Os investimentos globais em energia limpa estão em alta. Já representam US$ 2,2 trilhões por ano, quase o dobro dos aportes em combustíveis fósseis, de acordo com a Agência Internacional de Energia (IEA, na sigla em inlgês). Nos últimos anos, a necessidade de descarbonizar a geração de energia para conter o aquecimento global impulsionou uma corrida pelo desenvolvimento de várias fontes renováveis. Agora, o desafio é aumentar a eficiência e a escala de alternativas ao petróleo, ao gás e ao carvão. Em um mundo onde a geopolítica se tornou um componente inflamável - nas guerras e na relação comercial entre as nações -, essa nova etapa da transição está fazendo convergir a emergência climática e a segurança energética dos países, o que ajuda a acelerar novas tecnologias no setor. Um exemplo disso é a expansão extraordinária da energia solar. A capacidade instalada dessa fonte no mundo só ultrapassou a marca de 100 gigawatts (GW) em 2012. O mundo levou dez anos para alcançar 1 terawatt (TW) de capacidade de geração solar, mas foram menos de três para acrescentar mais 1 TW - energia suficiente para atender toda a demanda de eletricidade dos Estados Unidos no horário de pico. Neste ano, já foram superados 3 TW e as projeções são de se alcançar 9 TW da fonte solar no mundo até 2036, com um quarto dessa capacidade em países em desenvolvimento como o Brasil, segundo a agência Bloomberg. Não é possível contar esse avanço acelerado sem o protagonismo da China, que se tornou um paradigma de como tornar fontes renováveis de energia competitivas. O país investiu pesadamente em subsídios à tecnologia e à expansão de parques solares não só para enfrentar a poluição e as mudanças climáticas, mas também como uma das formas que encontrou para garantir a energia necessária à continuidade do seu desenvolvimento econômico, sem colocar todos os ovos na mesma cesta. A expansão atual da energia verde no mundo é diversificada para evitar dependência de uma fonte específica. “O mote hoje é o da segurança energética num cenário de extrema incerteza e de volatilidade de preços” diz a economista Natália Moraes, analista da Empresa de Pesquisa Energética (EPE), lembrando que todo o desenvolvimento tecnológico do setor hoje passa pelos minerais críticos. “As empresas vão se concentrar em ter redes elétricas mais modernas, em criar maior capacidade de armazenamento, produzir baterias mais eficientes”, diz. Entre as tendências estão também o desenvolvimento de materiais mais leves, recicláveis e resistentes aos eventos climáticos extremos. “Devemos esperar para os próximos anos uma redução de custo das energias renováveis com um conjunto de inovações que aumentam a eficiência, a previsibilidade e a escala”, prevê Suzana Kahn, diretora da Coppe-UFRJ. Veja a seguir cinco inovações neste caminho. Bateria de sódio pode baratear carro elétrico Bateria Naxtra, da CATL, que usa sódio e dá autonomia de até 500 km — Foto: Chan Long Hei/Bloomberg A popularização dos carros eletrificados deve ganhar mais tração com a substituição do lítio por íons de sódio, elemento químico com ampla disponibilidade na natureza, nas baterias. A maior oferta do mineral pode contribuir para reduzir custos, mas esses equipamentos ainda têm menor densidade energética que os de íon de lítio, o que pode limitar o uso por oferecerem menor autonomia. Por outro lado, com a chegada das baterias de íon de sódio, os preços médios das baterias caíram 8% no ano passado, segundo a Agência Internacional de Energia. O primeiro carro elétrico com bateria que utiliza o mineral foi lançado na China no fim de 2023. De lá para cá, a tecnologia tem sido pesquisada e recebido investimentos das principais fabricantes do país. A Naxtra, da CATL, foi apresentada como a primeira bateria de íons de sódio produzida em massa. A companhia afirma que a Naxtra mantém mais de 90% da capacidade a 40°C negativos e pode operar em um intervalo dessa temperatura até 70°C positivos. O equipamento tem densidade energética de até 175 Wh/kg e possibilita autonomia de até 500 km, segundo a fabricante. Sistema mais eficiente ajuda a viabilizar H2V Eletrolisador da Ohmium, capaz de gerar 18 GW por tonelada de irídio — Foto: Divulgação No mapa da inovação para o hidrogênio de baixa emissão, dominar diferentes tecnologias de eletrólise (processo eletroquímico que gera hidrogênio ao separar moléculas de água) constitui um fator decisivo para viabilizar esse tipo de energia em grande escala. O uso de catalisadores, que aceleram as reações químicas, e de eletrolisadores mais eficientes, que demandam menos energia na produção do H2V, representa um aprimoramento importante. Em um mercado em que fabricantes chineses respondem por cerca de 60% da capacidade global de eletrólise, a americana Ohmium virou um caso de sucesso nesse caminho. A empresa, fornecedora de tecnologia na área de eletrolisadores de membrana de troca de prótons, conseguiu reduzir pela metade o uso de irídio, um metal precioso, raro e custoso, no