As 4 Principais Formas de Armazenar Energia de Fontes Renováveis: as Consequências Geopolíticas de uma Nova Matriz Energética Sustentável

• O armazenamento de energia estabiliza as variações que as fontes renováveis sofrem na produção energética.
• Com novas tecnologias de armazenamento de energia, mais países poderão ser auto suficientes.
• A produção de energia por fontes renováveis em alta escala mudará a relação de poder entre países produtores e consumidores de energia.

Com o objetivo e necessidade crescente de diminuir os impactos ao meio ambiente, as fontes renováveis de energia são um dos principais horizontes para tornar mais limpa a produção. 

Porém, algo que impede a sua massificação ainda é a instabilidade da produção quando dependemos de fontes naturais como o sol ou os ventos. Para solucionar este problema, novas tecnologias de armazenamento de energia excedente têm sido desenvolvidas, podendo popularizar a produção limpa em alta escala.

Com a possibilidade de uma nova dinâmica energética, as relações comerciais e geopolíticas serão diretamente afetadas, principalmente por mudar a centralidade que os combustíveis fósseis possuem no mercado energético.

As desvantagens de usar fontes renováveis de energia

Mesmo com a necessidade de transição para energias limpas, as fontes renováveis ainda precisam de muita tecnologia envolvida para se tornar uma realidade.

Ao depender de fontes renováveis, como eólica e solar, há uma instabilidade com relação a realização e produção de energia. O vento e o sol são capazes de gerar alta energia, mas de forma variável, já que são fatores naturais. Por exemplo, em dias de altas ventanias haverá maior produção de energia, diferentemente de dias com menos correntes de ar.

A falta de estabilidade é algo difícil para se estabelecer no mercado, já que isso traz flutuações de preços, dependendo da produção e da demanda.

Além disso, ainda estamos em um momento de evolução das tecnologias de armazenamento de energia. Como ainda não temos sistemas avançados e em larga escala de armazenamento energético, quando há a produção de energia por fontes renováveis, a energia excedente é perdida ou inutilizada.

Com uma tecnologia mais avançada de armazenamento, essas variações naturais das fontes renováveis não serão mais uma questão problemática, já que em momentos de baixa produção e alta demanda, há energia guardada que poderia saciar a demanda.

Ao resolver o problema de armazenamento, a energia limpa poderá se tornar a principal produção global. Mas até lá, essa inconstância da produção ainda afeta um crescimento e maior escala dessa forma mais “verde”.

Como viabilizar e expandir o uso de fontes de energia renováveis

É a partir do avanço tecnológico que novas fontes de energia menos nocivas ao meio ambiente poderão se tornar mais convencionais.

Estudos de 2020 mostram que o consumo de energia de fontes renováveis (solar e eólica principalmente) cresceu 21,5% em 2020, com uma tendência de ter sido ainda maior se não tivesse a pandemia de Covid-19. Outro dado que evidencia o crescimento das energias limpas é que, de 2018 a 2019 houve um crescimento de 22% da produção de energia solar e de 10% da energia eólica.

Isso demonstra que a produção em si não é um problema para a popularização de energia limpa.

Mas, a maior problemática está na falta de armazenamento em alta escala dessa forma de produção energética. Para a transição e concretização de um futuro mais limpo é necessário grandes investimentos em novas tecnologias de armazenamento de energia.

As 4 formas mais promissoras para armazenar energia produzida por fontes renováveis

O estoque de energia funciona para equilibrar a relação entre produção e demanda. Em momentos de alta produção mas baixa demanda, é possível criar uma reserva energética, que será utilizada quando a produção está baixa mas há alta demanda. 

Sistemas de armazenamento trazem diversos benefícios econômicos, já que permite mais estabilidade, confiabilidade e menos efeitos nocivos ao meio ambiente.

Dependendo da extensão da rede de armazenamento, esse sistema é capaz de otimizar as redes de serviços públicos, aumentando a sua eficiência, reduzindo a probabilidade de quedas durante picos de demandas e permitirá que mais recursos renováveis sejam usados e construídos.

As principais tecnologias de armazenamento de energia limpa atualmente são:

1. Central hidroelétrica reversível – Bomba hidráulica reversível

Cerca de 90% do mundo armazena energia a partir das chamadas hidrelétricas bombeadas, onde um funil usa a energia excedente para bombear água até um reservatório localizado em uma região mais alta, que é liberada em momentos de alta demanda energética, utilizando-se da própria força gravitacional para gerar energia por turbinas.

O problema deste modelo é que dependem de formações geográficas de terreno e abundância de água específicos, além de ser um projeto muito caro de ser construído. Porém, é uma tecnologia com eficiência e custo benefício comprovados.

2. Hidrogênio Verde

O hidrogênio verde é resultado da separação do Hidrogênio do Oxigênio da água (processo químico chamado de eletrólise) por meio de fontes renováveis, produzindo energia. A geração de energia por hidrogênio é mais eficiente do que as baseadas em combustíveis fósseis, sendo capaz de fornecer energia para grandes redes elétricas e criar grandes baterias que armazenam a energia.

As baterias de hidrogênio são capazes de armazenar cerca de 30% do excedente de energia produzido por fontes renováveis. E quando o hidrogênio armazenado para energia é utilizado, não há emissão de gases poluentes, somente água.

