THE NEW YORK TIMES, CHANGSHA, CHINA - Em Changsha, no meio da China, milhares de químicos, engenheiros e trabalhadores de fábricas estão determinando o futuro das baterias.
A Universidade Central South na cidade forma aos montes os profissionais que estão fazendo a tecnologia avançar, assim como a Universidade Stanford moldou as carreiras dos empresários do Vale do Silício que foram pioneiros em microchips. Do outro lado do rio Xiang, fábricas enormes misturam minerais aos compostos altamente processados que tornam possíveis as baterias recarregáveis.
Essas baterias, fabricadas principalmente com lítio, levaram ao surgimento de celulares e outros produtos eletrônicos de uso pessoal. Elas estão transformando a indústria automobilística e podem, em breve, começar a fazer o mesmo com os painéis solares fotovoltaicos e as turbinas eólicas, cruciais no combate às mudanças climáticas. A China domina o refino químico e a produção delas.
Agora, a China está se posicionando para comandar a próxima grande inovação das baterias recarregáveis: substituir o lítio pelo sódio, um material muito mais barato e abundante.
O sódio, encontrado em todo o mundo como parte do sal, é vendido por 1% a 3% do preço do lítio e é quimicamente muito semelhante. Os avanços recentes significam que as baterias de sódio podem agora ser recarregadas diariamente durante anos, reduzindo aos poucos uma vantagem fundamental das baterias de lítio. A capacidade de energia armazenada das baterias de sódio também aumentou.
E elas contam com uma grande vantagem: mantêm quase toda a sua carga quando as temperaturas caem para bem abaixo de zero, algo que as baterias de lítio não costumam fazer.
Em Changsha, profissionais formados no campus arborizado da Universidade Central South estão trabalhando na tecnologia de baterias de sódio em laboratórios de pesquisa nas imediações administrados por empresas como a alemã BASF, a maior fabricante de produtos químicos do mundo. Uma das primeiras grandes fábricas de produtos químicos para as baterias de sódio já está sendo construída a alguns quarteirões de distância dos laboratórios.
Executivos chineses do setor de baterias disseram em entrevistas que descobriram no ano passado como produzir células de bateria de sódio tão semelhantes às de lítio que podem ser fabricadas com o mesmo equipamento. A gigante chinesa CATL, a maior fabricante mundial de baterias para carros elétricos, diz ter descoberto um modo de usar as células de sódio e células de lítio num conjunto híbrido de baterias para automóveis elétricos, combinando o baixo custo e a resistência às intempéries das células de sódio com o longo alcance das células de lítio. A empresa diz que agora está preparada para produzir em massa esses modelos híbridos de baterias.
“Estamos prontos para industrializá-lo”, disse Huang Qisen, vice-reitor do Instituto de Pesquisa da CATL, em entrevista na sede da empresa em Ningde, na China.
A CATL, abreviação de Contemporary Amperex Technology, depende em parte de produtos químicos de Changsha e recentemente construiu sua primeira linha de produção de baterias de sódio em grande escala em Ningde.
As multinacionais estão demonstrando interesse no sódio.
“Isso reduzirá o pico da demanda por lítio”, disse Mike Henry, CEO da BHP, a maior empresa de mineração do mundo. “Estou confiante de que vamos começar a ver o sódio substituir o lítio em certos usos.”
As pesquisas sobre o uso de sódio em baterias começaram para valer na década de 1970, lideradas então pelos Estados Unidos. Pesquisadores japoneses fizeram avanços cruciais há mais de uma década. Desde então, as empresas chinesas assumiram a liderança na comercialização da tecnologia.
Das 20 fábricas de baterias de sódio hoje planejadas ou já em construção em todo o mundo, 16 estão na China, de acordo com a Benchmark Minerals, empresa de consultoria. Em dois anos, a China terá quase 95% da capacidade mundial de produzir baterias de sódio. A produção de baterias de lítio ainda vai ofuscar a de baterias de sódio nesse momento, prevê a Benchmark, mas os avanços com o sódio estão acelerando.
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O uso mais promissor para as baterias de sódio é nas redes elétricas, as redes de fios e torres que transmitem eletricidade. As baterias para redes elétricas são um mercado em rápido crescimento, sobretudo na China. A Tesla disse esta semana que construiria uma fábrica em Xangai para produzir baterias de lítio para concessionárias de energia.
As baterias de sódio precisam ser maiores que as de lítio para armazenar a mesma carga elétrica. Isso é um problema para os carros, que têm espaço limitado, mas não para o armazenamento na rede elétrica. As concessionárias que trocarem o lítio pelo sódio podem simplesmente colocar o dobro de baterias grandes em um terreno vazio próximo aos painéis solares ou às turbinas eólicas.
As companhias elétricas de todo o mundo têm um apetite cada vez maior por grandes quantidades de armazenamento de energia com baterias conforme mudam para fontes menos poluentes, como a solar e a eólica. Elas precisam ser capazes de armazenar energia enquanto o sol brilha e o vento sopra e, depois, usá-la para substituir a energia gerada por carvão ou gás.
Ao contrário das baterias de lítio, as baterias de sódio mais recentes não exigem materiais escassos como o cobalto, um mineral extraído principalmente na África em condições que têm preocupado os defensores dos direitos humanos. As novas baterias de sódio também não precisam de níquel, que tem como origem principalmente as minas na Indonésia, na Rússia e nas Filipinas.
Contudo, enquanto a China corre para liderar o setor de baterias de sódio, ela ainda encara desafios. Para começar, há a questão de onde obter o sódio.
Embora o sal seja abundante, os Estados Unidos respondem por mais de 90% das reservas mundiais à disposição para extração do carbonato de sódio, a principal fonte industrial de sódio. Nas profundezas do deserto do Wyoming encontra-se um depósito enorme de carbonato de sódio, formado há 50 milhões de anos. O carbonato de sódio de lá é extraído há muito tempo para a indústria americana de fabricação de vidro.
Com reservas naturais insignificantes de carbonato de sódio e relutante em depender das importações dos EUA, a China prefere produzir carbonato de sódio sintético em fábricas de produtos químicos movidas a carvão.
Também há dúvidas em relação à durabilidade das baterias de sódio. As companhias de energia elétrica querem ver como é o desempenho das baterias de sódio ao longo dos anos em ambientes externos, não apenas nos laboratórios, disse David Fishman, consultor do setor na Lantau Group, empresa de consultoria.
Mas Fishman e outros estão agora observando com bastante atenção o desenvolvimento das baterias de sódio. A demanda por baterias está crescendo rapidamente e é pouco provável que o lítio continue sendo o material dominante indefinidamente.
“Sim, o sódio tem uma função”, disse Henry, da BHP. “A China está na vanguarda da condução de pesquisas sobre isso.” / TRADUÇÃO DE ROMINA CÁCIA