Engenheiros no Texas dizem que dá para engarrafar a calmaria. Eles planejam transformar eletricidade excedente em oxigênio líquido a menos 183°C e, depois, reverter isso em energia cara nos horários de pico, com quase nenhuma fumaça e com o carbono já capturado.
Como o oxigênio líquido transforma energia barata em valor
Quando os preços caem, uma unidade de separação de ar extrai oxigênio do ar. As plantas já fazem isso em larga escala na siderurgia e na indústria química. A diferença está no que vem depois. Em vez de vender oxigênio gasoso imediatamente, o processo o resfria até virar oxigênio líquido (LOX) e armazena esse fluido frio e denso em tanques isolados. Tanques grandes, no estilo dos de GNL, mantêm a evaporação (boil-off) mínima.
Mais tarde, quando a rede elétrica grita por oferta, os operadores aquecem esse LOX, alimentam um ciclo de turbina de alta eficiência e vendem eletricidade quando as margens estão gordas. O Southwest Research Institute (SwRI) e a 8 Rivers patentearam esse ciclo de arbitragem. Ele se apoia em equipamentos conhecidos - separação criogênica do ar, armazenamento de LOX e uma turbina compacta de CO₂.
Armazene oxigênio quando a energia é barata. Queime mais limpo e venda quando a energia é cara. A diferença paga os tanques.
O ciclo Allam-Fetvedt em palavras simples
O coração do plano é o ciclo Allam-Fetvedt, criado sob a 8 Rivers e já comprovado em escala piloto. Ele queima gás natural não no ar, mas em oxigênio puro mais CO₂ reciclado. Essa escolha remove o nitrogênio da chama, reduzindo drasticamente NOx, e transforma o escapamento em CO₂ quase puro e água. Você condensa a água, mantém o CO₂ em um circuito fechado como fluido de trabalho e aproveita sua pressão supercrítica para girar uma turbina. Em seguida, envia o fluxo “novo” de CO₂ para armazenamento ou para a indústria, já separado.
Isso é uma usina sem a pluma clássica. Você obtém desempenho próximo ao das melhores turbinas a gás - às vezes melhor - e sai com CO₂ pronto para duto. Isso evita a etapa delicada, faminta de energia, de captura que atrapalha muitos projetos.
O que a ligação com a Lua realmente significa
LOX impulsionou o Saturn V e os foguetes atuais. Equipes de foguetes confiaram nele porque ele concentra oxigênio de forma densa e escoa bem. Agora, engenheiros de energia pegam emprestado o mesmo manual. Eles tratam o LOX como um “habilitador” armazenável que desacopla a etapa de produzir oxigênio da hora em que você precisa dos megawatts.
- Tecnologia antiga, novo timing: o oxigênio criogênico sai do serviço industrial constante e passa a “deslocar” energia no tempo na rede.
- Chama mais limpa: a combustão oxi-combustível remove o nitrogênio, então a captura fica direta.
- Virada de receita: faça LOX com preços negativos ou baixos e queime quando os preços estiverem no pico.
Por que a oscilação de preços faz isso funcionar
Vento e solar empurram os preços para baixo durante noites ventosas ou fins de semana ensolarados. Depois, uma onda de frio, a rampa do fim da tarde ou tempo calmo faz os preços subirem rápido. O SwRI modelou o sistema hora a hora ao longo de um ano inteiro e viu spread suficiente para justificar tanques e chillers. A lógica fica mais forte à medida que as renováveis crescem. Mais energia de custo marginal zero significa vales mais profundos e picos mais altos.
Conforme as renováveis sobem, a volatilidade sobe. Volatilidade cria opcionalidade. LOX “banca” essa opcionalidade em tanques de aço.
Hoje, redes elétricas cortam (curtail) gigawatt-hora de vento porque as linhas congestionam ou a demanda fica baixa. Esse desperdício prejudica produtores e consumidores. Uma planta de LOX pode absorver parte desse excedente sem a raridade de terrenos exigidos pela hidro reversível (pumped hydro) ou a curta duração de muitas fazendas de baterias.
O que isso poderia significar para a rede do Reino Unido
A Grã-Bretanha já vê preços negativos à noite e durante fins de semana ventosos. O Balancing Mechanism paga para reduzir a geração eólica, o que frustra todo mundo. Uma planta Allam habilitada por LOX poderia virar esse jogo. Ela compraria energia quando os preços caem, produziria oxigênio que não estraga e, então, operaria forte nos picos de demanda enquanto captura carbono para os clusters de armazenamento no Mar do Norte.
