Resumo:
A equipe de pesquisa do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT), na Alemanha, divulgou recentemente os últimos resultados da pesquisa apontando que o pó de ferro deverá se tornar uma parte importante do futuro sistema de energia limpa. Este combustível reciclável não só poderia ajudar a armazenar e transportar energia renovável, como também poderia proporcionar novas utilizações para centrais elétricas a carvão desativadas, melhorando a estabilidade do sistema energético e, ao mesmo tempo, alcançando os objetivos de neutralidade climática.
O sistema de energia do pó de ferro opera com base em um processo cíclico, disseram os pesquisadores. Quando o pó de ferro queima, libera calor e forma óxido de ferro, também conhecido como ferrugem. O hidrogênio produzido a partir de energia renovável pode então remover o oxigênio do óxido de ferro, reduzindo-o novamente a ferro metálico para que possa ser usado novamente. Nenhum dióxido de carbono é emitido durante todo o ciclo e nenhum poluente ambiental prejudicial é produzido.
A equipe de pesquisa acredita que uma das maiores vantagens desta tecnologia é a sua capacidade de utilizar instalações existentes de geração de energia a carvão. Dado que as características de combustão do ferro pulverizado são tão próximas das do carvão, muitas centrais eléctricas alimentadas a carvão podem ser adaptadas sem necessidade de reconstrução completa. Os pesquisadores apontaram que o trabalho de modificação se concentrou principalmente em equipamentos de combustão e geração de calor, enquanto instalações importantes, como turbinas a vapor, geradores e sistemas de conexão à rede, podem continuar a ser utilizadas.
Para países com extensa infra-estrutura energética a carvão, esta opção é altamente atractiva. Os investigadores afirmaram que, tomando a Alemanha como exemplo, as centrais eléctricas existentes, as redes de aquecimento e as instalações de apoio relacionadas podem ganhar nova vitalidade, reduzindo assim o custo da transição energética.
Além da geração de energia, o pó de ferro também é visto como um potencial transportador de energia de longa distância. Os investigadores prevêem a utilização de eletricidade renovável para produzir hidrogénio em parques eólicos costeiros ou bases solares no deserto e, em seguida, utilizar o hidrogénio para reduzir o óxido de ferro em pó de ferro. O pó de ferro pode então ser transportado para áreas que exigem energia e queimado para liberar a energia armazenada.
Comparado com o hidrogênio, o pó de ferro tem vantagens óbvias no armazenamento e transporte. O hidrogénio normalmente requer condutas dedicadas, terminais de importação e instalações de armazenamento subterrâneo, enquanto o pó de ferro pode ser armazenado e transportado de uma forma mais simples durante longos períodos de tempo, reduzindo assim potencialmente o investimento na construção de infra-estruturas energéticas em grande escala. O excesso de electricidade renovável na Europa também pode ser utilizado para completar o processo de regeneração do pó de ferro, formando assim um sistema regional de ciclo energético.
Para avaliar o potencial real desta tecnologia, a equipe de pesquisa expandiu o modelo energético PERSEUS existente com base nos resultados do projeto de pesquisa "Círculos Limpos" para incluir estações de energia de combustível de ferro, instalações de regeneração de ferro e redes de armazenamento e transporte de apoio no sistema de simulação. Os investigadores construíram então um modelo de sistema energético europeu com impacto neutro no clima para 2050 e compararam a solução de pó de ferro com tecnologias como o armazenamento de energia em baterias, o armazenamento de energia a hidrogénio e a geração de energia a combustível de hidrogénio.
Os resultados da simulação mostram que em todos os cenários estudados, a opção de utilização de usinas movidas a ferro aparece na combinação de sistemas energéticos de menor custo. No entanto, os investigadores também sublinharam que este resultado não significa que o pó de ferro substituirá a energia do hidrogénio, mas é mais provável que se torne um complemento importante a este último.
A pesquisa descobriu que a tecnologia do pó de ferro é particularmente valiosa em países e regiões que carecem de recursos hidrelétricos ou não têm condições de armazenamento subterrâneo de hidrogênio. Nesses locais, o pó de ferro pode ajudar a manter o fornecimento de energia estável quando a energia eólica e solar são insuficientes por longos períodos de tempo. Além disso, o pó de ferro também pode partilhar algumas das necessidades de transporte e armazenamento de energia quando a capacidade dos gasodutos de hidrogénio e dos terminais de importação está próxima do limite superior.
O líder da investigação afirmou que o pó de ferro pode desempenhar um papel único e economicamente valioso na consecução da neutralidade climática e na melhoria da fiabilidade das energias renováveis no futuro. No entanto, se a "nova era do ferro" realmente chegou ainda depende de duas questões-chave: como serão necessárias modificações em grande escala nas centrais eléctricas a carvão existentes, e se o processo de redução do óxido de ferro em ferro metálico pode alcançar uma eficiência e economia suficientemente elevadas.
A equipa de investigação acredita que os resultados da simulação atual mostram que o pó de ferro tem potencial para se tornar uma parte importante do futuro sistema energético da Europa com impacto neutro no clima, mas a sua competitividade final ainda precisa de ser comprovada através de verificação de engenharia real e aplicação comercial. À medida que a transformação energética global continua a avançar, este material metálico aparentemente tradicional pode desempenhar um novo papel estratégico na futura era da energia limpa.
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