Engenheiros no Texas defendem que também é possível “engarrafar” a bonança da rede. A proposta passa por transformar eletricidade excedentária em oxigénio líquido (LOX) a −183 °C e, mais tarde, converter esse recurso em eletricidade valiosa nas horas de ponta - com emissões visíveis praticamente inexistentes e com o carbono já separado.
Oxigénio líquido (LOX): como a electricidade barata ganha valor
O mecanismo começa quando o preço da electricidade cai. Nessa altura, uma unidade de separação de ar retira oxigénio do ar ambiente - algo que a indústria já faz há décadas, por exemplo na siderurgia e na química. A diferença está no passo seguinte: em vez de colocar oxigénio gasoso imediatamente no mercado, o processo arrefece-o até o tornar oxigénio líquido (LOX) e guarda-o em depósitos isolados.
Depósitos de grande dimensão, semelhantes aos usados no armazenamento de gases liquefeitos, mantêm as perdas por evaporação muito baixas. Na prática, isto permite desacoplar duas coisas que normalmente acontecem ao mesmo tempo: “produzir oxigénio” e “precisar de potência”.
Guardar oxigénio quando a electricidade é barata. Queimar de forma mais limpa e vender quando a electricidade é cara. A diferença de preços paga os depósitos.
Quando a rede eléctrica volta a precisar de energia - e a remuneração por MWh melhora - os operadores aquecem o LOX, alimentam um ciclo de turbina de alta eficiência e vendem electricidade nas horas em que as margens são mais atractivas. O Southwest Research Institute (SwRI) e a 8 Rivers patentearam este ciclo de arbitragem, combinando tecnologia conhecida: separação criogénica do ar, armazenamento de LOX e uma turbina compacta com CO₂ como fluido de trabalho.
O ciclo Allam‑Fetvedt explicado sem jargão
O núcleo da solução é o ciclo Allam‑Fetvedt, desenvolvido pela 8 Rivers e já validado em escala piloto. Em vez de queimar gás natural com ar, o ciclo queima-o com oxigénio puro e CO₂ reciclado. Esta escolha elimina o azoto do processo de combustão, reduz drasticamente a formação de NOx e transforma os gases de exaustão essencialmente numa mistura de CO₂ quase puro e vapor de água.
O passo seguinte é directo: condensa-se a água e mantém-se o CO₂ num circuito fechado, onde actua como fluido de trabalho. Em condições supercríticas, a pressão do CO₂ é aproveitada para accionar a turbina. O CO₂ “novo” que entra no sistema, por sua vez, sai já separado e pode ser encaminhado para armazenamento geológico ou para utilização industrial.
O resultado é uma central sem a clássica pluma de exaustão. O desempenho eléctrico aproxima-se das melhores turbinas a gás e, em alguns cenários, pode mesmo superá-las - com a vantagem adicional de fornecer CO₂ pronto para transporte por gasoduto, evitando a etapa de captura posterior, tipicamente complexa e intensiva em energia.
O que a ligação aos foguetões realmente quer dizer
O LOX foi o oxidante do Saturn V e continua a ser um pilar em lançadores modernos. A confiança da indústria espacial vem de duas propriedades simples: elevada densidade de oxigénio e facilidade de escoamento. Os engenheiros de sistemas eléctricos estão agora a aplicar a mesma lógica, tratando o LOX como um “facilitador” armazenável: produz-se oxigénio quando a energia é barata e consome-se oxigénio quando são precisos megawatts.
- Tecnologia antiga, utilização diferente: o oxigénio criogénico deixa de ser apenas produção contínua para a indústria e passa a servir a gestão temporal da rede.
- Chama mais limpa: a combustão com oxigénio (oxy-fuel) remove o azoto do processo, tornando a separação de carbono muito mais simples.
- Receita por volatilidade: produz-se LOX em períodos de preços baixos (ou até negativos) e gera-se electricidade quando o preço dispara.
