Há muito que os seres humanos constroem estruturas imponentes para mostrar o poder de impérios, governantes, religiões e empresas. Atualmente, há mais edifícios altos do que nunca. Mas os arranha-céus poderão em breve ter um novo objetivo: armazenar energia renovável.
Um dos maiores obstáculos a uma rede elétrica dominada por energia limpa é a intermitência de algumas fontes renováveis. Por vezes, há nuvens quando a energia solar é necessária, ou o vento pára de soprar, e as turbinas não conseguem gerar energia. Outras vezes, o sol e o vento produzem mais eletricidade do que a necessária.
O armazenamento é crucial para equilibrar a produção e o consumo. É provável que seja necessária uma combinação de tecnologias - desde várias formas de baterias a outros métodos de armazenamento de energia - para aumentar a capacidade.
Os arranha-céus de baterias. No final de maio, a Skidmore, Owings & Merrill (SOM), a empresa de arquitetura e engenharia por detrás de alguns dos edifícios mais altos do mundo, anunciou uma parceria com a empresa de armazenamento de energia Energy Vault para desenvolver novas soluções de armazenamento de energia por gravidade.
Estas incluem o projeto de um arranha-céus que utilizaria um motor alimentado por eletricidade da rede para elevar blocos gigantes quando a procura de energia é baixa. Estes blocos armazenariam a eletricidade como energia "potencial". Quando houvesse procura, os blocos seriam baixados, libertando a energia, que seria convertida em eletricidade.
Os edifícios altos são a especialidade da SOM. Projetou o One World Trade Center de Nova Iorque, a Willis Tower de Chicago, anteriormente conhecida como Sears Tower, e o arranha-céus mais alto do mundo, o Burj Khalifa no Dubai, com mais de 828 metros de altura.
"Esta é uma oportunidade de aproveitar esta experiência (...) e utilizá-la para o armazenamento de energia, permitindo-nos libertarmo-nos dos combustíveis fósseis", explica à CNN Bill Baker, sócio-consultor da SOM e engenheiro estrutural do Burj Khalifa.
O zero líquido requer armazenamento em escala de rede
Se o mundo quiser atingir a neutralidade carbónica até 2050, o armazenamento à escala da rede, ou seja, as tecnologias ligadas à rede elétrica que podem armazenar energia e utilizá-la quando necessário, terão de ser intensificadas, de acordo com a Associação Internacional de Energia.
As baterias de iões de lítio, muito populares nos veículos elétricos, não podem resolver o problema sozinhas. Por um lado, não podem armazenar energia durante longos períodos.
Isso pode ser bom para transferir energia da parte mais ensolarada da tarde para a noite, quando a procura aumenta, mas a energia pode precisar de ser armazenada durante mais tempo do que isso.
A energia hidroelétrica por bombagem, que já é amplamente utilizada para armazenar energia renovável, pode fazer isso. Consiste numa turbina que bombeia água de um reservatório situado numa zona baixa para outro situado numa zona alta durante as horas de vazio. Quando a procura aumenta, a água é libertada para fluir através de uma turbina geradora de eletricidade. Mas isso requer um terreno montanhoso e muito espaço.
A torre de superestrutura da SOM e da Energy Vault, que poderia variar de 300 a 1.000 metros de altura, teria estruturas vazadas semelhantes a poços de elevador para mover os blocos, deixando espaço para inquilinos residenciais e comerciais. (As empresas estão também a estudar a integração de energia hidroelétrica por bombagem nos arranha-céus, utilizando água em vez de blocos).
Em última análise, poderão ser armazenados vários gigawatts-hora de energia, o que é suficiente para alimentar vários edifícios, diz Robert Piconi, diretor-executivo da Energy Vault, à CNN.
Dois especialistas em armazenamento de energia contactados pela CNN questionaram se a economia de uma bateria de arranha-céus poderia funcionar, dado o espaço que teria de ser utilizado para o armazenamento de energia e as alterações estruturais que seriam necessárias para suportar o peso extra.
Mas a Energy Vault e a SOM estão confiantes de que as suas soluções são comercialmente viáveis.
A Energy Vault já concluiu um projeto na China que diz ser o primeiro sistema de armazenamento de energia gravitacional hidroelétrica sem bomba à escala comercial do mundo. O edifício de 150 metros de altura - que tem uma capacidade de armazenamento de 100 megawatts-hora - foi construído propositadamente para armazenar energia e não tem espaço para inquilinos.
Quanto mais alto, melhor?
Permitir a utilização de energias renováveis ajudaria a compensar a pegada de carbono dos edifícios superaltos. Atualmente, o setor dos edifícios e da construção é responsável por quase 40% das emissões globais de gases com efeito de estufa.
Estão a ser desenvolvidos esforços para resolver este problema, desde equipar os edifícios com melhor isolamento até à construção com materiais alternativos menos intensivos em carbono, como a madeira.
Alguns edifícios estão literalmente a tornar-se mais ecológicos. Em Milão, o arquiteto italiano Stefano Boeri criou torres cobertas de árvores e arbustos e apresentou um projeto semelhante para as torres do Dubai.
"Se a superestrutura já é alta, estamos apenas a aproveitar essa vantagem", diz Robert Piconi, diretor-executivo, Energy Vault.
Mas os edifícios também estão a ficar mais altos e mais abundantes, pelo menos em parte para satisfazer a procura resultante da rápida urbanização, que levou as pessoas para as cidades, onde o espaço limitado pode significar que a melhor forma de construir é para cima.
Entre 1900 e 1999, foram construídos em todo o mundo 235 edifícios com mais de 200 metros de altura, revela Daniel Safarik, do Conselho de Edifícios Altos e Habitat Urbano, à CNN por correio eletrónico. No ano passado, foram construídos 179 edifícios com essa altura ou mais.
Quando se trata de estruturas de armazenamento de energia gravitacional, quanto mais alto, melhor. Uma estrutura de armazenamento de energia por gravidade muito alta poderia compensar o seu carbono incorporado - proveniente da construção e dos materiais - num prazo de dois a quatro anos.
"Se a superestrutura for alta de qualquer forma, estamos apenas a aproveitar isso", acrescenta Piconi.
A SOM e a Energy Vault estão agora à procura de parceiros de desenvolvimento para transformar os seus projetos em realidade. A credibilidade da SOM na área dos edifícios altos "ajudará a enfrentar o desafio de conseguir construir o primeiro", conclui Piconi.
