Dados do Climate Trace, iniciativa fundada pelo ex vice-presidente dos EUA, Al Gore, mostram que a produção de eletricidade com combustíveis fósseis é a principal fonte de emissões de CO₂ no mundo. A redução de custo da tecnologia solar e eólica tem impulsionado uma forte expansão dessas fontes, essenciais para reduzir as emissões de gases de efeito estufa.

Entretanto, a natureza intermitente e não “controlável” da energia dessas fontes obriga operadores de redes a fazer o curtailment da energia, ou seja, a cortar sua produção quando a oferta se torna maior do que a demanda, com perda econômica para os investidores.

Como maximizar o aproveitamento das fontes renováveis intermitentes e assegurar um suprimento de energia estável e confiável?

As duas opções mais difundidas são:

1. Reforçar as redes elétricas, para que o excesso de produção renovável em uma parte da rede seja aproveitado por outra com relativa escassez. Isso vale tanto para a rede interna de um país, como para a integração energética entre países vizinhos, como mostra o artigo do The Economist sobre como baratear os custos de eletricidade no mundo.

2. Investir em sistemas de armazenamento de energia, como baterias, hidrelétricas com reservatórios ou usinas reversíveis. Uma opção menos conhecida, mas com grande potencial, é o armazenamento de energia na forma de calor — as baterias térmicas. Essa tecnologia pode tanto otimizar redes elétricas como suprir calor a processos industriais, hoje fortemente dependentes de combustíveis fósseis.

Como funciona uma bateria térmica?

Em cenários de energia solar abundante e extremamente barata, o excedente de energia elétrica pode ser convertido em calor por uma resistência elétrica e armazenado de forma eficiente por horas ou até dias, através de bons isolantes térmicos, em materiais baratos, tais como rochas vulcânicas, areia ou tijolos como meio de armazenamento.

Isso permite que a energia seja utilizada posteriormente como eletricidade ou para suprir demandas térmicas em indústrias. As baterias térmicas atuam como um mecanismo de controle e regulação, reduzindo o desperdício e aumentando a flexibilidade das redes.

Além de sua função no sistema elétrico, elas podem ter um papel crucial na descarbonização de processos industriais em setores como cimento, siderurgia e químico, que usam combustíveis fósseis para gerar calor em altas temperaturas.

O uso de baterias térmicas pode substituir essas fontes poluentes, reduzindo drasticamente as emissões de carbono. Essa solução é particularmente atrativa no Brasil, onde o preço do gás natural é alto (cerca do triplo dos EUA), tornando a transição ainda mais vantajosa.

Um estudo da PSR verificou que, apenas no setor farmacêutico brasileiro, seria possível reduzir as emissões em até 400 mil toneladas de CO₂ por ano, com uma economia anual de US$ 280 milhões no consumo energético.

Empresas como Rondo Energy, Kraftblock e Electrified Thermal Solutions já estão revolucionando o armazenamento térmico. Utilizando tijolos aquecidos, sistemas modulares e até blocos condutores de eletricidade, elas prometem fornecer calor de processo de até 1.800ºC para as indústrias.

Quais os desafios para implementação de baterias térmicas?

A implementação dessas soluções necessita de condições favoráveis. Para que as baterias sejam carregadas de forma econômica quando há excesso de energia, é importante implementar políticas de incentivo e mecanismos de mercado que valorizem o armazenamento. No contexto do sistema elétrico, a bateria poderia ser remunerada, por exemplo, pelo serviço de flexibilidade que ela fornece, contribuindo para a estabilidade do grid. Já na aplicação industrial, o benefício seria redução de gastos com combustíveis e proteção contra a volatilidade dos preços de energia.

As baterias térmicas podem ser a chave para destravar o pleno potencial das fontes renováveis, descarbonizar a indústria e garantir um futuro energético sustentável e competitivo.