O armazenamento doméstico de energia está recebendo uma reformulação da bateria de fluxo

Nov 16, 2023

Lá vão eles de novo: a Geórgia prepara uma nova bateria de fluxo para o mercado de armazenamento de energia doméstica em alta.

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O custo do armazenamento doméstico de energia continua caindo, com as baterias de íon-lítio dominando o mercado. Se a tendência continuar, não demorará muito para que baterias domésticas inteiras sejam tão comuns quanto geladeiras e outros eletrodomésticos indispensáveis. Isso também pode incluir a nova tecnologia de bateria de fluxo. Uma vez limitadas a usos em escala de serviços públicos, as baterias de fluxo estão diminuindo em tamanho e custo.

A principal universidade pública da Geórgia, o Instituto de Tecnologia da Geórgia, prepara uma nova bateria de fluxo compacta para o mercado de armazenamento de energia doméstica em brasa. Foto cortesia de Georgia Tech.

Tudo o mais sendo igual, qualquer redução no preço das baterias será refletida no custo de um sistema doméstico de armazenamento de energia. Esse "todo o resto" refere-se à mão-de-obra e outros elementos de equilíbrio do sistema que entram no custo total instalado de uma bateria para toda a casa.

As partes interessadas em íons de lítio certamente fizeram sua parte para reduzir os custos. Em janeiro passado, a Bloomberg observou que o custo das baterias de íon-lítio caiu 80% por quilowatt-hora de 2013 a 2021.

O Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) do Departamento de Energia dos EUA pesquisou a paisagem em 2021 e creditou a queda no custo das baterias de íon-lítio por continuar a reduzir o custo instalado de sistemas domésticos de armazenamento de energia, apesar de um ligeiro aumento no balanço de custos do sistema.

O NREL observa que prever tendências futuras de custo é um exercício difícil. No entanto, no ano passado, o NREL analisou os números e apresentou uma continuação da espiral descendente para o armazenamento doméstico de energia de íon-lítio, mesmo sob um cenário conservador.

As baterias de fluxo são novas no cenário doméstico de armazenamento de energia, embora a tecnologia exista desde o século XX. Os contornos básicos são simples. Você pega dois tanques de fluidos complementares e abre as torneiras. Os fluidos interagem e empregam sua química especial para gerar uma carga elétrica, sob o olhar atento de um acompanhante de membrana. Os pesquisadores também têm trabalhado em baterias de fluxo livre de membrana, mas isso está em algum lugar no futuro (nossa cobertura completa está aqui).

Em comparação com as baterias convencionais de íon-lítio, as baterias de fluxo têm várias vantagens importantes. "As baterias de fluxo podem ser recarregadas sem se degradar como as baterias convencionais. Elas também podem fornecer armazenamento de energia por longos períodos de tempo, porque os dois líquidos podem ser armazenados indefinidamente em seus próprios tanques até que alguém precise de eletricidade", observou CleanTechnica em 2020.

O fator de segurança também entra em jogo. Dependendo da química específica da bateria de fluxo, os fluidos podem empregar materiais não tóxicos, abundantes em terra e não inflamáveis. Isso atraiu a atenção do Departamento de Defesa dos EUA, que contratou a Lockheed Martin para instalar uma bateria de fluxo em Fort Carson, no Colorado.

As partes interessadas em veículos elétricos também estão de olho na tecnologia de bateria de fluxo para melhorias de segurança e desempenho.

A ideia do veículo elétrico com bateria de fluxo não evoluiu muito, em parte porque a tecnologia é mais adequada para cenários de escala de serviços públicos e outros usos superdimensionados – até recentemente, é claro. Cerca de uma década de trabalho de P&D reduziu consideravelmente o tamanho das baterias de fluxo.

As baterias de fluxo dimensionadas para uso residencial já estão no mercado. O ponto de discórdia agora é o preço. O custo das baterias de fluxo e das baterias de íon de lítio para uso em toda a casa está atualmente em pé de igualdade com o custo de adicionar um novo sistema HVAC, se não mais. Esse custo inicial pode colocá-los fora do alcance de muitos proprietários de residências, independentemente de qualquer economia nas contas de serviços públicos a longo prazo.

O mercado solar on-line Energy Sage fornece uma ferramenta de pesquisa de código postal fácil de usar para estimar o custo de um sistema de armazenamento de energia para toda a casa com energia solar no telhado. Não é barato.

Em termos de salvar o planeta de mudanças climáticas catastróficas, uma queda acentuada no custo do armazenamento doméstico de energia permitiria que mais proprietários de residências apoiassem a aceleração do desenvolvimento eólico e solar.