A energia solar concentrada surgiu pela primeira vez no campo da energia renovável há apenas alguns anos, e os críticos foram rápidos em atacar. No entanto, os fãs da tecnologia seguiram em frente. Agora, todo esse trabalho árduo está prestes a dar frutos, e a cadeia de suprimentos de baterias de veículos elétricos pode ser uma beneficiária.
No momento em que escrevo, o presidente russo, Vladimir Putin, parece ter a intenção de assassinar o maior número possível de pessoas na Ucrânia. Milhões estão fugindo e precisam de assistência. Para ajudar os refugiados desse conflito e outros, doe para Médicos sem Fronteiras ou outras organizações de ajuda confiáveis.
Como o nome sugere, os sistemas de concentração de energia solar coletam a energia solar que reflete de campos de espelhos especializados chamados helióstatos, ou de longas estruturas de metal curvas chamadas calhas parabólicas. A energia refletida é concentrada em um óleo especializado, sal fundido ou outro meio transportável, para gerar alto calor para uso em vários processos industriais.
Gerar vapor para operar uma usina de energia é o principal caso de uso para concentrar a energia solar, o que levanta a questão de por que não usar simplesmente painéis solares para gerar eletricidade. Esta é uma boa pergunta. A resposta é que o meio de transporte em um sistema de concentração de energia solar também funciona como um meio de armazenamento de energia.
Todo o resto sendo igual, um sistema de energia solar de concentração pode armazenar energia solar suficiente para sobreviver durante as horas noturnas e coordenar com outros sistemas de energia renovável para fornecer eletricidade com a mesma capacidade 24 horas por dia, 7 dias por semana, esperada da energia fóssil e nuclear plantas.
Enquanto o governo Obama promoveu a tecnologia nuclear de próxima geração, também contou com a concentração de energia solar para mostrar a capacidade dos inovadores dos EUA de impulsionar o envelope de energia renovável em território 24 horas por dia, 7 dias por semana.
Na época, os críticos acusavam que os sistemas de energia solar de concentração eram muito caros e complexos, mas o prêmio de despacho 24 horas por dia, 7 dias por semana era tentador naquela época, e agora a fúria homicida da Rússia na Ucrânia levantou novas bandeiras vermelhas gigantes sobre o riscos de segurança inerentes aos sistemas de energia fóssil e nuclear.
Em particular, o ataque da Rússia às instalações nucleares na Ucrânia demonstra como pode ser fácil para uma nação rebelde ameaçar um continente inteiro com um desastre generalizado. A guerra não provocada minou o argumento de que a energia nuclear deveria desempenhar um papel vital na rápida descarbonização global.
O argumento nuclear ganhou força quando o Acordo de Paris de 2015 sobre a mudança climática tomou forma, com o principal investidor dos EUA Bill Gates liderando um grupo de financiadores da lista A na recém-criada Breakthrough Energy Coalition e sua empresa irmã, Breakthrough Energy Ventures.
O foco da Breakthrough na energia nuclear não é surpresa, considerando que Gates também é patrocinador da empresa nuclear TerraPower. No entanto, em sintonia com a missão mais ampla de inovação energética da Breakthrough, Gates também foi um dos primeiros apoiadores da startup de concentração de energia solar Heliogen.
Então, como os dois empreendimentos de Gates se comparam? O design modular da TerraPower ainda parece estar em fase de “experiência”. Uma proposta está em andamento para construir o primeiro em Wyoming com uma ajuda calorosa do Departamento de Energia dos EUA, mas os críticos questionaram se novos projetos podem evitar os problemas de custo e eficiência que atormentam a indústria nuclear nos EUA.
Mesmo que tudo corra conforme o planejado, levará anos, talvez décadas, até que o ângulo de design modular lançado pela TerraPower possa provar seu valor no mercado.
Enquanto isso, a Heliogen já parece estar um salto à frente.
Em termos de abordagem modular para fabricação, a Heliogen poderia ser a TerraPower do campo de energia solar de concentração, apenas com uma chance muito maior de trazer seu modelo de negócios modular para o mercado.
O principal problema com a energia nuclear e solar de concentração é que os custos são mais altos quando cada projeto depende da adaptação específica do local. Se os componentes modulares puderem ser fabricados em quantidade em um local central e enviados, os custos devem cair significativamente.
