Os resultados obtidos sugerem que este tipo de sistema de armazenamento representa uma alternativa competitiva a outros sistemas existentes, como o armazenamento hidroeléctrico por bombagem, o ar comprimido ou as baterias.
Um dos maiores desafios globais da atualidade é limitar o aquecimento global e os seus efeitos. Os combustíveis fósseis continuam a dominar a matriz energética. No entanto, a implantação das energias renováveis nos países da União Europeia está a aumentar para alcançar uma economia neutra em carbono até 2050, em consonância com o Acordo de Paris sobre as alterações climáticas.
A transição energética europeia rumo à descarbonização baseia-se na maior utilização de energias renováveis na geração de eletricidade. Em Espanha, a contribuição das energias renováveis deverá atingir 74% da geração total até 2030 (Plano Nacional Integrado de Energia e Clima, PNIEC).
A integração das energias renováveis na rede elétrica é um problema complexo devido à sua natureza intermitente e à variabilidade da procura. Em Espanha, devido à sua localização peninsular, o problema é agravado pelo seu isolamento energético em relação a outros países. Neste contexto, o armazenamento do excedente de eletricidade renovável é essencial para garantir a continuidade do fornecimento. Com base num estudo, Irene Donoso Martín, uma das investigadoras do grupo, sublinha que “o Armazenamento de Energia em Ar Líquido (LAES, na sigla em inglês) é uma tecnologia promissora para equilibrar a oferta e a procura de eletricidade. Além de promover a penetração das energias renováveis, melhora a sua eficiência ao utilizar o excesso de energia e reduz o impacto ambiental da geração de eletricidade”.
O ciclo LAES é constituído por duas fases (imagem): armazenamento (carregamento) e subsequente recuperação de energia (descarregamento).
Na fase de carregamento, a energia extraída de fontes renováveis é utilizada para liquefazer o ar atmosférico, que é depois armazenado a -190 °C num tanque termicamente isolado. Na fase de descarga, parte da energia armazenada é recuperada pela evaporação do ar e pela sua expansão em várias turbinas. Para aumentar a eficiência do processo de carregamento e descarregamento (e, consequentemente, do ciclo), é recuperado parte do arrefecimento libertado pelo ar durante a evaporação. Este arrefecimento é armazenado num tanque com um leito compacto de rochas para posterior utilização no arrefecimento do ar comprimido. Além disso, o calor extraído durante a compressão é aproveitado através de um óleo térmico, que é posteriormente utilizado para reaquecer o ar antes de entrar na turbina.
Comparativamente a outras tecnologias de armazenamento de energia, a LAES oferece vantagens como a elevada densidade energética (energia armazenada por unidade de volume) e a escalabilidade. Ao contrário do armazenamento de energia por bombagem hidroelétrica e ar comprimido, a LAES não tem limitações geográficas ou ambientais e pode armazenar mais energia do que as baterias.
A implantação em larga escala de energia eólica e solar fotovoltaica prevista para Espanha nos próximos anos exigirá o armazenamento de energia durante a noite e a sua libertação nas horas de ponta diurnas. De acordo com o estudo, os custos estimados de eletricidade e armazenamento são de 150 €/MWh e 50 €/MWh, respetivamente. “A tecnologia LAES é uma alternativa competitiva a outras, como o bombeamento hidráulico e o ar comprimido. Esperamos que os resultados desta investigação tenham um impacto socioeconómico que impulsione o desenvolvimento desta tecnologia para mitigar os efeitos do aquecimento global e criar novos empregos no setor energético”, concluem os investigadores.
Legrand, Mathieu; Rodríguez-Antón, Luís Miguel; Martínez-Arévalo, Carmen; Gutiérrez-Martín, Fernando. (2019). Integração do armazenamento de energia em ar líquido na rede eléctrica espanhola. ENERGIA 187. N.º de artigo: UNSP 115965. DOI: 10.1016/j.energy.2019.115965
