para ser utilizada em algum período do dia, o nível 3 de armazenamento envolve o estoque de energia para ser utilizada em algum outro momento do ano. Isso é particularmente relevante em países mais distantes da linha do equador, pois há uma diferença maior entre as estações do ano :

Atualmente, não há nenhuma solução ajustável ou prática para esse problema .

Seria possível evitar a necessidade dos níveis 2 e 3 de armazenamento? Vamos falar sobre os prós e contras da energia nuclear e como ela poderia nos ajudar com esse obstáculo.

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https://climatescience.org/pt/simple-energy-batteries/