Baterias gigantes são a resposta para ampliar uso de energia renovável?

Em dezembro de 2020, o maior sistema de armazenamento de energia em baterias do mundo até o momento entrou em operação na Califórnia, nos Estados Unidos. A Califórnia tem liderado o investimento em energias renováveis no mundo.

A instalação de armazenamento de energia Moss Landing armazena o excedente de energia solar produzida no local e minimiza as oscilações do sistema. Com uma potência de 300 megawatts, as baterias substituíram geradores a gás natural, um combustível fóssil, que entravam em cena para suprir a demanda quando necessário.

300 megawatts não são pouca coisa, equivalem a 300 milhões de watts. Moss Landing tem uma capacidade de armazenar 1.200 MWh ou 1,2 GWh. Uma família média brasileira consome em média cerca de 150kWh durante um mês. Logo esta bateria tem capacidade de atender ao consumo de 8.000 famílias brasileiras durante um mês.

"Estocando luz solar"

O advento dessas baterias gigantes ajuda a solucionar um problema chave de fontes renováveis, como solar e eólica: a intermitência. O sol não brilha continuamente para incidir sobre as placas solares nem o vento sopra todo o tempo na intensidade necessária para alimentar os aerogeradores e, quando deixam de atuar, provocam variações de potência que comprometem a produção de energia.

O uso de baterias integradas a esses sistemas permite que fontes renováveis sejam utilizadas em maior escala, já que tornam possível "estocar" energia em períodos nos quais a produção excede o consumo. Também aumentam a segurança dos sistemas, evitando os prejuízos causados por blecautes e oscilações que poderiam fazê-los colapsar.

Atualmente, a maioria dessas baterias gigantes é de íons de lítio, mesmo tipo usado em smartphones e carros elétricos. Esses últimos têm tido um papel decisivo no desenvolvimento e barateamento de baterias de maior capacidade.

Lítio é um metal normalmente extraído de piscinas naturais salgadas. Suas maiores reservas encontram-se na Bolívia.

Elon Musk, pioneiro

O tema começou a ganhar maior notoriedade a partir de 2017, com a construção da Hornsdale Power Reserve, sistema de armazenamento de energia localizado junto a um parque eólico no sul da Austrália.

A estrutura foi obra da Tesla, empresa de carros elétricos e armazenamento de energia do bilionário Elon Musk que tem trabalhado no desenvolvimento dessa tecnologia. O sistema entrou em funcionamento no fim do mesmo ano, solucionando faltas de energia que prejudicavam a região, que é majoritariamente abastecida por fontes renováveis.

Desde então, projetos do tipo proliferaram em diferentes partes do mundo. Novas instalações devem ser construídas na Califórnia e na Austrália, que já contam com baterias gigantes, mas também em outros estados americanos, como Nova York e Flórida, e em países como Arábia Saudita e Alemanha.

Mesmo o Brasil, que ainda conta com uma participação minoritária da energia solar e eólica em sua matriz energética, já possui armazenamento de energia em baterias.

Minas e energia

Aqui, o primeiro equipamento do gênero entrou em operação em 2019, em Uberlândia (MG). Foi adquirido da empresa chinesa BYD pela Companhia Energética de Minas Gerais e pela empresa Alsol Energias Renováveis com a finalidade armazenar energia produzida por uma usina solar. Para especialistas ouvidos por Ecoa, ainda são necessárias leis específicas para que o uso dessa tecnologia ganhe escala nacionalmente.

De acordo com eles, o fato é que com a tendência global de ampliação do uso de fontes renováveis de energia — por serem mais limpas e pelo fato de que que combustíveis fósseis são limitados —, formas mais eficazes de armazenamento da energia oriunda dessas fontes se tornarão cada vez mais necessárias. Listamos abaixo alguns prós e contras do uso das baterias para este fim.

Baterias gigantes de íon-lítio são a resposta para ampliar uso de energia renovável?

SIM

Tecnologia tem ficado mais atraente e acessível

O avanço no desenvolvimento de carros movidos a eletricidade fez com que o custo das baterias de íon-lítio caísse cerca de 80% na última década. Elas também possuem uma grande capacidade de armazenamento. Em relação a outras formas de reserva de energia utilizadas atualmente para suprir a intermitência das fontes solar e eólica, as baterias têm a vantagem de entrarem em funcionamento mais rápido e de não produzirem emissões.

Países que estão investindo agora sairão na frente

Fontes renováveis como solar e eólica estão se tornando o novo paradigma do setor energético. Elas podem vir a ser a maior fonte de geração de eletricidade até 2025, superando o carvão e o gás natural, segundo prevê um relatório recente da Agência Internacional de Energia. Com isso, a demanda por baterias que deem suporte a esses parques eólicos e solares irá aumentar. Quem investir nisso agora e souber como produzir e operar baterias gigantes terá a possibilidade de suprir a demanda interna mais facilmente e também de exportar essa tecnologia.

Podem ser recicladas

Baterias gigantes de íon-lítio possuem uma vida útil que vai de dez a quinze anos, a depender de fatores como condições de uso e temperatura local. São, portanto, relativamente duráveis. Quando perdem sua capacidade de armazenamento, podem ter pelo menos metade de seus componentes reaproveitados. A Fortum, empresa finlandesa de energia que atua em diversos países, declara conseguir reaproveitar mais de 80% dos materiais presentes nesse tipo de bateria, recuperando lítio, cobalto, manganês e níquel que serão empregados na produção de novas baterias.

NÃO

Problemas na extração de matéria-prima

Um dos componentes presentes em baterias de íons de lítio é o cobalto. O metal é extraído de minas terrestres, em sua maioria situadas na República Democrática do Congo. Em anos recentes, denúncias associaram a atividade no país a abusos de direitos humanos, incluindo exploração do trabalho infantil. O Unicef, fundo das Nações Unidas para a infância, estimava haver, em 2019, aproximadamente 40 mil crianças trabalhando em minas no sul do Congo. Somam-se a esses impactos sociais e humanos os efeitos ambientais da mineração, como a poluição de rios e detonação de rochas. A exploração do lítio pode ter impactos semelhantes.

Descarte inadequado pode gerar danos ambientais

Há componentes tóxicos nas baterias de íon-lítio que podem levar a contaminações e até explosões se não forem manejados da maneira correta. A taxa de reciclagem dessas baterias ainda é incipiente. Pesquisadores apontam o reaproveitamento e o tratamento adequado dos resíduos como requisitos fundamentais para a utilização das baterias no armazenamento de energia elétrica proveniente de fontes renováveis.

Pode haver alternativas melhores

Em relação às baterias de íon-lítio, pesquisadores argumentam que outros tipos podem ser mais seguros, convenientes e sustentáveis. É o caso, por exemplo, das chamadas baterias de fluxo, baterias de estado sólido e células de hidrogênio. Elas funcionam à base de componentes mais estáveis e, algumas vezes, mais abundantes. Podem ter maior vida útil e apresentar menos riscos ao meio ambiente. Apesar disso, ainda não estão tão avançadas ou disponíveis quanto as baterias de íon-lítio. São tecnologias que ainda requerem maiores desenvolvimentos para ser empregadas junto às fontes de energia renovável.

Fontes: Adalberto Maluf, diretor de sustentabilidade da BYD no Brasil; Elmer Cari, professor departamento de Engenharia Elétrica e Computação da Escola de Engenharia de São Carlos da USP; Marco Antonio Haikal Leite, pesquisador do Instituto de Energia da PUC-Rio; Thaynara Furtado Constantinov Leal, analista junior ambiental e especialista em energia renovável pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná.