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No início da década de 2000, o gás natural de baixo custo começou a expulsar o carvão do negócio de geração de energia nos EUA. Agora, as energias renováveis ​​de baixo custo estão a começar a deixar de lado as centrais eléctricas a gás, com a ajuda de novos sistemas de armazenamento de energia. Reduzir esses custos de armazenamento ajudará a acelerar a transição energética, e a startup holandesa de baterias de fluxo Aquabattery espera que o velho sal de cozinha resolva o problema.

Uma nova bateria de fluxo salgado para armazenamento de energia de longa duração

Se você está pensando que nova tecnologia de bateria de íon de sódio está na mistura, é um bom palpite. Os pesquisadores estão de olho sódio para substituir o lítio em baterias de veículos elétricos de íon-lítio, mas esse não é o tipo de sistema de armazenamento de energia na manga da Aquabattery.

Aquabattery é especializada em tecnologia de bateria de fluxo, que aproveita a reação química que ocorre quando dois líquidos especializados são colocados em movimento juntos, separados apenas por uma membrana fina.

Fale sobre uma bateria de fluxo carro elétrico se deparou com CleanTechnica radar de vez em quando, mas o foco principal da atenção da bateria de fluxo está em sistemas estacionários de armazenamento de energia de longa duração que poderiam reduzir a necessidade de construir novas usinas de “pico” de gás, se não eliminá-las completamente.

As baterias de fluxo apresentam várias vantagens em relação aos conjuntos convencionais de baterias de íons de lítio para armazenamento estacionário de energia. Para começar, eles podem utilizar materiais não tóxicos, não inflamáveis ​​e abundantes em terra, o que reduz os custos no final da cadeia de abastecimento.

As baterias de fluxo também são relativamente fáceis de aumentar ou diminuir, ajustando estrategicamente o tamanho dos tanques de retenção.

Aquabattery descreve sua tecnologia exclusiva como uma “bateria de fluxo ácido-base baseada na dissociação reversível da água”.

“A bateria armazena eletricidade na forma de energia química em soluções ácidas, básicas e de água salgada, que são mantidas em tanques separados”, explica a empresa. “As bombas circulam esses fluidos através de uma pilha de energia com eletrodos separados por membranas. As membranas permitem a troca iônica entre eletrólitos para gerar eletricidade.”

Quanto à escalabilidade, Aquabattery cobre isso:

“A potência depende da área de superfície dos eletrodos, enquanto a duração do armazenamento depende do volume do eletrólito. Isso torna as baterias de fluxo facilmente personalizáveis ​​e adequadas para aplicações de longa duração e implantação em escala de utilidade pública.”

A busca pela bateria de fluxo perfeito

A principal empresa norueguesa de energia, Statkraft, tem estado à procura de soluções de armazenamento de energia de longa duração que atendam às necessidades do mercado energético europeu. Matrizes típicas de íons de lítio duram de 4 a 6 horas. As baterias de fluxo e outras novas tecnologias de longa duração fornecem 8 horas ou mais, incluindo dias e semanas a fio.

A Statkraft já possui uma pegada longa e profunda no armazenamento de energia de longa duração, através de suas participações no negócio de energia hidrelétrica. No entanto, a energia hidrelétrica é limitada pela geografia e pela disponibilidade de água. As baterias de fluxo proporcionariam à Statkraft uma gama muito mais ampla de oportunidades de armazenamento, além de evitar as consequentes infra-estruturas e geoengenharia exigidas pelos novos sistemas hidroeléctricos.

Se você está se perguntando por que não construir conjuntos maiores de baterias de íon-lítio, essa é uma boa pergunta. A Statkraft avaliou que a tecnologia de íons de lítio é útil em alguns contextos, mas não em outros.

“As baterias de íons de lítio são, antes de tudo, uma boa solução para o equilíbrio de curto prazo na rede, de alguns segundos a uma hora”, explica Matthias Holzenkamp, ​​chefe de gestão de ativos comerciais da filial alemã da Statkraft.

