A instalação de 100 MW e 1.000 MWh utiliza dióxido de carbono comprimido e liquefeito em vez de baterias de lítio. Construída no deserto de Gobi, ela busca armazenar energia renovável e devolvê-la à rede quando a demanda aumenta.
A China deu mais um passo no desenvolvimento do armazenamento de eletricidade de longa duração com a primeira conexão à rede de uma gigantesca instalação que utiliza dióxido de carbono (CO₂) para armazenar e recuperar energia. Desenvolvido pela estatal China Huadian na região de Xinjiang, o projeto tem potência de 100 megawatts (MW) e capacidade de armazenamento de 1.000 megawatts-hora (MWh), o equivalente a dez horas de geração em sua potência nominal. A primeira conexão foi realizada em 30 de setembro de 2026 e permitiu testar o funcionamento integrado dos principais processos tecnológicos da instalação.
Instalação ocupa mais de 56 hectares no deserto de Gobi
A usina fica no condado autônomo cazaque de Mulei, na prefeitura de Changji, uma área no noroeste da China onde estão em desenvolvimento grandes projetos de geração solar e eólica.
A infraestrutura ocupa aproximadamente 565.000 metros quadrados, o equivalente a 56,5 hectares, e é composta por cinco grandes estruturas para armazenar CO₂ gasoso, 141 unidades de armazenamento de CO₂ líquido e 97 unidades destinadas ao armazenamento de energia térmica.
O sistema faz parte de um complexo energético que prevê 600 MW de geração eólica e 400 MW de energia solar. Sua função será aproveitar parte da eletricidade disponível em períodos de alta produção renovável e devolvê-la à rede quando necessário.
A capacidade de 1.000 MWh ajuda a dimensionar o projeto. Enquanto os 100 MW indicam a potência máxima de geração elétrica prevista, os 1.000 MWh representam a energia que pode ser fornecida durante um ciclo completo de descarga.
Na prática, a instalação poderia fornecer 100 MW por dez horas consecutivas, desde que as condições de operação permitam o uso de toda a sua capacidade nominal.
Como funciona uma gigantesca bateria que utiliza dióxido de carbono
Diferentemente das baterias de íons de lítio, que armazenam energia por meio de reações eletroquímicas, a instalação chinesa utiliza um processo termodinâmico baseado na compressão e nas mudanças de estado do CO₂.
Quando há excedente de eletricidade, o sistema aciona grandes compressores que aumentam a pressão do dióxido de carbono gasoso. Essa etapa gera calor, que é recuperado e armazenado por equipamentos especializados.
Em seguida, o gás comprimido é resfriado até se transformar em líquido, que fica armazenado em recipientes projetados para esse fim.
Quando a rede elétrica precisa de energia, o processo é invertido. O CO₂ líquido volta ao estado gasoso, recupera parte do calor armazenado e se expande por uma turbina conectada a um gerador elétrico.
Assim, a instalação transforma novamente em eletricidade a energia armazenada.
Uma característica fundamental é que o dióxido de carbono circula em um circuito fechado. Isso significa que ele atua no transporte e no armazenamento de energia, sem servir como combustível ou ser consumido a cada ciclo.
A tecnologia também não deve ser confundida com a captura permanente de carbono. O CO₂ utilizado permanece dentro do sistema, e a capacidade de reduzir emissões depende principalmente da eletricidade armazenada e da geração convencional que eventualmente possa substituir.
Por que a China aposta nessa tecnologia
Um dos principais desafios dos sistemas elétricos com alta participação de energia solar e eólica é a diferença entre os horários de geração e de consumo.
Uma usina solar pode produzir grandes volumes de eletricidade durante o dia, mas deixar de gerar à noite. Algo semelhante ocorre com parques eólicos quando a velocidade do vento diminui.
O armazenamento permite transferir parte dessa geração para períodos de maior demanda.
As baterias convencionais de lítio já cumprem essa função em vários sistemas elétricos, mas as tecnologias de longa duração buscam oferecer alternativas para períodos de descarga mais prolongados e diferentes condições de operação.
O armazenamento com CO₂ também tem uma possível vantagem em relação a certos sistemas de ar comprimido: não exige necessariamente cavernas subterrâneas ou formações geológicas específicas para armazenar o gás.
