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Setor Energético

Tendências Disruptivas #1 | O Futuro do Setor Energético

Conheça as tecnologias inovadoras que vão marcar o futuro do setor energético.

Tempo de leitura: 6 minutos. 

A sociedade está com os olhos voltados para a descarbonização do planeta, idealizando um cenário em que o desenvolvimento das práticas sustentáveis ajudará a reduzir a emissão de gases poluentes na atmosfera.

O setor energético é parte essencial desse processo. De acordo com estimativas realizadas pela Agência Internacional da Energia (AIE) em 2019, o aumento da demanda global por energia causaria um agravamento irremediável nas mudanças climáticas caso a dependência em carvão e petróleo permaneça na mesma situação.

A boa notícia é que o avanço de diversas tecnologias sustentáveis permite o aprimoramento constante dos processos de geração e armazenamento de energia. Para exemplificar, nós separamos cinco ideias ou tecnologias que podem mudar o futuro do setor energético.

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Painéis Fotovoltaicos Bifaciais

Os painéis voltaicos deixaram de ser uma novidade há muito tempo, mas essa difusão entre os consumidores finais não impede o desenvolvimento contínuo de atualizações inovadoras e mais eficientes.

Segundo a LONGi Green Energy Technology, uma das maiores fabricantes mundiais de tecnologia solar, a nova tendência é o painel fotovoltaico bifacial. Como o próprio nome indica, trata-se de um painel que capta tanto a irradiação solar que incide diretamente no equipamento, quanto aquela que o atinge após refletir no chão.

As informações sobre essa técnica ainda são inconclusivas, visto que a quantidade de energia capturada pela parte inferior da placa depende da sua altura em relação ao solo e do material que o compõe. Mesmo assim, o aumento de aproximadamente 5% na produção tem despertado a atenção de muitas empresas.

Para completar a evolução, um estudo publicado na revista Joule em 2020 abriu a possibilidade de unirmos painéis dupla face com sistema de tracker para expandir a produtividade. Nesse caso, os painéis se inclinam com o intuito de permanecer no melhor ângulo possível, gerando em média 35% mais energia do que as metodologias atuais.

Tal combinação resultaria em vantagens econômicas e energéticas, afinal as usinas fotovoltaicas poderiam gerar a mesma quantidade de energia dentro de um espaço significativamente reduzido. Ao lado de outras tecnologias sustentáveis que estão recebendo investimento, os painéis bifaciais com rastreamento transformariam a produção de energia no país.

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Foto: Juliano Arantes/Museu do Amanhã (RJ)

Células Fotovoltaicas Orgânicas (OPV)

Fruto da terceira geração de tecnologias ligadas à energia solar, as Células Fotovoltaicas Orgânicas (OPV) são uma fonte de energia alternativa que se destaca dentro do setor energético principalmente pela fácil integração com projetos arquitetônicos.

Elas são constituídas basicamente por eletrodos impressos em polímeros produzidos com materiais recicláveis em laboratório. As moléculas orgânicas que compõem essas folhas absorvem a luz solar e a conduzem para um conversor que transforma a energia térmica em eletricidade.

Além da adaptabilidade em relação a formatos e aplicações, as células fotovoltaicas orgânicas possuem uma pegada de carbono muito baixa. Em comparação com a produção dos painéis fotovoltaicos comuns, a impressão das lâminas de OPV consome menos energia e libera até 20 vezes menos carbono no meio ambiente.

O produto final consegue gerar energia, inclusive em ambientes com pouca iluminação, porém sua utilização em larga escala (como é o caso das usinas fotovoltaicas) permanece sendo uma incógnita por conta dos custos envolvidos na adaptação.

Ainda assim, as células fotovoltaicas orgânicas se destacam em ambientes urbanos que se inspiram em propostas modernistas. Um exemplo é o Museu do Amanhã, que instalou, durante a exposição “Inovanças”, uma árvore, cujas folhas são compostas por lâminas de OPV, permitindo assim que os visitantes carregassem seus celulares de maneira limpa e sustentável.

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Foto: Usina Heliotérmica em Sevilla, Espanha

Energia Heliotérmica

Conhecida também como energia termossolar e energia solar concentrada, a energia heliotérmica se trata, basicamente, de uma forma de gerar energia por meio da luz do sol. A única diferença em relação à energia fotovoltaica está na captação indireta da energia solar.

Isso significa que o calor é armazenado antes de ser transformado em energia mecânica e, por fim, em eletricidade. Funciona assim: painéis posicionados no solo refletem a luz solar em um ponto concentrado; o calor acumulado aquece um fluido térmico que, por sua vez, aquece um reservatório de água; o vapor resultante desse processo movimenta turbinas, aciona o gerador e produz a energia propriamente dita.

A quantidade de etapas sugere a existência de um sistema complexo, mas a verdade é que os princípios da energia heliotérmica são semelhantes ao da energia termoelétrica. O toque de sustentabilidade que diferencia as duas está no fato de que a segunda opção está subordinada à queima de combustíveis fósseis e não à irradiação solar.

A geração fotovoltaica é mais difundida por conta de dois fatores: a flexibilidade de instalação abrange tanto usinas de grande porte quanto residências; e as tecnologias da energia solar concentrada a transformam em uma opção consideravelmente cara quando comparada a outras fontes renováveis.

