10 informações essenciais sobre tecnologias de armazenamento de energia

O armazenamento de energia é fundamental para estabilizar as redes elétricas, integrar a energia renovável e melhorar a eficiência energética em todos os setores. Aqui estão dez fatos importantes que você deve saber:

1. O armazenamento de energia garante a confiabilidade da energia renovável

Em essência, as soluções de armazenamento de energia lidam com a intermitência das fontes renováveis de energia. A disponibilidade de energia solar e eólica depende das condições climáticas e da hora do dia, resultando na produção de energia quando há menos demanda por ela, e é nesse momento que as soluções de armazenamento podem oferecer essa energia. A Agência Internacional de Energia afirma que a escala necessária de soluções de armazenamento baseadas em rede precisará aumentar em um fator de mais de seis vezes em 2030 para que as metas de fontes de energia renováveis sejam atingidas.

2. Atualmente, as baterias de íons de lítio dominam o mercado

Entre todas as soluções de armazenamento disponíveis atualmente, as baterias de íons de lítio são as mais usadas. Isso se deve à alta densidade de energia contida nessas células, uma vez que elas oferecem mais de 90% de eficiência de ida e volta, e o custo dessas baterias caiu quase 90% em relação ao valor inicial em 2010. Atualmente, as baterias de íon-lítio constituem mais de 85% do armazenamento baseado em bateria recém-instalado.

3. As baterias de fluxo possibilitam o armazenamento de energia de longa duração

Embora as baterias de íon-lítio brilhem em ciclos curtos de descarga, elas não foram projetadas para esse fim. Por outro lado, as baterias de fluxo atendem a esse requisito. As baterias de fluxo são projetadas para armazenar energia em eletrólitos fluidos contidos em um tanque externo. Por esse motivo, elas são ideais para aplicações de longa duração, que podem variar de 6 a 12 horas ou mais. Esses requisitos são necessários em redes com predominância de energia renovável.

4. As baterias de estado sólido são a próxima geração

Olhando para o futuro, não há dúvida de que as baterias de estado sólido são consideradas inovadoras ou revolucionárias por si só. Nesse sentido, elas se propõem a mudar ou aprimorar as tecnologias atuais de baterias, pois são mais seguras por não conterem nenhum tipo de líquido inflamável. Nesse caso, parece que sua adoção ou produção ainda está em sua infância por enquanto.

5. Armazenamento de hidrogênio e descarbonização profunda

Além do armazenamento em baterias, o hidrogênio também é uma forma flexível de armazenamento de energia a longo prazo. O excesso de produção de energia a partir de fontes renováveis pode ser empregado para a produção de hidrogênio verde por meio de eletrólise, que pode ser armazenado e usado posteriormente para geração de energia ou aplicações industriais diretas. O armazenamento de hidrogênio é muito importante para os setores que dificilmente serão eletrificados, como a produção de aço e outros setores químicos, o transporte marítimo e o transporte rodoviário de longa distância, por exemplo.

6. A hidrelétrica bombeada ainda lidera em tamanho

Embora o crescimento do uso do armazenamento em bateria e de outras formas de soluções de armazenamento tenha sido bastante alto, o armazenamento hidrelétrico bombeado continua sendo o líder em termos de capacidade instalada. O armazenamento hidrelétrico bombeado compreende mais de 90% da capacidade mundial de armazenamento de energia e utiliza a diferença de elevação entre dois reservatórios para armazenar energia. A tecnologia tem soluções de longo prazo com uma vida útil de mais de 50 anos.

7. Armazenamento de energia térmica reduz a demanda de pico

O armazenamento de energia térmica representa outro método crítico de gerenciamento de sistemas de energia. O armazenamento de energia térmica envolve o armazenamento de energia térmica, como calor ou frio, e seu uso em uma data posterior. O armazenamento de energia térmica ajuda a reduzir o pico de consumo de energia. A tecnologia de armazenamento de energia térmica assume várias formas, como o sistema de armazenamento de sal fundido comumente usado em usinas de energia solar concentrada, calor de processo e armazenamento de água fria.

8. Supercapacitores fornecem energia instantânea

Enquanto em uma bateria, o armazenamento de energia é químico, em um supercapacitor, o armazenamento é eletrostático. Os supercapacitores podem ser carregados e descarregados em segundos, podem suportar milhões de ciclos e têm uma alta taxa de potência. Embora sua densidade de energia seja menor em comparação com a de uma bateria, para surtos curtos de energia, como em aplicações de freios elétricos, regulação de frequência e suavização de energia, um supercapacitor é uma boa opção.

9. As baterias de íons de sódio são uma alternativa econômica

Embora haja preocupações crescentes com a cadeia de suprimentos das baterias de lítio, as baterias de íons de sódio estão surgindo como uma alternativa mais barata e mais ecológica. O sódio pode ser facilmente obtido, eliminando assim qualquer preocupação com recursos e geopolítica. Embora a tecnologia de baterias de íons de sódio tenha baixa densidade de energia em comparação com a tecnologia de baterias de íons de lítio, ela pode ser efetivamente utilizada para aplicações de baterias estacionárias, especialmente se o custo, a segurança e a longa vida útil forem considerados prioritários.

10. Baterias de aplicações de segunda vida útil: Ampliando o valor e reduzindo os custos

Por fim, as baterias de segunda vida estão lentamente se tornando uma solução sustentável. As baterias de veículos elétricos que não atendem aos padrões exigidos para uso em carros têm cerca de 70% a 80% da carga de bateria que as baterias têm originalmente. Essa tecnologia aprimora o uso de baterias para armazenamento de uma forma que proporciona uma vida útil sustentável da bateria. Para obter mais informações, consulte a Stanford Advanced Materials (SAM).

Perguntas frequentes

1. O que é armazenamento de energia e por que ele é importante?
O armazenamento de energia permite que a eletricidade seja economizada e usada posteriormente, ajudando a equilibrar a oferta e a demanda, especialmente com fontes de energia renováveis.

2. Como as baterias de íon-lítio se comparam a outras tecnologias?
As baterias de íons de lítio oferecem alta eficiência e densidade de energia, enquanto alternativas como baterias de fluxo e sistemas de íons de sódio são mais adequadas para aplicações de longa duração ou sensíveis ao custo.

3. Qual é o papel do hidrogênio no armazenamento de energia?
O hidrogênio permite o armazenamento de energia de longo prazo e em larga escala e apoia a descarbonização em setores em que as baterias não são práticas.

4. Por que a hidrelétrica bombeada ainda é tão amplamente utilizada?
Sua enorme capacidade, longa vida operacional e confiabilidade comprovada tornam a hidrelétrica reversível indispensável para o armazenamento em escala de rede.

5. Qual é a duração típica dos sistemas de armazenamento de energia?
Os sistemas de íons de lítio duram cerca de 10 a 15 anos, as baterias de fluxo podem ultrapassar 20 anos e as instalações de hidrelétricas reversíveis geralmente operam por várias décadas.