Isso, porém, não significa que a tecnologia possa ser instalada sem grandes obras. Ela requer recipientes de armazenamento, trocadores de calor, compressores, turbinas e sistemas de controle.
Sua competitividade dependerá tanto da eficiência energética quanto dos custos de construção, manutenção e operação.
Tecnologia desenvolvida com apoio de universidade
Pesquisadores da Universidade Jiaotong de Xi'an participam do desenvolvimento tecnológico. A equipe, liderada pelo professor Xie Yonghui, trabalha em sistemas de armazenamento baseados nas mudanças de estado do dióxido de carbono.
A tecnologia foi levada à escala industrial pela Bairang New Energy, também conhecida internacionalmente como Exax Energy, enquanto a Dongfang Electric ficou responsável por atividades de engenharia e construção, além do fornecimento dos principais equipamentos.
O projeto não começou diretamente com uma instalação de 1.000 MWh.
Em dezembro de 2023, uma parceria entre a universidade, a Bairang New Energy e o grupo industrial Anhui Conch conseguiu conectar à rede uma instalação demonstrativa de 10 MW e 80 MWh na província de Anhui.
A usina de Xinjiang tem dez vezes a potência do projeto anterior e 12,5 vezes sua capacidade energética, ampliando consideravelmente a escala de aplicação da tecnologia.
O projeto também foi incluído em programas chineses de demonstração de novas tecnologias energéticas e equipamentos industriais avançados.
A usina poderá fornecer 200 milhões de kWh por ano
A China Huadian estima que, quando atingir a capacidade prevista, a instalação poderá gerar cerca de 200 milhões de quilowatts-hora por ano, o equivalente a 200 GWh.
A empresa também projeta que sua operação permitirá evitar o consumo de aproximadamente 50.000 toneladas de carvão padrão por ano e reduzir em cerca de 170.000 toneladas anuais as emissões de CO₂.
Esses números são estimativas relacionadas à operação futura da usina, e não resultados anuais já registrados.
Em termos técnicos, a empresa afirma que os equipamentos foram projetados para ter vida útil de pelo menos 30 anos e suportar mais de 20.000 ciclos de partida e parada.
A instalação também poderá passar do início da partida à potência máxima em menos de 20 minutos, característica importante para responder a variações na demanda de eletricidade.
Outro dado de destaque é que a turbina de CO₂ tem eficiência de projeto superior a 92%. Esse índice, porém, refere-se ao desempenho da turbina, e não à eficiência total do sistema de armazenamento.
O rendimento total deve levar em conta a eletricidade consumida na compressão, liquefação e demais processos, em comparação com a eletricidade recuperada posteriormente.
Até o momento, não foram divulgados dados independentes suficientes para determinar a eficiência global do sistema em condições prolongadas de operação nem o custo real de armazenamento por unidade de energia.
Conexão à rede abre nova etapa de testes
A primeira conexão, em 30 de setembro, permitiu concluir a integração das principais etapas do processo, da compressão do gás à geração de eletricidade.
Esse marco, no entanto, não demonstra por si só que a usina tenha concluído todas as verificações necessárias para uma operação comercial contínua.
O próximo desafio será verificar a resposta da instalação a ciclos repetidos de carga e descarga, seu comportamento em diferentes níveis de potência e a disponibilidade efetiva dos equipamentos.
Também será necessário avaliar os custos de manutenção, as perdas de energia e o desempenho em comparação com outras alternativas, como baterias de lítio, sistemas de armazenamento de energia por ar comprimido e usinas hidrelétricas reversíveis.
A importância do projeto está justamente em sua escala. A China está levando uma tecnologia que, até poucos anos atrás, era usada principalmente em projetos de demonstração a instalações capazes de prestar serviços de armazenamento a grandes redes elétricas.
Se os resultados operacionais e econômicos confirmarem as expectativas dos desenvolvedores, o armazenamento por meio de CO₂ poderá se tornar mais uma opção para integrar grandes volumes de energia renovável, sem depender exclusivamente de baterias eletroquímicas.
Por enquanto, a usina de Xinjiang demonstra a integração industrial em grande escala, enquanto seu desempenho de longo prazo e sua competitividade comercial ainda precisam ser avaliados.
