Minas abandonadas podem virar baterias de gravidade
Energia
Redação do Site Inovação Tecnológica – 19/01/2023
Esquema do sistema subterrneo de armazenamento de energia por gravidade, que usa areia como meio de armazenamento.
[Imagem: Hunt et al. – 10.3390/en16020825]
Baterias de gravidade
O conceito de baterias de gravidade, ou baterias gravitacionais, tem sido longamente discutido como uma forma de guardar a energia das fontes renovveis, tipicamente intermitentes, para que a eletricidade possa ser injetada na rede de distribuio de forma constante e confivel.
A ideia bsica que alguma substncia – que pode ser gua ou areia – seja colocada em uma posio mais elevada usando a eletricidade gerada por energia solar ou elica, entre outras; quando a eletricidade necessria, a substncia desce para um ponto mais baixo por gravidade, gerando eletricidade de forma similar gua armazenada na represa de uma hidreltrica.
Ao contrrio das mais conhecidas baterias de fluxo – grandes tanques nos quais a energia fica guardada na forma de compostos qumicos -, que podem ser instaladas em qualquer lugar, as baterias de gravidade dependem de relevos muito especficos para que se tornem viveis tcnica e economicamente.
Uma equipe internacional, da qual fazem parte dois pesquisadores brasileiros, fez agora a proposta mais ampla e mais completa para usar minas abandonadas, ou exauridas, como estrutura para armazenamento de areia e seu uso para gerao de eletricidade.
O conceito, batizado de “Armazenamento Subterrneo de Energia por Gravidade” (ASEG), conta com a participao dos professores Roberto Brando, da UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), e Walter Leal Filho, formado pela UFBA (Universidade Federal da Bahia) e atualmente na Universidade de Hamburgo, na Alemanha.
O custo de implantao da bateria gravitacional baixo porque basta um elevador flexvel, que trafega carregado de areia e retorna “murcho”, ocupando pouco espao na lateral do elevador.
[Imagem: Hunt et al. – 10.3390/en16020825]
Armazenar energia usando areia
A proposta uma adaptao de uma ideia j divulgada pelo professor Julian Hunt, do IIASA (Instituto Internacional de Anlise de Sistemas Aplicados), na ustria, para armazenar energia em reas montanhosas usando areia, que tem a grande vantagem de no evaporar, no vazar e no causar infiltraes nas estruturas.
Outra grande vantagem em relao a outros mtodos de armazenamento de energia, como as baterias comuns, que no h perda de energia por auto-descarga ao longo do tempo. Como o meio de armazenamento de energia a areia, ela continuar l intacta, guardando a energia seja por semanas ou anos.
E ainda possvel dispensar as montanhas nas regies onde h minas j exauridas, onde no h mais minrio a ser explorado, o que pode baratear muito o custo da bateria de gravidade.
A areia armazenada nos tneis das minas, de onde o minrio foi retirado. Um tipo bastante comum de minerao conhecido como “cmara e pilar”, onde uma parte do minrio retirado e outra deixada, criando grandesa sales com colunas naturais. Essa estrutura de mina a que mais fornece espao para o armazenamento da areia. Mas h outras vantagens em usar uma mina.
“As minas j contam com infraestrutura bsica e esto conectadas rede eltrica, o que reduz significativamente o custo e facilita a implantao de usinas ASEG [Armazenamento Subterrneo de Energia por Gravidade],” justifica Hunt.
Mapear minas exauridas uma tarefa mais difcil do que parece.
[Imagem: Hunt et al. – 10.3390/en16020825]
Reaproveitamento de minas abandonadas
A equipe fez uma extensa pesquisa em nvel mundial, tentando mapear as minas abandonadas e verificando aquelas com potencial para serem usadas como baterias gravitacionais. Como esperado, os pases onde a minerao forte so os que mais podem tirar proveito da tcnica.
“Estima-se que pelo menos 50.000 delas existam na Austrlia; mais de 550.000 foram encontradas nos EUA, incluindo mais de 100.000 que representam um risco ambiental significativo; e mais de 10.000 so conhecidas no Canad. Minas antigas, minas excepcionalmente pequenas e aquelas localizadas longe de centros populacionais, raramente so documentadas, e algumas minas abandonadas s so encontradas quando ocorre um acidente,” contou a equipe.
Com tanta impreciso, os pesquisadores incluram em suas estimativas as minas documentadas mais profundas do mundo. E, mesmo com tamanha restrio, o potencial do armazenamento de energia por gravidade impressionou.
“Estima-se que a tecnologia tenha um potencial global de 7 a 70 TWh, com a maior parte desse potencial concentrado na China, ndia, Rssia e EUA. Os custos de investimento para implantao de uma bateria gravitacional em uma mina abandonadas giram entre US$1 a US$10 por kWh, e os custos de capacidade de energia ficam em torno de US$ 2.000/kW,” escreveu a equipe.
“Para descarbonizar a economia, precisamos repensar o sistema energtico com base em solues inovadoras utilizando os recursos existentes. Transformar minas abandonadas em armazenamento de energia um exemplo de muitas solues que existem ao nosso redor, e s precisamos mudar a forma como as implementamos, ” disse Behnam Zakeri, membro da equipe.
Artigo: Underground Gravity Energy Storage: A Solution for Long-Term Energy Storage
Autores: Julian David Hunt, Behnam Zakeri, Jakub Jurasz, Wenxuan Tong, Pawel B. Dabek, Roberto Brando, Epari Ritesh Patro, Bojan Durin, Walter Leal Filho, Yoshihide Wada, Bas van Ruijven, Keywan Riahi
Revista: Energies
DOI: 10.3390/en16020825
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