Porque as oscilações de preço tornam o modelo viável
Eólica e solar empurram os preços para baixo em noites ventosas e em fins-de-semana muito soalheiros. Depois, um pico de procura, uma vaga de frio ou horas com pouco vento fazem os preços subir rapidamente. O SwRI simulou o sistema hora a hora ao longo de um ano e concluiu que, em determinados mercados, a diferença entre “vale” e “pico” pode ser suficiente para pagar compressores, permutadores e depósitos.
À medida que cresce a penetração de renováveis, a lógica tende a reforçar-se: mais energia com custo marginal próximo de zero cria vales mais profundos e picos mais elevados.
Mais renováveis aumentam a volatilidade. A volatilidade cria opcionalidade. O LOX transforma essa opcionalidade em aço, isolamento e capacidade de despacho.
Hoje, muitas redes são obrigadas a cortar produção (curtailment) de energia eólica porque as linhas saturam ou porque a procura está baixa. Esse desperdício penaliza produtores e consumidores. Uma instalação de LOX pode absorver parte desse excedente sem depender da geografia rara da bombagem hidroeléctrica e sem ficar limitada às poucas horas típicas de muitas soluções com baterias.
Um ponto adicional: onde isto encaixa na Europa e em Portugal
No contexto ibérico e europeu, onde a integração de renováveis acelera e a interligação nem sempre acompanha, soluções que consomem electricidade em excesso e devolvem potência despachável ganham interesse. Para Portugal, além da volatilidade de preços grossistas, há um ângulo industrial relevante: a proximidade a polos com consumo de gases industriais e a possível evolução de infra-estruturas de CO₂ (no quadro da política europeia para captura e armazenamento) podem determinar onde uma solução deste tipo faria mais sentido.
Em paralelo, esta abordagem pode coexistir com electrólise (produção de hidrogénio) e outras cargas flexíveis. O factor decisivo é simples: quem consegue responder rapidamente aos sinais de preço e, ao mesmo tempo, cumprir metas de descarbonização, tende a capturar valor num sistema eléctrico cada vez mais intermitente.
O que isto poderia significar para a rede do Reino Unido
O Reino Unido já regista preços negativos durante a madrugada e em fins-de-semana particularmente ventosos. O mecanismo de balanceamento chega a pagar para reduzir produção eólica, o que gera frustração generalizada. Uma central Allam‑Fetvedt com LOX poderia inverter parte desta dinâmica: compraria electricidade quando o preço afunda, produziria oxigénio (que não “estraga”) e operaria com força nas horas de maior procura, encaminhando o carbono capturado para os clusters de armazenamento no Mar do Norte.
Importa notar que esta solução não pretende substituir as alternativas existentes. Funciona mais como um complemento de longa duração e com flexibilidade de combustível, desenhado para beneficiar da volatilidade em vez de a sofrer.
Comparação com outras ideias de armazenamento
| Opção | Duração típica | Eficiência de ciclo completo | Notas de escala |
|---|---|---|---|
| Baterias de iões de lítio | 1–4 horas | ~85–92% | Resposta muito rápida; limitações na cadeia de abastecimento |
| Hídrica por bombagem | 6–20+ horas | ~70–85% | Depende da geografia; licenciamento demorado |
| Ar criogénico (LAES) | 6–12+ horas | ~50–60% | Usa o ar como fluido de trabalho; existem projectos piloto no Reino Unido |
| LOX + ciclo Allam‑Fetvedt | 8–24+ horas | Economia depende dos diferenciais de preço; eficiência eléctrica elevada na descarga | Alinha com polos de CCS; requer abastecimento de gás |
Onde o equipamento poderá ser instalado primeiro
O SwRI aponta para a integração do conceito no seu local de demonstração STEP Demo, em San Antonio, possivelmente já em 2026. O STEP já é usado para testar turbomáquinas com CO₂ supercrítico em escala relevante. Ao adicionar produção de LOX e o circuito Allam‑Fetvedt, o local poderá tornar-se uma montra de geração despachável com baixas emissões - e com maior receita precisamente quando a rede mais precisa.
