Energia osmótica: Noruega planeja usina de 2 MW

Projeto é expansão de central pioneira, baseada na diferença de salinidade de águas do rio e do mar, em operação desde 2009

Central osmótica de Tofte, Noruega (FOTO: Statkraft) Le Journal de l’Éolien Nº 13, junho de 2013

Parte dos fluxos de água que se deslocam das nascentes até o mar é responsável pelos 800 GW instalados no mundo, representando 16% da demanda elétrica global. 

Além desse enorme potencial gravitacional, a diferença de salinidade entre a água doce e a água do mar pode gerar uma quantidade importante de eletricidade. É a chamada energia osmótica.

“Teoricamente, 0,8 kWh/m3 podem ser produzidos, o que equivale à energia gerada pelo desnível de 280 metros de uma barragem hidrelétrica”, explica Bruce Logan, pesquisador da Universidade da Pensilvânia (EUA). 

Em escala global, estima-se que o potencial da energia osmótica é de 2.000 GW, dos quais quase a metade pode ser efetivamente aproveitada. 

Um “gradiente osmótico” – diferença de concentração salina entre duas massas de água separadas por uma membrana semipermeável – induz o movimento de moléculas de água no sentido da solução mais concentrada. 

Este fenômeno pode ser utilizado em grande escala para gerar eletricidade, aproveitando o encontro de fluxos caudalosos de água doce e de água salgada, como na foz de um rio volumoso (figura).

Esquema de funcionamento da central osmótica Statkraft, na Noruega.
Adaptado de Le Journal de l’Éolien Nº 13, junho de 2013

O desafio tecnológico é obter membranas eficientes e duradouras. PRO (Pressure-Retarded Osmosis) e RED (Reverse ElectroDialysis) são as técnicas mais avançadas para se extrair energia osmótica. “Ambas estão relativamente próximas do estágio comercial, mas ainda limitadas pelos custos e duração de vida das membranas”, afirma Logan. 

Com o tempo, os poros das membranas vão se fechando, reduzindo sua eficácia e, consequentemente, a rentabilidade das instalações. 

Membranas à base de acetato de celulose – especialmente elaboradas para PRO e menos susceptíveis a esses efeitos limitantes – propiciam uma densidade de potência entre 3 e 4 W/m2. Já membranas à base de compósitos de poliamidas em camada fina podem alcançar até 10 W/m2. 

Em escala real, no entanto, as membranas produzem em média bem menos. Na central osmótica experimental de Tofte (Noruega), desenvolvida pela Statkraft – empresa norueguesa de energia – as membranas produzem em média 1 W/m2. 

Em parceria com a canadense Hydro-Québec, a Statkraft projeta uma instalação osmótica para Sunndalsora (fiorde no extremo-Norte da Noruega), com capacidade de 1 a 2 MW, dotada de membranas com potência específica entre 3 e 4 W/m2. A usina deve entrar em operação em meados de 2015.

Membranas à base de nanotubos de Boro-Azoto prometem eficiências espetaculares para a geração de energia osmótica.

Resultados obtidos em laboratório, na Universidade Claude Bernard, de Lion (França), apontam para potências mil vezes maiores com este tipo de nanomembrana, capazes de produzir até 30 MWh de eletricidade por ano.

Fonte: Le Journal de l’Éolien, hors-série Nº 13, junho de 2013