Bateria mais barata é revelada como um passo para uma vida livre de carbono


As baterias de íons de lítio tornaram-se essenciais para alimentar carros elétricos e armazenar energia gerada por painéis solares e turbinas eólicas. Mas suas desvantagens também já são familiares: elas usam minerais escassos, são vulneráveis ​​a incêndios e explosões, e são caros.

Uma alternativa abundante, segura e mais acessível valeria muito.

Na quarta-feira, uma empresa de energia liderada pelo bilionário da Califórnia, Patrick Soon-Shiong, anunciou que desenvolveu uma bateria recarregável operanda com zinco e ar, capaz de armazenar energia com muito menos custo do que as tradicionais baterias de íons de lítio.

Testes dos sistemas de armazenamento de energia de zinco ajudaram a alimentar de energia elétrica aldeias na África e na Ásia, bem como torres de telefonia celular nos Estados Unidos nos últimos seis anos, sem qualquer apoio das concessionárias ou da rede elétrica, segundo o Dr. Soon-Shiong.

 

"Isso poderia mudar e criar economias completamente novas usando puramente o poder do sol, do vento e do ar", disse o Dr. Soon-Shiong, um cirurgião e empresário de biotecnologia, em uma entrevista em Los Angeles antes de anunciar a inovação em armazenamento de baterias.

O Dr. Soon-Shiong e sua empresa, NantEnergy, fizeram o anúncio em conjunto com o One Planet Summit em Nova York, um evento destinado a promover os objetivos dos acordos climáticos de Paris. Ele desenvolveu a tecnologia com o apoio do Banco Mundial.

 

As unidades de bateria, em conjunto com painéis solares, podem ser combinadas para criar um sistema de micro-rede, alimentando uma aldeia ou uma área maior, disse Dr. Soon-Shiong. Eles foram mobilizados para apoiar 110 aldeias em nove países da Ásia e África - incluindo locais que dependiam de geradores ou até mesmo não tinham eletricidade, disse ele.

Dr. Soon-Shiong acumulou uma fortuna como empresário de biotecnologia. Sua empresa de energia diz que é a primeira a comercializar o uso de baterias de ar de zinco. Crédito Galês para o New York Times

A Comporação International de Finanças, um braço do Banco Mundial que promove projetos do setor privado em países em desenvolvimento, foi um dos primeiros investidores na NantEnergy, e um representante da agência participa do conselho da empresa.

O Departamento de Energia dos Estados Unidos fez concessões de desenvolvimento para a NantEnergy (anteriormente conhecida como Fluidic Energy), totalizando US $ 5 milhões, disse o Dr. Soon-Shiong.

 

A NantEnergy, com sede em Phoenix e em El Segundo, Califórnia, diz que espera expandir o uso de seu produto em torres de telecomunicações e, eventualmente, estendê-lo ao armazenamento de energia em casa, começando na Califórnia e em Nova York. Além disso, antecipa o uso em carros elétricos, ônibus, trens e scooters.

O Dr. Soon-Shiong, que recentemente adquiriu o The Los Angeles Times e é sócio do Los Angeles Lakers, fez uma fortuna com o desenvolvimento de drogas para combater o diabetes e o câncer de mama e a venda de empresas farmacêuticas que ele havia criado.

Sua empresa de energia diz que é a primeira a comercializar as baterias de ar de zinco e tem mais de 100 patentes relacionadas. A empresa está recebendo pedidos para entrega no próximo ano e vê o potencial de um mercado de US $ 50 bilhões.

O Dr. Soon-Shiong disse que o custo de sua bateria de zinco caiu bastante desde o início do desenvolvimento. A NantEnergy diz que a tecnologia custa menos de US $ 100 por quilowatt-hora, um número que alguns do setor de energia citaram como baixo o suficiente para transformar a rede elétrica em um sistema sem carbono 24 horas por dia.

O custo da tecnologia de lítio varia, dependendo da escala e da aplicação. Yogi Goswami, ilustre professor universitário e diretor do Centro de Energia Limpa da Universidade do Sul da Flórida, estimou que é mais provável que custem de US $ 300 a US $ 400 por quilowatt-hora.

 

"Isso é um divisor de águas", disse Goswami, que não participou do projeto, sobre os avanços reivindicados pela NantEnergy. "Você tem que ter armazenamento."
Dr. Goswami disse que alertou em depoimentos ao Congresso, há 25 anos atrás, que os avanços no armazenamento seriam necessários à medida que o uso da energia solar e eólica aumentasse. Essa declaração foi um pouco ofuscado quando o assunto era gás natural abundante.

 

"Até recentemente, não fazia sentido se preocupar com o armazenamento, porque tínhamos gasolina barata", disse Mark Cooper, pesquisador sênior de análise econômica do Instituto de Energia e Meio Ambiente da Faculdade de Direito de Vermont.

Mas o armazenamento de energia é cada vez mais necessário para gerenciar o fluxo e refluxo de energia solar e eólica que, por vezes, obriga lugares como a Califórnia a pagar a outros estados para obter energia excedente. E essa necessidade está impulsionando a inovação e diminuindo o custo.

