Cientistas dizem que o aumento das emissões de gases de efeito estufa representa um risco de uma média de 2 °C de aquecimento global, o que teria graves consequências em muitos níveis. A principal responsável é a energia fóssil: como extraímos, processamos e usamos. Grandes esforços são necessários para que o mundo atinja a meta estabelecida no Acordo de Paris: manter a elevação da temperatura bem abaixo de 2 °C e trabalhar para limitá-la ainda mais a 1,5 °C. A chave para isso é aumentar a parcela de energia renovável.
Como essa produção não pode ser gerenciada da mesma maneira que no caso de fontes fósseis ou de energia nuclear, haverá uma necessidade maior de armazenamento de energia. "Não há escassez de energia renovável - muito pelo contrário. Em termos globais, energia solar e eólica é o que mais existe", afirma Bo Normark, Chefe de redes inteligentes e armazenamento de energia na InnoEnergy, o motor de inovação para energia sustentável em toda a Europa.
"Se pudermos obter mais disso no sistema energético, haverá enormes ganhos resultantes, em parte porque esta energia é limpa, e em parte porque é muito mais eficiente do que combustíveis fósseis. É uma combinação imbatível." Ele continua: "No que diz respeito ao armazenamento, inicialmente isso envolvia grandes depósitos interconectados por linhas de transformadores, mas agora a necessidade de armazenamento reduzido aumentou. Nesses casos, as baterias são de grande interesse."
A transição para eletrificação em grande escala chegou mais longe na indústria automotiva, com praticamente todos os fabricantes de veículos tendo projetos ambiciosos em andamento. A eletrificação também está aumentando em áreas como automação, robótica e tecnologia médica. "À medida que as baterias melhoram, suas aplicações estão aumentando. Agora, é possível alimentar até mesmo grandes veículos com baterias", afirma Kristina Edström, professora de química inorgânica e chefe do centro avançado de baterias de Ångström, da Universidade de Uppsala, na Suécia.
Se esse desenvolvimento for continuar, as células de baterias precisam se tornar ainda mais poderosas, seguras, duradouras e previsíveis. Este último aspecto significa saber quanto da capacidade você ousa usar sem estragar a bateria - e quanto mais você aumenta a quantidade de energia, mais importante se torna a segurança.
"Já é possível aumentar a quantidade de energia, produzindo baterias muito mais poderosas, mas primeiro temos de evitar reações indesejáveis, para que as baterias não danifiquem o equipamento em que estão", afirma Kristina Edström. "Então, é uma questão de combinar alta potência com alta energia. Hoje, as baterias são otimizadas para potência ou otimizadas para energia, mas às vezes você deseja ambas: para poder operar os equipamentos por um longo tempo e recarregá-lo rapidamente também."
O aumento do uso de baterias demanda muitas exigências: de políticas que fornecem as condições adequadas para uma mudança para a eletrificação, para um ecossistema completo que funcione bem, desde a extração de matéria-prima até a reciclagem de baterias, que é sustentável a longo prazo. A maioria dos tipos modernos de baterias depende de metais especiais ou compostos metálicos que não estão disponíveis em grandes quantidades. Cerca de um milhão de toneladas métricas de níquel é extraído por ano, por exemplo, em comparação aos 1,4 bilhão de toneladas métricas de ferro extraída a cada ano. A demanda pelos três principais "metais da bateria", níquel, cobalto e lítio, aumentou drasticamente. "Até porque a indústria automotiva quer garantir seus recursos", explica Per Storm, Gerente Geral EIT RawMaterials North, o maior consórcio no setor de matérias-primas em todo o mundo.
"No médio prazo, o cobalto é o grande problema. Não é extraído em muitos lugares e é um subproduto de outros metais. Uma grande parte dele é extraído no Congo, onde existem preocupações sociais e ambientais".
Ele continua: "No que diz respeito ao níquel, a capacidade de produção é maior do que na década de 1990, quando a China estava rapidamente se industrializando, e há chances mais prováveis de aumentá-la. O lítio é o menos usado dos três metais e a sua produção pode ser aumentada, especialmente no Chile e na Bolívia. Acredito que a demanda de lítio cresça consideravelmente, mas que o mercado possa atender ao aumento da demanda."