processo de eletrólise. Como resultado, foi possível gerar 18 GW por tonelada de irídio em seu eletrolisador, superando a meta da indústria, que era chegar a 10 GW/ton em 2030. A Ohmium informou que tem como meta dobrar, em um ano, a eficiência da utilização do metal, alcançando 36 GW/ton, e quase zerar o uso do material em uma década. Painel solar flutuante reduz disputa por terras A geração solar já representa quase a metade de toda a capacidade renovável instalada no mundo e deverá desempenhar um papel crucial na transição energética, segundo a Agência Internacional de Energia Renovável (Irena). Parques flutuantes com milhares de painéis fotovoltaicos podem incrementar ainda mais esse potencial aproveitando a superfície aquática de lagos, como reservatórios de hidrelétricas, agrícolas ou industriais, e até de áreas costeiras estáveis para gerar energia. É uma modalidade que se desenvolve a partir da Ásia e que pode ser usada para eliminar o impacto que grandes parques solares podem ter na competição pelo uso da terra em determinadas regiões. De acordo com estimativas da Agência Internacional de Energia, a capacidade mundial de usinas solares flutuantes pode superar os 60 GW em 2030. A China lidera esse mercado, com boa parte dos projetos, assim como o fornecimento de equipamento e tecnologia de implantação e estabilização dos painéis acoplados às estruturas que boiam. Um projeto emblemático que vem inspirando outros é a usina solar flutuante de Guqiao Huainan, na província de Anhui, que tem capacidade de 150 MW. Desenvolvida pela chinesa Sungrow FPV ela foi instalada sobre uma área alagada formada por antigas minas de carvão. A companhia replicou a ideia nas Filipinas, instalando um parque flutuante no reservatório de Malubog, na ilha de Cebu. Com capacidade de 4,99 MW, o empreendimento abastece a operação de uma mina de cobre que pertence à Carmen Copper. Outra frente é o desenvolvimento de células tandem com perovskita, um material com estrutura cristalina que pode ser ajustado para absorver diferentes faixas do espectro solar. Como pode ser produzida em camadas finíssimas, é possível associar a outros materiais, como o silício, e aumentar a eficiência dos painéis. Porém, a tecnologia ainda não é utilizada em painéis solares flutuantes por questões relativas a umidade e degradação. Segundo a IEA, as tecnologias de perovskita passaram a representar mais de 70% das famílias internacionais de patentes relacionadas a células solares. Turbina eólica move a economia circular Instalação de turbina eólica offshore equipada com pás recicláveis — Foto: Divulgação A economia circular está na mira de fabricantes de pás para turbinas eólicas. Metade das cem turbinas que serão instaladas no parque eólico offshore Sofia, no Reino Unido, pela alemã RWE, serão equipadas com pás recicláveis da Siemens Gamesa. Após os cerca de 20 anos de vida útil de cada pá terminar, o equipamento poderá ser separado em diferentes materiais para serem ser reaproveitados na produção de componentes para setores diversos como indústria automotiva, valises e capacetes. Apenas no parque Sofia serão 150 pás, cada uma com 108 metros de comprimento. Com capacidade instalada de 1,4 GW, Sofia é um dos maiores parques eólicos marítimos em construção no mar do Norte, a 195 km da costa nordeste do Reino Unido. Estima-se que a estrutura será capaz de gerar energia elétrica renovável suficiente para abastecer 1,2 milhão de residências. Na linha de utilização de materiais com menor emissão de CO2, a americana GE Vernova utiliza aço produzido pela siderúrgica sueca SSAB com base em sucata reciclada e energia de baixa emissão. O metal é utilizado na fabricação de turbinas eólicas terrestres com menos pegada de carbono. IA otimiza produção de usinas híbridas Vista aérea de drone usado em gestão de sistemas híbridos da Vestas — Foto: Divulgação Novas soluções otimizam processos em plantas híbridas. Além de prever falhas, esses sistemas levam em conta vários tipos de geração e armazenamento de energia, de acordo com a demanda do mercado. Inteligência artificial e algoritmos combinam dados meteorológicos e de demanda, preços e eventuais restrições da rede para prever a geração e otimizar o despacho de diferentes fontes - como eólica e solar, que dependem de condições climáticas. Um software da Vestas, fabricante dinamarquesa de turbinas eólicas, coordena a gestão de diferentes fontes de energia e o armazenamento em baterias, para maximizar a receita e a produção ao decidir qual fonte acionar. A empresa ainda tem drones para manutenção de turbinas. A alemã Siemens Energy oferece um sistema que otimiza operação e despacho de usinas híbridas, aumentando controle e previsibilidade. A tecnologia é adotada em uma planta da HIF Chile para coordenar a produção de energia eólica e a eletrólise de água e de gás carbônico capturado para geração de combustível sintético de baixa emissão. A usina, na Patagônia chilena, produz 130 mil litros do combustível por ano.