Também ajuda o facto de a cadeia de fornecimento ser relativamente madura: unidades criogénicas de separação de ar existem “prontas a instalar”, os depósitos de LOX seguem padrões da indústria de gases e o ciclo de turbina assenta em componentes testados durante anos. Isto reduz risco tecnológico e acelera o caminho para projectos comerciais.
Custos, riscos e letras pequenas
Aqui, os detalhes mandam. Produzir oxigénio consome electricidade: instalações industriais reportam frequentemente algumas centenas de kWh por tonelada para oxigénio gasoso, com consumo adicional para a liquefacção. Além disso, os depósitos precisam de ser dimensionados para atravessar períodos prolongados de preços baixos - é aí que se ganha volume de LOX.
As perdas por evaporação são pequenas em depósitos grandes, mas nunca são nulas. E o manuseamento de LOX impõe disciplina rigorosa de segurança: por ser um oxidante muito forte, pode transformar pequenas fugas em riscos acrescidos de incêndio. Isso implica formação, procedimentos, distâncias de segurança e desenho cuidadoso das zonas de armazenamento.
A narrativa do carbono depende igualmente de infra-estruturas: o ciclo Allam entrega CO₂ de elevada pureza, mas é indispensável ter gasodutos e armazenamento (ou consumidores industriais) para o destino final. No Reino Unido, os projectos de armazenamento no Mar do Norte avançam, o que melhora a viabilidade. As regras de mercado também contam: se houver remuneração para capacidade flexível de baixo carbono (por exemplo, pagamentos de capacidade), o caso financeiro fortalece; se o sistema continuar a penalizar a absorção de excedentes e a compensar apenas o corte de renováveis, o incentivo diminui.
Quem ganha quando o modelo funciona
- Consumidores: menos picos de preço quando mais capacidade flexível entra nas horas críticas.
- Produtores eólicos e solares: menos perdas de receita por cortes de produção.
- Polos industriais: acesso a um fluxo constante de CO₂ para utilização ou sequestro.
- Operadores de rede: potência despachável que escala sem depender de geografia rara.
O que acompanhar a seguir
Dois marcos vão indicar se isto “descola”. O primeiro é um modelo comercial claro que articule compra de electricidade fora de ponta, produção e armazenamento de LOX, e venda em horas de ponta. O segundo é a escolha de locais próximos de infra-estruturas de CO₂ (gasodutos e armazenamento), para valorizar o carbono capturado sem trajectos longos e caros. Um piloto que atravesse um inverno e um verão completos mostrará, com dados reais, como o sistema reage à volatilidade ao longo do ano.
Contexto extra para quem segue energia de perto
Convém não tratar o oxigénio líquido como se fosse uma bateria clássica. O LOX não é “armazenamento eléctrico puro”; é, sobretudo, um oxidante deslocável no tempo que torna uma central de alta eficiência com captura de carbono muito mais flexível.
Para testar rapidamente o retorno potencial, o exercício é pragmático: assume-se um preço médio fora de ponta (eventualmente com cobertura por instrumentos de mercado), somam-se custos de energia e de capital para produzir e armazenar LOX, e compara-se com a receita nas horas de ponta - adicionando eventuais créditos de carbono e pagamentos de capacidade. Se a diferença superar os custos amortizados com margem, os depósitos justificam-se.
No caso do Reino Unido, dá para simular com dados reais: usar um ano de preços grossistas a cada meia hora, marcar as janelas de preço negativo ou baixo para produção de LOX, e operar a central Allam nas horas do decil superior de preços. Ao acrescentar o preço do carbono e um eventual pagamento de capacidade, a simulação revela quantas vezes os depósitos rodam, que volume de LOX é necessário e como a economia muda à medida que entra mais eólica no sistema.
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