Ela também fica ao lado das opções existentes, em vez de tirá-las do caminho. Pense nisso como um complemento de longa duração, flexível em combustível, que recompensa a volatilidade em vez de temê-la.
Como se compara com outras ideias de armazenamento
| Opção | Duração típica | Eficiência ida e volta | Observações de escala |
|---|---|---|---|
| Baterias de lítio | 1–4 horas | ~85–92% | Resposta rápida, restrições na cadeia de suprimentos |
| Hidro reversível (pumped hydro) | 6–20+ horas | ~70–85% | Depende de geografia, licenças demoradas |
| Ar criogênico (LAES) | 6–12+ horas | ~50–60% | Ar como fluido de trabalho, existem pilotos no Reino Unido |
| LOX + ciclo Allam | 8–24+ horas | A economia depende do spread de preços; eficiência elétrica alta na descarga | Combina com clusters de CCS, precisa de suprimento de gás |
Onde o hardware deve chegar primeiro
O SwRI planeja conectar o conceito ao seu site de demonstração STEP em San Antonio já em 2026. O STEP já testa turbomáquinas de CO₂ supercrítico em escala relevante. Adicionar a produção de LOX e o loop Allam-Fetvedt o transformaria em uma vitrine de energia despachável, de baixa emissão, que ganha mais quando a rede mais precisa.
A cadeia de suprimentos parece familiar. Unidades criogênicas de separação de ar são compradas prontas (off the shelf). Tanques de LOX espelham armazenamento de gases industriais. O ciclo de turbina se baseia em equipamentos testados por anos. Isso reduz o risco tecnológico e acelera projetos reais.
Custos, riscos e as letras miúdas
Os números exigem atenção cuidadosa. Produzir oxigênio custa eletricidade - plantas industriais frequentemente reportam algumas centenas de kWh por tonelada para oxigênio gasoso, com um acréscimo para a liquefação. Os operadores precisam dimensionar tanques para atravessar períodos de calmaria. As taxas de boil-off ficam baixas em tanques grandes, mas não são zero. O manuseio de LOX também exige segurança rigorosa: ele transforma pequenos vazamentos em riscos de incêndio, então as instalações precisam de treinamento e afastamentos.
A história do carbono depende de dutos e armazenamento. O ciclo Allam entrega CO₂ puro, mas ainda é preciso um lugar seguro para colocá-lo. O Reino Unido agora tem projetos de armazenamento no Mar do Norte em andamento, o que ajuda. As regras do mercado também importam. Se a política recompensar térmicas flexíveis de baixo carbono e pagar por capacidade, o caso se fortalece. Se os mercados continuarem cortando renováveis sem remunerar a absorção do excedente, o caso enfraquece.
Quem se beneficia quando funciona
- Consumidores veem menos picos de preço se mais plantas flexíveis entrarem nos horários de ponta.
- Donos de eólica e solar perdem menos receita por curtailment.
- Clusters industriais ganham um fluxo constante de CO₂ para uso ou sequestro.
- Operadores de rede ganham capacidade despachável que escala sem depender de geografias raras.
O que observar a seguir
Dois marcos indicam a decolagem. Primeiro, um modelo comercial claro que precifique eletricidade fora de ponta, produção de LOX e vendas no pico. Segundo, localização próxima a dutos de CO₂ e hubs de armazenamento para monetizar o carbono capturado sem grandes desvios. Um piloto que rode durante um inverno e um verão completos dirá como ele lida com a volatilidade real.
Contexto extra para leitores de energia
Oxigênio líquido não é uma bateria, então não o enquadre como armazenamento de ida e volta puro. Pense nele como um oxidante “deslocável no tempo” que torna uma planta de alta eficiência, com captura de carbono, mais flexível. Se você quiser sentir o payback, desenhe um spread simples: pegue um preço médio fora de ponta que você consiga travar (hedge), some o custo de energia e capital para produzir e armazenar LOX e, então, compare com a receita de eletricidade no pico e quaisquer créditos de CO₂. Se o spread superar seus custos amortizados com folga, os tanques se pagam.
O Reino Unido pode testar uma simulação com dados reais de preço. Baixe um ano de preços no atacado em intervalos de meia hora, marque janelas de preço negativo ou baixo, modele a produção de LOX nesses períodos e, depois, rode a planta Allam nas horas do decil superior de preços. Some preço de carbono e um pagamento de capacidade, se disponível. Esse modelo rápido mostrará com que frequência os tanques ciclam, quão grandes precisam ser e como a economia muda com mais vento no sistema.
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