A produção de materiais como cimento, vidro, ferro e aço exige enormes quantidades de energia. Embora a mudança para longe dos combustíveis fósseis esteja em andamento, essas indústrias ainda representam uma parte significativa da produção de eletricidade. Enquanto algumas fábricas estão recorrendo à energia eólica ou solar, uma solução mais eficiente pode estar no horizonte.
Tijolo refratário: uma solução antiga para um problema moderno
Pesquisadores da Stanford Doerr School of Sustainability exploraram o potencial de redistribuição de energia armazenando-a como calor, em vez de eletricidade. Sua pesquisa se concentrou em uma tecnologia que remonta à Idade do Bronze: tijolos refratários.
Esses blocos, feitos de cerâmica, são conhecidos por sua capacidade de suportar calor extremo, tornando-os adequados para fornos usados na produção de vidro, onde as temperaturas podem ultrapassar 1.500°C. Os pesquisadores acreditam que esses tijolos também podem ser usados para capturar e armazenar energia térmica.
Armazenamento de calor vs. baterias
“A diferença entre o armazenamento em tijolos refratários e o armazenamento em baterias é que os tijolos armazenam calor em vez de eletricidade e seu custo é dez vezes menor que o das baterias”, explica Mark Jacobson, o principal autor do estudo e professor de engenharia civil e ambiental.
O estudo demonstrou que recipientes isolados cheios de tijolos refratários podem capturar e reter o calor gerado por painéis solares ou turbinas eólicas de forma estável, tornando-o adequado para aplicações industriais.
Ar quente: o futuro da manufatura?
O processo envolve a circulação de ar por meio das pilhas de tijolos, que absorvem o calor. Este ar quente pode então ser direcionado para áreas específicas dentro de uma instalação de produção. Tal sistema poderia reduzir significativamente as emissões de CO2, das quais 17% são provenientes da produção de calor usando combustíveis fósseis.
Para avaliar a eficácia dessa tecnologia, os pesquisadores desenvolveram um modelo de computador de simulação. Eles descobriram que, para 90% dos 149 maiores países emissores de carbono, o uso de tijolos refratários provou ser mais benéfico em comparação com a instalação de painéis solares, turbinas eólicas ou até mesmo hidrelétricas.
Esses resultados promissores decorrem das economias de energia alcançadas pelo armazenamento direto de calor. Este método elimina a necessidade de converter energia elétrica em calor, um processo que geralmente leva a perdas de energia. O estudo prevê uma redução na dependência de baterias em 14,5%, hidrogênio em 31% e armazenamento de calor subterrâneo em 27,3%.
Além de seus benefícios energéticos, a mudança para tijolos refratários também aliviaria a demanda por metais raros usados em baterias. Os tijolos refratários, feitos de cerâmica, requerem apenas terra para sua produção.
“O que me entusiasma é que o impacto é muito grande, enquanto muitas das tecnologias que estudei têm impactos marginais”, enfatiza Jacobson. “Aqui, posso ver um benefício substancial de baixo custo em várias frentes, seja ajudando a reduzir as mortes por poluição do ar ou facilitando a transição do mundo para energia renovável limpa.”
O estudo também observa que as empresas já estão comercializando sistemas de armazenamento de energia térmica, como tijolos refratários, tornando a implementação em grande escala mais viável. Os pesquisadores estão otimistas de que a adoção generalizada dessa tecnologia pode contribuir para atingir emissões líquidas zero até 2050.