"Obviamente, isso chega em um ponto em que todos já estão procurando por armazenamento", disse Cooper. “O capitalismo não vai lidar com um problema onde não há escassez. No capitalismo, o que temos são reduções implacáveis ​​no custo ”.

Como parte do evento climático de quarta-feira em Nova York, o Banco Mundial anunciou um programa de US $ 1 bilhão para promover a implantação de armazenamento de baterias no mundo em desenvolvimento, uma iniciativa que, segundo ela, poderia liberar outros US $ 4 bilhões em investimentos.

Além de sua implantação na Ásia e na África, as baterias da NantEnergy foram usadas para abastecer mais de 1.000 torres de comunicações nos Estados Unidos, na América Latina e no Sudeste Asiático. Eles incluem um local da Duke Energy na Carolina do Norte que resistiu aos efeitos do furacão Florence recentemente e ao furacão Irma no ano passado.

 


A unidade de armazenamento é composta por componentes de plástico e invólucro, uma placa de circuito e óxido de zinco.CreditAlex Welsh para o New York Times

Sherif Abdelrazek, engenheiro sênior da Duke Energy, disse que, como a bateria de zinco não apresenta riscos de incêndio, como as baterias de íons de lítio, ela não precisa de sistemas externos de resfriamento para evitar o superaquecimento.

 

O sucesso do sistema significa que a torre Duke não precisa mais estar conectada à rede elétrica, disse ele. Como resultado, 13 acres de terra nas Montanhas Great Smoky que foram usadas para linhas de energia estão sendo entregues ao National Park Service.

O anúncio da NantEnergy de que atingiu o limite de US $ 100 por kilowatt-hora tornou o dispositivo ainda mais atraente, disse Abdelrazek.

O design do produto é simples: componentes de plástico e invólucro, uma placa de circuito e óxido de zinco, tudo em um pacote do tamanho de uma pasta.

Ao carregar as baterias, a eletricidade das instalações solares é armazenada convertendo o óxido de zinco em zinco e oxigênio. No processo de descarga, o sistema produz energia oxidando o zinco com ar.

 

A bateria NantEnergy pode fornecer energia por até 72 horas com uma única carga, o que significa que poderia ter durado todo o período de cobertura de nuvens e tempestades do furacão Florence nas Carolinas.

Dan Reicher, um secretário assistente de energia da administração Clinton, disse que o desenvolvimento bem-sucedido de uma bateria de ar de zinco recarregável pode ser um marco no armazenamento de energia. Ele disse que o desafio foi tornar essas baterias confiáveis ​​para uso contínuo. "Essa é uma característica atraente se for verdade", disse ele.

 

Mas ele alertou que o custo de uma bateria por quilowatt-hora depende da aplicação e da escala. E ele disse que a tecnologia da empresa teria que cumprir uma pesquisa minusiosa. "As pessoas fazem reivindicações e oferecem o que sentem ser um conjunto legítimo de dados", disse ele. "Estou sempre feliz em ouvir o progresso no armazenamento, mas você precisa ter cuidado".

As baterias não são a única forma de armazenamento de energia que a indústria de energia está buscando. Outras tecnologias incluem ar comprimido em cavernas e o armazenamento de usinas hidrelétricas bombeadas há muito usado. O Departamento de Água e Energia de Los Angeles está propondo transformar a Represa de Hoover em um tipo de bateria gigante para gerenciar o excesso de energia solar e eólica a um custo de US $ 3 bilhões.

 

O plano de US $ 3 bilhões para transformar Hoover Dam em uma bateria gigante
Os engenheiros querem transformar a represa em um vasto reservatório de eletricidade excedente das fazendas solares e turbinas eólicas que representam as fontes de energia do futuro.

Lyndon Rive, co-fundador da SolarCity - agora parte da empresa de seu primo Elon Musk, a Tesla - disse recentemente que as inovações solares e de armazenamento provavelmente transformariam o mercado de eletricidade. "Acima de tudo, a trajetória é que a energia solar seja a fonte número 1", disse Rive, que deixou a Tesla depois que as duas empresas se fundiram, há dois anos. O Dr. Soon-Shiong disse que conhecia Musk - um compatriota sul-africano - e o considerou um visionário por suas realizações em veículos elétricos e armazenamento de energia. "Nós dois estamos tentando tornar o mundo um lugar melhor", disse Dr. Soon-Shiong.

A Tesla baseou seus negócios na tecnologia de íons de lítio, e Musk disse aos acionistas que a empresa pode reduzir o custo das células de íons de lítio para US $ 100 por quilowatt / hora este ano.

A NantEnergy fez seu anúncio semanas depois que a Califórnia impôs 100% de eletricidade sem carbono no estado até 2045. Os legisladores também aprovaram um projeto de lei que fornece cerca de US $ 1 bilhão em subsídios para o armazenamento de energia residencial.

 

"A Califórnia está obviamente precisando desse tipo de avanço para atingir nossas metas", disse Bernadette Del Chiaro, diretora executiva da California Solar and Storage Association, um grupo comercial. “Não posso afirmar que tenho certeza absoluta de que isso é tudo o que dizem, mas é emocionante. É esse tipo de avanço que esperamos de nossos inovadores ”.

 

28 set 2018


Por Ivan Penn