As esferas de concreto do fundo do oceano podem guardar a energia que as usinas renováveis desperdiçam todo dia. Um instituto alemão desenvolveu o sistema que usa a pressão da água como bateria gigante, devolvendo eletricidade à rede com eficiência de 80%.
Como as esferas de concreto armazenam energia no fundo do oceano?
O sistema imita as usinas hidrelétricas reversíveis, mas usa o oceano como reservatório natural. Cada esfera oca, instalada entre 600 e 800 metros de profundidade, fica rodeada pela enorme coluna d’água acima dela. O ciclo completo ocorre em quatro etapas:
- Carregamento: quando sobra energia na rede, uma bomba esvazia o interior da esfera contra a pressão do mar.
- Armazenamento: a esfera permanece vazia sob alta pressão externa, mantendo o potencial energético acumulado.
- Geração: quando a demanda sobe, uma válvula se abre, a água entra com força, aciona uma turbina e devolve eletricidade à rede.
- Manutenção: a unidade de bombeamento-turbina é removida para terra e reinserida sem desinstalar a estrutura do fundo do oceano.
Esse último detalhe resolve um dos maiores desafios de qualquer tecnologia submarina: manutenção sem custos proibitivos. A eficiência estimada de 80% coloca o sistema no mesmo nível das melhores usinas reversíveis convencionais em operação hoje.
Qual é a capacidade de armazenamento de cada esfera de concreto?
O salto entre o protótipo atual e a versão comercial deixa clara a escala da ambição do projeto. O protótipo, desenvolvido com a empresa americana Sperra por impressão 3D em concreto, tem 10 metros de diâmetro e será instalado na costa da Califórnia com 0,4 MWh de capacidade. A versão comercial prevista é de outro patamar:
| Característica | Protótipo oceânico | Escala comercial |
|---|---|---|
| Diâmetro | 10 metros | 30 metros |
| Profundidade | 500 a 600 metros | 600 a 800 metros |
| Capacidade | 0,4 MWh | 20 MWh |
| Potência | 0,5 MW | 5 a 7 MW |
| Peso | Não divulgado | 20.000 toneladas |
O desenvolvimento conta com investimento conjunto de US$ 7,7 milhões dos governos dos Estados Unidos e da Alemanha, com o protótipo oceânico previsto para operar em 2026.
Quanto custa o sistema comparado às baterias de lítio?
Um estudo publicado em dezembro de 2024 no Journal of Marine Science and Engineering calculou que o custo do tanque de concreto para armazenamento submerso chega a aproximadamente US$ 0,15 por Wh com projeto otimizado. Esse número entra diretamente na disputa com as baterias de lítio, ainda caras e dependentes de minerais críticos como cobalto.
A profundidade mínima para viabilidade econômica foi estimada em 200 metros, com os custos caindo progressivamente até cerca de 1.500 metros antes de voltarem a subir.
Por que parques eólicos offshore são o destino natural do projeto?
A geração eólica offshore tem um problema crônico: produz mais energia à noite e em dias de vento forte, quando o consumo é menor. As esferas instaladas na mesma área dos parques resolvem dois problemas ao mesmo tempo: guardam o excedente e ainda funcionam como ancoragem das plataformas flutuantes das turbinas.
O Instituto Fraunhofer IEE já validou o princípio num teste-piloto no Lago Constança, na fronteira entre Alemanha, Áustria e Suíça, com resultados publicados em 2021 no Journal of Energy Storage.
Por que o Brasil é candidato a receber as esferas de concreto?
A tecnologia funciona melhor onde a costa afunda rapidamente, criando profundidades superiores a 200 metros a distâncias viáveis da orla. Noruega, Japão e Brasil estão entre os candidatos mais promissores por reunirem essa condição geográfica com demanda crescente por armazenamento de renováveis.
O gargalo da energia renovável nunca foi gerar, foi guardar. As esferas de concreto do StEnSea apostam que a resposta está no fundo do oceano, usando a pressão da água como combustível disponível a qualquer hora.