Projeto de Pesquisa: Armazenamento de Calor para uma Berlim Climaticamente Neutra

Berlim está em uma jornada rumo à neutralidade climática, e uma parte essencial dessa transição é o fornecimento de aquecimento da cidade. Para ajudar a cidade a atingir esse objetivo, o Instituto Reiner Lemoine (RLI), o Instituto de Pesquisa Econômica Ecológica (IÖW) e o Instituto de Proteção Climática, Energia e Mobilidade (IKEM) realizaram um estudo conjunto. Seus resultados mostraram a necessidade de grandes sistemas sazonais de armazenamento de calor em Berlim.

Por que esses sistemas de armazenamento de calor são tão importantes? Eles podem armazenar calor extra durante os meses de verão e usá-lo no inverno, quando a demanda é maior. Com o tipo certo de armazenamento, especificamente o armazenamento de calor em aquíferos, Berlim pode se tornar menos dependente de combustíveis fósseis e aliviar a pressão sobre a rede elétrica. O armazenamento de calor em aquíferos armazena e recupera calor em camadas isoladas de água subterrânea.

"O armazenamento de calor nos permite usar energia renovável de forma mais eficiente", explica Marie-Claire Gering, do RLI. "Ele reduz a dependência de combustíveis fósseis e alivia o sistema energético, tornando-se essencial para o fornecimento de aquecimento neutro em carbono em Berlim." No entanto, os pesquisadores veem a necessidade de ações em relação à disponibilidade de espaço, à incerteza no processo de aprovação e às informações sobre as condições geológicas.

Os sistemas de armazenamento de calor podem utilizar com eficácia o calor residual local e fontes de calor renováveis, como data centers, aquecimento de águas residuais ou energia solar térmica. À medida que os preços dos combustíveis fósseis aumentam (devido ao comércio de emissões e ao crescente grau de eletrificação no fornecimento de aquecimento), o armazenamento de calor torna-se uma opção cada vez mais atraente economicamente.

Em relação ao armazenamento de calor em larga escala e de curto prazo, Berlim poderia aumentar substancialmente a participação de calor renovável em todo o seu fornecimento de calor. O armazenamento de longo prazo poderia aumentar a participação de calor renovável e calor residual em cerca de cinco pontos percentuais, considerando uma capacidade de armazenamento de até 440 gigawatts-hora. Já o armazenamento de curto prazo, como tanques de água quente, poderia estabilizar a rede elétrica e amortecer os picos de carga, tornando benéfico um aumento de duas a três vezes na capacidade de armazenamento de curto prazo existente.

Em redes distritais descentralizadas, o armazenamento de calor em aquíferos pode armazenar até 33% do calor anual. Particularmente benéfico para fontes de calor residual urbano, como data centers ou sistemas de esgoto, esse tipo de armazenamento é crucial, pois aproveita totalmente sua energia.

Um desafio significativo é o espaço limitado para armazenamento térmico acima do solo, que também enfrenta obstáculos legais e de planejamento. Soluções subterrâneas, como o armazenamento de calor em aquíferos, são uma alternativa promissora, mas a adequação geológica subterrânea de Berlim para esse tipo de armazenamento ainda precisa ser investigada. Um Roteiro Geotérmico aprovado pelo Senado visa preencher essa lacuna de conhecimento.

Além desses desafios técnicos, incertezas nos procedimentos de aprovação e a falta de transparência nas práticas administrativas podem dificultar a implementação do armazenamento de calor. A expansão do armazenamento de calor poderia ser acelerada com um impulso político que o defina como bem-estar público. Outros desafios incluem altos custos de investimento e obstáculos técnico-econômicos prevalentes na transição para energia limpa.

Os resultados do projeto fornecem insights inestimáveis ​​para o planejamento térmico de Berlim em sua busca pela neutralidade climática.