Três necessidades principais de baterias para armazenamento de energia, sendo a segurança a mais crítica delas.
O armazenamento eletroquímico de energia é considerado a principal forma de armazenamento de energia no futuro sistema elétrico. Baterias e sistemas de armazenamento de energia (PCS) representam o maior valor agregado e os principais desafios na cadeia produtiva, com exigências essenciais em termos de alta segurança, longa vida útil e baixo custo. Dentre esses aspectos, a segurança é fundamental. Alguns especialistas do setor afirmam que, embora as usinas de armazenamento eletroquímico de energia estejam se desenvolvendo rapidamente, a segurança ainda é o principal obstáculo para seu desenvolvimento em larga escala. As explosões na usina de armazenamento de energia de Pequim e no projeto de armazenamento de energia da Tesla na Austrália também servem de alerta para o setor de armazenamento de energia.
Para atingir esse objetivo, as Diretrizes para Acelerar o Desenvolvimento de Novos Sistemas de Armazenamento de Energia propõem o estabelecimento de padrões de segurança tecnológica e um sistema de gestão, o fortalecimento da gestão de segurança contra incêndios e a estrita observância do princípio fundamental da segurança; o progresso contínuo em aspectos como alta segurança, baixo custo, alta confiabilidade e longa vida útil; e o fortalecimento da segurança na pesquisa de tecnologias de armazenamento eletroquímico de energia. A Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma e o Conselho Nacional de Energia organizaram a elaboração das "Medidas Provisórias para a Gestão Segura de Estações de Armazenamento Eletroquímico de Energia (Projeto)", que foram submetidas à consulta pública em 24 de agosto, visando fortalecer a gestão da segurança do armazenamento de energia.
Baterias de níquel-hidreto metálico com alta segurança, longa vida útil e excelente custo-benefício.
Dados da Associação da Indústria de Baterias da China mostram que as baterias de níquel-hidreto metálico (NMH) apresentam alta segurança e longa vida útil. Seu eletrodo positivo é feito de esferas de níquel, enquanto o material ativo do eletrodo negativo é uma liga de armazenamento de hidrogênio. Pertence a um material relativamente estável, e o eletrólito aquoso possui boas propriedades retardantes de chama, não apresentando risco de explosão ou incêndio. A densidade energética da bateria chega a 140 Wh/kg, com vida útil de até 3.000 ciclos, podendo suportar até 10.000 ciclos de carga e descarga em condições de baixa pressão ou mais. Além disso, podem manter altas taxas de carga e descarga em ambientes de -40 °C a 60 °C. As vendas globais de veículos híbridos (HEV) da Toyota ultrapassaram 18 milhões de unidades, amplamente equipadas com baterias de NMH, sem nenhum caso registrado de incêndio. A alta segurança da bateria foi plenamente comprovada.
Além disso, o carregamento e descarregamento de baterias consistem na conversão de energia química em energia elétrica, e a temperatura tem um grande impacto na reação química. As usinas de armazenamento de energia geralmente operam ao ar livre, e a maioria dos tipos de baterias é afetada pelo ambiente e pela temperatura, o que limita a localização das usinas e enfraquece a função do armazenamento de energia. As baterias de níquel-hidreto metálico apresentam excelente eficiência de carga e descarga tanto em temperaturas muito baixas quanto em altas temperaturas, o que torna a localização das usinas de armazenamento de energia mais flexível, conveniente e com melhor desempenho geral, representando um diferencial competitivo em relação às diferentes tecnologias de baterias.
De fato, as baterias de níquel-hidreto metálico (Ni-MH) já possuem um precedente no mercado de armazenamento de energia. Em 2020, a Nilar, empresa de armazenamento de energia com baterias de Ni-MH, recebeu um investimento de 47 milhões de euros do Banco Europeu de Investimento. Entende-se que a Nilar está focada na integração da geração e armazenamento de energia renovável, energia de reserva e aplicações de carregamento de veículos elétricos. O investimento visa promover a integração da empresa em sistemas de baterias para os mercados residencial, comercial, industrial e de infraestrutura em larga escala. Segundo a Frontiers in Polymer Science, a equipe do Professor Yi Cui, da Universidade de Stanford, desenvolveu uma bateria de níquel-hidreto metálico (Ni-MH) para aplicações de armazenamento e energia renovável em larga escala, com as vantagens de vida útil ultralonga, ausência de risco de incêndio ou fuga térmica, dispensa de manutenção rotineira, bom comportamento em baixas temperaturas e baixo custo. A equipe de Cui construirá uma unidade piloto com capacidade de armazenamento de 2 megawatts em 2021 e planeja expandir sua capacidade para 20 vezes esse valor até 2022.
Data da publicação: 24 de agosto de 2023
