As Baterias de Ar no Fundo do Mar Oferecem Armazenamento de Energia Acessível e a Longo Prazo

A empresa israelita BaroMar está a preparar-se para testar uma abordagem inventiva ao armazenamento de energia ao nível da rede, com o objetivo de fornecer a solução mais rentável para estabilizar as redes renováveis durante períodos prolongados. O seu sistema inovador aproveita o poder da água.

Na rede de energia com zero emissões de carbono que se pretende, a interação de várias fontes renováveis, como a solar e a eólica, será fundamental. No entanto, como a sua produção nem sempre se alinhará com a procura, tornam-se cruciais mecanismos eficazes de armazenamento e libertação de energia. Estas soluções devem responder a vários períodos de tempo, desde as flutuações diárias até aos períodos mais longos, como os períodos de tempo nublado prolongado que afectam a produção solar.

Responder ao Desafio do Armazenamento a Longo Prazo com o Inovador Armazenamento de Energia por Ar Comprimido (CAES)

Depois, há o desafio do armazenamento a longo prazo, que visa armazenar os electrões excedentes para os meses de inverno, quando a produção solar sofre um declínio sazonal que a energia eólica, por si só, pode não compensar. Este é o aspeto que o BaroMar pretende resolver com a sua abordagem única ao armazenamento de energia por ar comprimido (CAES).

Normalmente, o CAES envolve a utilização de energia excedente para operar compressores, que pressurizam o ar e o armazenam em contentores grandes e robustos. Quando necessário, o ar pressurizado é libertado através de uma turbina ligada a um gerador para recuperar a energia armazenada. Embora o CAES já seja considerado um método económico de armazenamento de energia, a BaroMar afirma que pode superar os sistemas tradicionais de armazenamento a longo prazo utilizando uma solução surpreendentemente simples.

Essencialmente, as instalações da empresa estarão estrategicamente localizadas ao longo das costas com acesso a águas profundas. Em vez de utilizar grandes e dispendiosos tanques de alta pressão, a BaroMar utiliza a pressão exercida pela coluna de água para armazenar ar comprimido em compartimentos mais económicos.

A sua configuração envolve uma série de tanques de betão e aço de tamanho considerável, acessíveis e simples, cada um deles coberto com gaiolas cheias de rochas para manter a submersão a profundidades que variam de 200 a 700 metros (650 a 2.300 pés).

Configuração do Tanque e Dinâmica Operacional do Sistema de Armazenamento Subaquático de Energia por Ar Comprimido (CAES) do BaroMar

Os tanques estão equipados com válvulas permeáveis à água e são inicialmente enchidos com água do mar. Perto de terra firme, os sistemas de compressor e gerador são activados quando há energia excedente disponível.

O compressor canaliza então o ar ambiente para os tanques através de mangueiras estendidas a pressões que variam de 20 a 70 bar (290 a 1.015 psi), dependendo da profundidade.

Os tanques expulsam a água à medida que o ar comprimido é introduzido. Uma vez que a pressão hidrostática externa da água compensa a pressão interna do ar, estes tanques não necessitam da mesma resistência ou custo que os tanques terrestres que enfrentam ar interno de alta pressão contra a pressão atmosférica externa.

Durante a recuperação de energia, o ar sobe pela mangueira para um sistema de recuperação térmica e depois acciona um gerador através de um turbo-expansor. Entretanto, a água volta a entrar no tanque, pronta para ser deslocada durante o funcionamento do compressor.

Eficiência pretendida e escala de projeto-piloto concebida pela Jacobs para o sistema CAES subaquático da BaroMar

A consultora de engenharia Jacobs, que concebeu um projeto-piloto em Chipre, tem como objetivo uma eficiência de ida e volta de cerca de 70%. Isto reflecte a eficiência da maior central CAES do mundo em Zhangjiakou, na China. Apesar da sua escala mais pequena, armazenando apenas 4 MWh, este projeto subaquático promete uma eficiência notavelmente elevada em comparação com os sistemas convencionais.

Projecções de Eficiência de Custos do Sistema CAES Subaquático do BaroMar em Comparação com outras Tecnologias LDES

O BaroMar afirma uma eficiência de custos superior em comparação com outras opções de armazenamento de energia de longa duração (LDES) devido aos seus tanques robustos e económicos e às despesas mínimas de manutenção subaquática. Prevendo o funcionamento de um sistema de 100 MW/1 GWh durante 350 dias por ano, ao longo de vinte anos, a BaroMar antecipa a obtenção de um Custo Nivelado de Armazenamento (LCoS) de 100 dólares por MWh, em contraste com os 131 dólares/MWh estimados para “outras tecnologias LDES”.

Funcionamento de Longo Prazo

Sem dúvida, o desenvolvimento de um sistema destinado a funcionar a longo prazo debaixo de água apresenta desafios. Jacobs, responsável pela conceção do projeto, reconhece os obstáculos consideráveis que tem pela frente. O vice-presidente Fiachra Ó Cléirigh sublinha a necessidade de efetuar levantamentos exaustivos, estudos de viabilidade e autorizações para a instalação de tanques e colocação de equipamento em terra em águas profundas.

No entanto, soluções económicas e escaláveis são cruciais para as futuras redes de energia renovável. Se o conceito do BaroMar for bem sucedido, poderá ser aplicado em várias zonas costeiras, dada a proximidade de muitas cidades ao mar. O avanço deste projeto merece uma atenção especial.

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