3. Baterias de Lítio

As baterias de Lítio são as mais utilizadas em dispositivos tecnológicos atualmente, como notebooks, celulares, e carros elétricos. 

Elas são a maior promessa de tecnologia de armazenamento de energia no futuro. O lítio é um dos elementos com alto potencial eletroquímico e de acumular grandes quantidades de energia. Testes de 2018 foram capazes de armazenar 9GW/ 17 GWh, com previsão de aumentar essa capacidade para 1.095 GW/ 2.850 GWh até 2040.

Um dos maiores embates para sua popularização é o seu atual custo, atualmente os maiores produtores de lítio são a Argentina (16%), Australia (29%) e Chile (40%), mas o maior refinador do minério é a China.

Mas isso vem mudando, há a previsão de redução de 50% do custo de produção das baterias até 2030. Ainda assim, para o avanço da tecnologia, estima-se a necessidade de um investimento de cerca US$ 662 bilhões.

4. Armazenamento térmico

Para que a energia seja armazenada, é necessário transformá-la em energia mecânica, química ou térmica. O armazenamento térmico transforma a energia elétrica excedente em energia térmica, que permite com que ela seja reutilizada em qualquer momento.

Consiste em acumular energia em materiais que permitem a sua retenção e libertação de forma controlada, através de métodos que vão desde o esfriamento, passando pela acumulação de gelo, até à exposição a temperaturas extremamente elevadas.

Por que a viabilidade de fontes renováveis de energia pode afetar a geopolítica energética mundial

A partir do momento em que os países tiverem maiores sistemas de armazenamento de energia, e não somente de produção, é possível atingir maior autossuficiência energética e soberania nacional.

Assim, em um momento de maior massificação de armazenamento energético, mais países se tornarão menos dependentes, o que muda a dinâmica internacional de comércio principalmente para aquelas nações que exportam combustíveis fósseis, como Arábia Saudita, Austrália, Emirados Árabes, Venezuela e muitos outros.

Países que dependem muito da importação destes combustíveis, como Índia e Japão, poderão experienciar um crescimento econômico com essas tecnologias.

Ao mesmo tempo, algo que poderá acontecer é uma nova disputa de poder.

Se essas tecnologias funcionarem e serem rentáveis em pequena escala a possibilidade de construí-las em volumes maiores podem se tornar uma nova realidade, sem depender de operadores de rede e transmissão de energia.

Mas, se depender somente da larga escala para serem rentáveis, operadores de transmissão e rede de energia vão se tornar atores principais. Principalmente se somente eles tiverem uma capacidade maior de armazenamento, se tornando como “bancos de energia” onde os produtores de energia depositarão o excedente energético e retirá-la em momentos de déficit.

De qualquer forma, essas novas tecnologias poderão popularizar de verdade as fontes renováveis, o que é um dos grandes objetivos para diminuir os impactos ambientais. O que é uma necessidade cada vez mais crescente para nossa sociedade.

De uma matriz energética baseada em combustíveis fósseis para uma matriz energética baseada em energia renovável

A mudança para uma matriz energética limpa, por fontes de energias renováveis pode trazer maior diversificação de mercado e democratização dos países, mesmo que em um primeiro momento os países exportadores de combustíveis fósseis e que possuem esta venda como principal fonte de renda nacional experienciem por um autoritarismo sustentado pela riqueza dos combustíveis fósseis. 

Já que, a mudança do mercado a curto prazo precifica os recursos até a estabilização e isso afeta o contexto político.

Com as tecnologias de armazenamento as variações das energias renováveis serão estabilizadas, o que as tornará uma fonte energética mais confiável com relação à produção, possibilitando seu crescimento em diversos países.

Dessa forma, será possível uma produção de energia limpa que, no longo prazo, poderá se tornar a nova principal forma de energia mundial, o que segue os objetivos de diminuir os efeitos nocivos ao meio ambiente.

A futura tendência do armazenamento de energia limpa e como isso pode afetar a relação de poder entre países produtores e consumidores de energia

Havendo essa mudança na matriz energética mundial de combustíveis fósseis para fontes renováveis de energia, países exportadores de petróleo e gás natural perderão poder econômico e influência geopolítica. Ao mesmo tempo, países que consomem muita energia poderão diminuir sua dependência dos exportadores de combustiveis fósseis e assim aumentar a sua soberania energética e estratégica.

Por exemplo, nesse futuro cenário a Rússia perderia o seu poder de chantagear e influenciar as políticas externas dos países Europeus importadores de gás Russo. E ao mesmo tempo, os países Europeus (grande consumidores de energia) iriam “limpar” a sua produção de energia através de fontes renováveis com a capacidade de armazenamento, ganhando assim mais independência geopolítica.

Energia limpa e barata fortaleceria a economia e instituições públicas desses países consumidores e enfraqueceria muitos governos autoritários pelo mundo já que a grande maioria de países exportadores de combustíveis fósseis são governados por autocratas.

Ou seja, uma mudança na matriz energética mundial não seria boa apenas para o meio ambiente, mas também ajudaria a construir um mundo mais democrático e liberal.