Para concentrar a energia solar, isso abre o potencial para co-localizar operações solares com instalações industriais, e é isso que a Heliogen parece ter em mente.
O Heliogen cruzou o radar da CleanTechnica pela primeira vez em 2019, quando saiu do modo furtivo.
“Enquanto a TerraPower lança armas nucleares, a equipe de pesquisa da Heliogen trabalha no mais profundo sigilo em seu centro de pesquisa em Lancaster, Califórnia, com o objetivo de desenvolver um sistema de energia solar concentrador que pode fornecer temperaturas de mais de 1.000 graus Celsius”, observamos. “Lendo as entrelinhas do primeiro comunicado de imprensa da Heliogen, isso coloca o novo sistema solar em competição direta com combustíveis fósseis para processos industriais de alto calor, incluindo produção de cimento e aço.”
A contribuição da Heliogen para o campo de concentração de energia solar é a aplicação da tecnologia de dióxido de carbono supercrítico de alta eficiência. A ideia básica é diminuir o tamanho dos componentes, reduzir custos e promover a modularidade.
Dezembro passado foi um mês movimentado para a Heliogen. A empresa tornou-se pública e finalizou os termos de um prêmio do Departamento de Energia de $ 39 milhões, destinado a apoiar os planos da empresa para sua primeira nova fábrica em escala comercial, localizada em Long Beach, Califórnia.
“A empresa aplicará os fundos recebidos do DOE em uma instalação em escala comercial, alavancando sua tecnologia solar concentrada habilitada por IA”, explicou Heliogen. “Em particular, os fundos do DOE apoiarão a implementação da tecnologia solar concentrada exclusiva da Heliogen, que combina seu campo helióstato alimentado por IA com um ciclo de energia de dióxido de carbono supercrítico (sCO2).
“Os ciclos de energia baseados em vapor são normalmente usados em usinas de energia térmica para converter calor em eletricidade, mas os ciclos sCO2avançados alcançarão maior eficiência a um custo menor com uma pegada menor e uso reduzido de água, ”Heliogen acrescentou. “Com suas inúmeras tecnologias avançadas, espera-se que o sistema Heliogen desbloqueie a produção de eletricidade livre de carbono de baixo custo, quase 24 horas por dia, 7 dias por semana, destacando o potencial da tecnologia solar concentrada para alimentar a indústria e acelerar a transição de energia limpa nos Estados Unidos. e além."
A Heliogen anunciou o lançamento de trabalhos preliminares em sua nova fábrica no mês passado, e não demorará muito para descobrirmos se isso funciona ou não. A empresa pretende iniciar o terceiro trimestre deste ano, e os primeiros heliostatos a sair da linha de montagem já estão programados para o primeiro projeto da Heliogen, que parece ser uma mina em Boron, Califórnia, sob o guarda-chuva da Rio Tinto.
Conforme descrito pela Rio Tinto, a mina de Boron é um dos dois únicos locais de “classe mundial” para boratos no mundo. A mina está em operação desde 1927 e a concentração de energia solar dará a oportunidade de reduzir suas emissões de carbono em cerca de 7%.
Essa é uma boa notícia para os fãs de veículos elétricos que estão preocupados com a pegada de carbono da cadeia de suprimentos de materiais EV.
Em uma reviravolta interessante, no ano passado a Rio Tinto também acelerou uma instalação de demonstração no local de Boron, destinada a recuperar lítio de estéril. Se tudo correr conforme o planejado, a mina ajudará a contribuir com lítio para baterias para a cadeia de suprimentos doméstica de veículos elétricos, portanto, fique atento para saber mais sobre isso.
Siga-me no Twitter @TinaMCasey.
Imagem (captura de tela): Central de energia solar de concentração, cortesia da Heliogen.
Aprecia a originalidade da CleanTechnica? Considere se tornar um membro, apoiador, técnico ou embaixador da CleanTechnica - ou um patrono no Patreon.
Publicidade
Tem uma dica para a CleanTechnica, deseja anunciar ou sugerir um convidado para nosso podcast CleanTech Talk? Entre em contato conosco aqui.
