E se o excesso de energia produzido por parques solares e eólicos pudesse ser armazenado debaixo da terra e recuperado quando a rede elétrica precisasse? Cientistas portugueses estão estudando uma maneira de fazer exatamente isso usando algo abundante: rochas.
Pesquisadores da Universidade NOVA de Lisboa e do Instituto Dom Luiz, da Universidade de Lisboa, analisaram a possibilidade de utilizar formações rochosas porosas como gigantescos reservatórios de ar comprimido. Em condições ideais, o sistema poderia alcançar uma capacidade teórica de armazenamento de até 1 TWh.
A proposta tenta enfrentar um dos grandes problemas das energias renováveis: a produção nem sempre acontece quando existe demanda suficiente para consumir toda aquela eletricidade.
Uma bateria escondida a quilômetros de profundidade
A tecnologia é conhecida como armazenamento de energia por ar comprimido.
Durante períodos de produção excedente, a eletricidade seria utilizada para comprimir ar e enviá-lo através de poços até formações rochosas localizadas entre aproximadamente 500 e 3.000 metros abaixo da superfície.
Essas rochas possuem pequenos espaços entre seus grãos.
Normalmente, os poros podem estar preenchidos por água salgada subterrânea. A proposta consiste em utilizar o ar comprimido para ocupar parte desse espaço, transformando a formação geológica em um enorme reservatório pressurizado.
Em vez de armazenar diretamente a eletricidade, portanto, o sistema transforma a energia elétrica em energia potencial na forma de ar sob pressão.
Como a energia volta para a rede
Quando a demanda por eletricidade aumenta, o processo é invertido.
O ar comprimido armazenado no subsolo retorna à superfície através dos poços. Durante sua expansão, ele pode movimentar turbinas conectadas a geradores.
O princípio lembra uma central elétrica convencional, mas sem precisar queimar combustível para produzir o movimento necessário à geração.
Essa característica permitiria armazenar parte da eletricidade produzida em momentos de abundância e recuperá-la horas, dias ou potencialmente períodos mais longos depois.
Para países com grande participação de energia solar e eólica, isso pode ser especialmente interessante.
Capacidade teórica pode chegar a 1 TWh
Os pesquisadores calcularam diferentes cenários de profundidade e características geológicas.
Nas condições mais favoráveis, utilizando formações localizadas a cerca de 3.000 metros, a capacidade teórica poderia alcançar 1 TWh.
É uma quantidade enorme de energia.
Segundo Ricardo Pereira, pesquisador da NOVA de Lisboa envolvido no trabalho, esse valor representa um cenário máximo no qual todas as condições necessárias seriam ideais.
Isso significa que não se deve esperar que qualquer formação subterrânea consiga armazenar 1 TWh.
A estimativa serve principalmente para mostrar a escala que a tecnologia poderia alcançar caso fossem encontrados locais geologicamente adequados.
A ideia pode ajudar a resolver um problema da energia solar e eólica
Fontes renováveis possuem uma característica inevitável: sua produção varia.
Painéis solares produzem mais eletricidade durante períodos de forte incidência solar. Turbinas eólicas dependem da disponibilidade de vento.
O problema aparece quando a produção é elevada, mas o consumo naquele momento é baixo.
Sem capacidade suficiente de armazenamento ou transmissão, parte dessa eletricidade pode acabar sendo desperdiçada.
Baterias de íons de lítio ajudam a resolver o problema, principalmente para armazenamento de curta duração. Mas sistemas subterrâneos de grande escala poderiam cumprir uma função diferente.
Em vez de substituir as baterias convencionais, a tecnologia portuguesa poderia funcionar como complemento para armazenar volumes muito maiores de energia.
Ar comprimido oferece algumas vantagens
Os pesquisadores também destacam diferenças em relação a outras propostas de armazenamento subterrâneo.
Uma delas envolve o hidrogênio, que também pode ser produzido utilizando eletricidade renovável e armazenado para uso posterior.
O hidrogênio, porém, é inflamável e apresenta desafios específicos relacionados ao transporte, armazenamento e segurança.
O ar comprimido não possui esse problema.
A proposta também não depende do armazenamento de CO₂ como meio para guardar energia, evitando algumas das dificuldades técnicas associadas a sistemas baseados nesse gás.
Isso não significa que o processo seja simples. Construir poços, caracterizar as formações geológicas e manter grandes volumes de ar sob pressão exigiria infraestrutura especializada.
Sistema poderia ajudar até durante apagões
Outra característica interessante é a possibilidade de realizar um chamado “black start”, ou partida autônoma.
Isso significa que a instalação poderia começar a fornecer energia sem depender inicialmente de eletricidade externa da própria rede.
Segundo Pereira, o sistema de ar comprimido poderia responder rapidamente, permitindo ligar e desligar a geração em pouco tempo.
Essa capacidade é importante para estabilizar redes elétricas.
Em situações de emergência, sistemas capazes de iniciar operações independentemente podem ajudar na recuperação depois de grandes interrupções no fornecimento.
Também poderiam responder rapidamente às diferenças entre produção e consumo provocadas pela variabilidade das fontes renováveis.
Ainda faltam anos para descobrir se a ideia funciona em grande escala
Por enquanto, a gigantesca bateria subterrânea continua sendo uma proposta baseada em estudos e modelos.
Antes de construir uma instalação comercial, seria necessário identificar uma formação geológica adequada, realizar estudos detalhados do subsolo, perfurar os poços e construir um projeto piloto.
Pereira estima que a implementação de um sistema desse tipo poderia levar entre cinco e dez anos.
Existe ainda uma barreira que não depende apenas da engenharia.
A tecnologia precisaria de regras específicas para determinar como instalações desse tipo seriam construídas, operadas e monitoradas.
Os pesquisadores afirmam que será necessário desenvolver um marco regulatório semelhante ao existente para outras formas de armazenamento subterrâneo.
A ideia, portanto, ainda está longe de transformar o subsolo em uma bateria comercial.
Mas, se os estudos e futuros projetos-piloto confirmarem seu potencial, formações rochosas que permaneceram escondidas por milhões de anos poderão ganhar uma função inesperada: guardar parte da energia necessária para uma rede elétrica cada vez mais dependente do Sol e do vento.
[ Fonte: Xataka ]