“As baterias são capazes de fornecer grandes quantidades de energia num curto período de tempo e, portanto, são muito eficazes para lidar com flutuações de curto prazo no fornecimento de energia”, acrescenta. “As baterias também podem ser relevantes para o equilíbrio ao longo do dia, mas muitas vezes competem com outras tecnologias mais baratas.”

Holzencamp vê um uso contínuo de baterias convencionais em regiões onde a disponibilidade de energia eólica ou solar é bastante consistente. Contudo, a necessidade de armazenamento de energia de longa duração é clara na Europa, onde os padrões climáticos são mais variáveis.

“O mercado europeu precisa principalmente de flexibilidade a longo prazo durante dias e semanas”, enfatiza. “Por exemplo, se você armazenar energia para compensar uma semana sem sol, você precisa de uma bateria enorme, e não seria lucrativo porque a bateria raramente é usada”, diz ele. “As baterias são muito caras e, portanto, precisam de muitas horas de operação para compensar.”

Statkraft encontra Aquabattery

Muitas baterias de fluxo novas e diferentes têm surgido do laboratório nos últimos anos, incluindo uma fórmula zinco-bromo explorado pela primeira vez pela Exxon na década de 1970.

A Statkraft parece ter encontrado o que procurava no Aquabattery. Na semana passada, as duas empresas anunciaram uma nova parceria com o objetivo de testar a bateria de fluxo de sal de mesa da Aquabattery em um local na cidade holandesa de Delft.

Se tudo correr conforme o planeado, os resultados da transição energética serão significativos.

“O armazenamento de energia de longa duração pode ser usado para transferir a energia dos horários de pico para os horários de baixa geração e para adiar investimentos dispendiosos em infraestrutura de rede. Poderá também aliviar o congestionamento da rede, que é hoje um problema em muitos países e dificulta a usinas eólicas e solares da conexão à rede”, explica Statkraft.

Descobriremos em breve. Espera-se que o teste piloto dure de 6 a 12 meses e produza informações suficientes para avaliar a escalabilidade e adequação do sistema para aplicação comercial.

A Statkraft prevê que a bateria de fluxo da Aquabattery fornecerá armazenamento de energia de longa duração, no mínimo oito horas para começar, em até “vários dias ou semanas”.

EUA pegam febre da bateria de fluxo

As baterias de fluxo também seriam uma boa opção para o mercado dos EUA, e o Exército dos EUA já está traçando planos para compartilhar o amor pelas baterias de fluxo. No início deste ano, o Exército começou testando baterias de fluxo desenvolvido pela Lockheed Martin em Fort Carson, no Colorado. Se gostarem do que virem, as baterias de fluxo poderão ser instaladas nas instalações do Departamento de Defesa em todo o mundo, bem como aqui nos EUA.

O Departamento de Energia dos EUA também está no caso. O Laboratório Nacional Argonne da agência, por exemplo, tem avaliado o comportamento de baterias de fluxo em microrredes com foco em adoção generalizada de estações de carregamento de veículos elétricos.

Em julho passado, o Departamento de Energia emitiu um forte endosso à tecnologia de baterias de fluxo em seu novo Descobertas do Armazenamento 2030 relatório. “Com a promessa de armazenamento de energia mais barato e confiável, baterias de fluxo estão preparadas para transformar a forma como alimentamos as nossas casas e empresas e inauguramos uma nova era de energia sustentável”, entusiasmou-se a agência.

Isso ainda está para ser visto. No entanto, o Departamento de Energia também lista várias novas implementações significativas de baterias de fluxo comercial nos EUA e noutros lugares, indicando que a indústria está pronta para o horário nobre.

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Imagem: A principal empresa norueguesa de energia Statkraft fez parceria com a startup holandesa Aquabattery para avaliar o desempenho de uma bateria de fluxo à base de sal de cozinha (cortesia da Aquabattery).

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• Fonte: https://cleantechnica.com/2023/12/10/flow-battery-table-salt-long-duration-energy-storage/