As energias renováveis já estão sendo implantadas em grande escala, mas mais avanços em laboratórios e startups podem ajudar a levar a tecnologia para ainda mais longe.
by MIT Technology Review
Estive de volta a Boston no início de novembro para um dos meus eventos favoritos do ano: o EmTech MIT. Ele abrange tudo, desde criptografia a CRISPR, e organizei uma sessão chamada “Future Clean Energy Solutions”, onde conversei com figuras inovadoras focadas em três áreas diferentes de energia renovável: solar, eólica e baterias.
Essas são tecnologias que estão sendo implantadas em escalas massivas, mas para atender às metas climáticas, precisam ficar cada vez melhores e mais baratas. Vamos dar uma espiada no que pode estar por vir em termos de energia.
Lá vem o sol
Pela primeira vez em 2022, as energias solar e eólica representaram mais de 10% da geração global de eletricidade. Mas para atingir as metas climáticas, a indústria solar precisará continuar crescendo e rápido. Alguns analistas dizem que, por volta de 2030, as instalações solares anuais precisarão quadruplicar em relação ao nível atual.
O silício emergiu como a tecnologia dominante para células solares (ou células fotovoltaicas), mas empresas e pesquisadores ainda estão explorando outras opções. Em particular, a indústria solar não para de falar sobre uma classe de materiais chamada perovskitas.
Elas são promissoras devido à sua alta eficiência ou quanto da energia do sol elas podem capturar e transformar em eletricidade. Nos últimos quarenta anos, os painéis solares de silício alcançaram de forma lenta, mas efetiva, um avanço de mais de 25% de eficiência, enquanto as perovskitas deram o mesmo salto em menos de uma década e agora superam consistentemente o silício.
Mas nem tudo são dias ensolarados para as perovskitas. Especialistas têm encontrado desafios substanciais em termos de durabilidade quanto ao uso do material. Em minhas reportagens sobre perovskitas, ouvi a mesma velha história de que os pesquisadores que a estudam precisam de bons tênis de corrida, uma vez que as células solares feitas com os materiais se desintegrariam durante o percurso entre o laboratório de onde foram feitas até o local de testes.
A vida útil das perovskitas melhorou aos trancos e barrancos, mas os materiais ainda estão longe de competir com os painéis solares de silício, que podem durar 20 anos em condições do mundo real.
Rui Wang, professor da Westlake University (China) e um dos nossos inovadores com menos de 35 anos de 2022, está entre os pesquisadores que tentam resolver o problema de durabilidade das perovskitas. Ele desenvolveu aditivos para perovskitas que podem prolongar sua vida útil.
Ventos da mudança
A energia solar não pode fazer tudo sozinha. Por isso, a energia eólica é uma das outras principais fontes de eletricidade que serão necessárias para limpar nossa rede energética.
As turbinas eólicas podem ser instaladas em terra ou, para ficar fora do caminho, no mar, pelo menos em locais onde o oceano não é muito profundo. Mas nos últimos anos, as empresas começaram a sonhar mais alto, construindo os primeiros parques eólicos offshore comerciais capazes de flutuar.
Agora, turbinas eólicas flutuantes geram eletricidade na Escócia e em Portugal, e a Coreia do Sul está trabalhando em um grande projeto que pode ser concluído nos próximos anos.
Os EUA também estão levando a sério a energia eólica offshore. O governo Biden estabeleceu uma meta de atingir 15 gigawatts de energia eólica offshore flutuante até 2035 e reduzir os custos em 70% até lá. E em dezembro, a Califórnia oferecerá em leilão duas grandes áreas do mar para a construção de parques eólicos offshore.
Mas construir estruturas maciças que flutuam no oceano e geram eletricidade é quase tão difícil quanto parece. Até agora, o custo das turbinas flutuantes tem sido proibitivamente elevado. Isso sem falar nas dificuldades em atrair comunidades costeiras para participarem, o que prejudicou os esforços anteriores para iniciar projetos eólicos offshore flutuantes na Califórnia.
Na EmTech, falei com Alla Weinstein, fundadora e CEO da Trident Winds. Ela tem estado no centro dos esforços para construir energia eólica offshore flutuante e usou sua experiência para falar sobre o que acha que é realista para a indústria nas próximas décadas e algumas das dificuldades que encontrou ao longo de seu trabalho.
Carregar
As pessoas querem acender as luzes e manter a geladeira funcionando, quer o vento esteja soprando ou o sol esteja brilhando. Portanto, equilibrar as fontes intermitentes de eletricidade, como eólica e solar, será uma parte importante da construção de uma rede renovável.
Energia geotérmica, hidrelétrica e nuclear são todas independentes do clima e provavelmente farão parte da solução, mas, cada vez mais, parece que as baterias serão uma grande peça responsável pelas variações de energia eólica e solar. De acordo com a IEA, até 2030 o mundo precisará de mais armazenamento em rede, em uma escala maior que quarenta vezes do que em comparação ao que foi instalado até o momento.
A grande maioria das baterias usadas na rede elétrica hoje são de íons de lítio, semelhantes às usadas em telefones, laptops e veículos elétricos.
As baterias de íons de lítio são otimizadas para coisas que precisam se mover, portanto, precisam ser leves. As baterias para a matriz energética podem permanecer onde estão, abrindo novas opções para o armazenamento de energia. Alternativas mais volumosas e pesadas podem ser mais baratas e evitar algumas das esperadas restrições de abastecimento de metais importantes como lítio, níquel e cobalto.
Uma de nossas 10 tecnologias inovadoras de 2022, baterias de ferro na rede elétrica, pode se adequar ao futuro do armazenamento de energia.
Empresas como a ESS estão trabalhando para comercializar e implantar essa nova tecnologia e já a estão instalando em todo o mundo. Em minha conversa final na EmTech, falei com Hugh McDermott, vice-presidente sênior de desenvolvimento de negócios da ESS, sobre as promessas de sua tecnologia, como é o caminho para a construção de novas baterias e quais são os próximos passos.
