São identificadas tecnologias energéticas emergentes que precisam de desenvolvimento rápido para testar sua viabilidade de investimento em longo prazo.
O objetivo é a redução das emissões de gases de efeito estufa e o setor energético, como maior contribuidor, está no centro dos esforços com a ampla gama de tecnologias de descarbonização a seu serviço.
Tecnologias essenciais como a eólica e a solar são amplamente comercializadas, mas novas tecnologias de energia limpa estão em constante desenvolvimento e surgimento. Considerando os compromissos de cumprir o Acordo de Paris e a pressão para implementar essas tecnologias, a questão é quais delas precisam de foco em P&D para determinar seu potencial de investimento a longo prazo.
Com isso em mente, o Comitê Executivo de Tecnologia da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas (UNFCCC) identificou seis tecnologias emergentes que provavelmente trarão benefícios em escala global e precisam ser colocadas no mercado o mais rápido possível.
São os seguintes.
Tecnologias de fornecimento de energia primária
A energia solar fotovoltaica flutuante não é uma tecnologia nova, mas tecnologias de alta prontidão tecnológica totalmente comercializadas estão sendo combinadas de novas maneiras, afirma o Comitê. Um exemplo são os barcos de fundo chato atracados e os sistemas solares fotovoltaicos, incluindo painéis, transmissão e inversores.
Duas classes de oportunidades são indicadas: quando o campo solar flutuante é autônomo e quando é adaptado ou construído com uma usina hidrelétrica como um híbrido. A energia solar flutuante também pode ser projetada para rastreamento com custo adicional limitado, mas com ganho de energia adicional de até 25%.
A energia eólica flutuante oferece o potencial de explorar recursos de energia eólica encontrados em águas muito mais profundas do que as torres eólicas offshore fixas, que normalmente ficam em águas com profundidade de 50 m ou menos, e em regiões com fundos marinhos profundos próximos à costa. O principal desafio é o sistema de ancoragem, com dois tipos principais de projeto recebendo investimentos: submersíveis ou ancorados ao fundo do mar, ambos com prós e contras.
O Comitê afirma que os projetos de energia eólica flutuante estão em vários níveis de prontidão tecnológica, com turbinas flutuantes de eixo horizontal mais avançadas do que turbinas de eixo vertical.
Tecnologias facilitadoras
O hidrogênio verde é o tema do momento, com oportunidades de uso para aquecimento, na indústria e como combustível. No entanto, a forma como o hidrogênio é produzido é crucial para o seu impacto nas emissões, observa o TEC.
Os custos dependem de dois fatores: o da eletricidade e, mais criticamente, o dos eletrolisadores, que devem ser impulsionados por economias de escala.
Baterias de última geração para armazenamento atrás do medidor e em larga escala, como lítio-metal de estado sólido, estão surgindo, oferecendo grandes melhorias não marginais em relação à tecnologia de baterias existente em termos de densidade de energia, durabilidade e segurança, além de permitir tempos de carregamento mais rápidos, afirma o Comitê.
Se a produção puder ser ampliada com sucesso, seu uso poderá ser transformador, especialmente para o mercado automotivo, pois potencialmente permitirá o desenvolvimento de veículos elétricos com baterias com vida útil e autonomia comparáveis aos veículos tradicionais de hoje.
O armazenamento de energia térmica para aquecimento ou resfriamento pode ser fornecido com muitos materiais diferentes, com diferentes capacidades térmicas e custos, com sua maior contribuição provavelmente sendo em edifícios e indústria leve, de acordo com o Comitê.
Os sistemas residenciais de energia térmica podem ter um impacto muito grande em regiões frias e de baixa umidade, onde as bombas de calor são menos eficazes, enquanto outra área importante para pesquisas futuras são as “cadeias de frio” em países em desenvolvimento e recentemente industrializados.
Bombas de calor são uma tecnologia bem estabelecida, mas também uma onde inovações continuam sendo feitas em áreas como refrigerantes aprimorados, compressores, trocadores de calor e sistemas de controle para trazer ganhos de desempenho e eficiência.
Estudos mostram consistentemente que bombas de calor, alimentadas por eletricidade com baixa emissão de gases de efeito estufa, são uma estratégia essencial para necessidades de aquecimento e resfriamento, afirma o Comitê.
Outras tecnologias emergentes
Outras tecnologias analisadas são a energia eólica aerotransportada e os sistemas de conversão de energia térmica oceânica, das ondas marinhas e das marés, que podem ser essenciais para os esforços de alguns países ou sub-regiões, mas que, até que os desafios de engenharia e de negócios sejam superados, provavelmente não trarão benefícios em escala global, comenta o Comitê.
Outra tecnologia emergente de interesse é a bioenergia com captura e armazenamento de carbono, que está apenas passando da fase de demonstração para uma implantação comercial limitada. Devido aos custos relativamente altos em comparação com outras opções de mitigação, a adoção precisaria ser impulsionada principalmente por iniciativas de política climática, com ampla implantação no mundo real, potencialmente envolvendo uma mistura de diferentes tipos de combustível, abordagens de CCS e setores-alvo.
—Por Jonathan Spencer Jones
Horário da postagem: 14/01/2022