Com a futura redução nos custos sinalizada pelo estudo da International Renewable Energy Agency (IRENA), a energia heliotérmica pode ajudar o país a alcançar todo o seu potencial na utilização de energia solar. Inclusive, vale ressaltar que projetos termossolares têm ganhado cada vez mais importância em países como Espanha e Estados Unidos por conta da sua capacidade de armazenamento.

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Hidrogênio Verde

Um dos elementos químicos mais abundantes do planeta Terra, o hidrogênio, está presente em diversos locais. No entanto, ele não pode ser extraído diretamente da natureza e precisa passar por diversos tipos de processamento antes de ser empregado como fonte de energia.

Ele já é utilizado com esse propósito há muito tempo, porém o chamado hidrogênio cinza depende da queima de combustíveis fósseis para ser obtido. O hidrogênio verde, por sua vez, surge como uma opção sustentável em que a produção é realizada por intermédio da eletrólise.

De forma simplificada, esse processo químico separa o hidrogênio e o oxigênio existentes na água com a ajuda de correntes elétricas. Uma maneira limpa e renovável de gerar um combustível leve e dotado de grande capacidade reativa.

De acordo com a Agência Internacional de Energia (AIE), a substituição do hidrogênio cinza pelo verde evitaria a emissão de 830 milhões de toneladas de CO₂ na atmosfera. O grande desafio está no alto custo de produção, uma vez que a eletrólise gasta mais energia do que produz.

Outro obstáculo é o nível de periculosidade, afinal, o hidrogênio integra a lista de elementos voláteis e inflamáveis. A união entre o alto investimento e os riscos envolvidos faz com que menos de 0,1% do hidrogênio produzido no mundo seja verde.

Por outro lado, o uso desse elemento químico no setor energético é chancelado por algumas qualidades notáveis. Entre as principais estão o armazenamento de energia por longos períodos de tempo e a versatilidade de um produto que pode ser transformado em eletricidade comum, convertido em combustíveis sintéticos ou usado como fonte de água em missões espaciais.

Nesse cenário, cientistas do mundo inteiro estão se dedicando ao desenvolvimento de processos mais baratos do que a eletrólise. O destaque fica para eletrodos que separam as moléculas de água por meio da luz solar.

Caso essa redução de custo alcance a faixa dos 50%, o Conselho Mundial do Hidrogênio garante que o hidrogênio se transformará no combustível do futuro. Por mais que ele não possa ser utilizado na geração de eletricidade residencial, as soluções envolvendo aquecimento industrial e transporte de longo alcance são promissoras e decisivas tanto para o setor energético, quanto para a descarbonização do planeta.

Bateria de Estado Sólido

A bateria de íons de lítio está entre as grandes invenções da humanidade. Apesar da vida útil limitada e dos riscos de incêndio, essas peças de baixo custo, leves e com capacidade para armazenar muita energia são parte essencial da produção de smartphones e carros elétricos.

No entanto, essa soberania mercadológica deve ser alterada com o desenvolvimento, em estágios finais, das baterias de estado sólido. Uma ideia antiga que havia sido adiada por conta dos custos ligados aos insumos e às técnicas de produção.

Essa tecnologia combina um eletrólito sólido, construído com materiais cerâmicos, com camadas estáveis de lítio metálico, criando um sistema de armazenamento de energia eficiente sem exigir o uso de líquidos inflamáveis.

Além da redução dos riscos, as baterias de estado sólido oferecem ciclos de vida duradouros, capacidade de armazenamento 60% maior e um carregamento seis vezes mais rápido do que o atual.

E a melhor parte é que a introdução desses produtos no nosso dia a dia, substituindo as baterias de lítio, já deixou de ser uma suposição. É uma realidade, visto que só existe um último obstáculo: a transição dos laboratórios para as instalações industriais.

Um protótipo desenvolvido recentemente na Universidade da Califórnia conseguiu superar os 1.000 ciclos de carga e descarga, chegando ao limite necessário para ser considerado um produto comercial. Com isso, estima-se que a comercialização massificada seja possível em cerca de cinco anos.

Foto: Primeiros carros com bateria de estado sólido da Toyota (InsideEVs)

Uma estimativa que pode ser reduzida, caso a Toyota cumpra a promessa de apresentar o primeiro carro equipado com essa tecnologia ainda em 2021. Segundo a marca automotiva, o protótipo completaria sua carga em 10 minutos e alcançaria 500 quilômetros de autonomia, duplicando os limites de um automóvel alimentado pelas baterias de lítio.


Essas são algumas tecnologias que têm potencial para influenciar o setor energético, conduzindo nossos sistemas produtivos rumo a uma conjuntura sustentável sem afetar a eficiência e o rendimento.

Inclusive, a combinação entre essas tendências pode abrir possibilidades ainda maiores. Muitos cientistas, por exemplo, pretendem utilizar as baterias de estado sólido no armazenamento de fontes que obedecem a fatores naturais, como é o caso da energia solar. Com isso, a demanda energética de uma planta industrial ou de um país passaria por dias chuvosos sem nenhum prejuízo. 

São pesquisas como essas que viabilizam um futuro em que o crescimento econômico não esteja apoiado na extração de recursos naturais não renováveis ou na emissão de carbono na atmosfera. Clique AQUI e junte-se a nós nesta corrente em prol do desenvolvimento sustentável.

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