A Holcim concluiu a instalação de duas baterias térmicas Joule Hive em uma de suas instalações de produção de cimento, como parte de uma colaboração com a Electrified Thermal Solutions (ETS) para testar o aquecimento de processos industriais com eletricidade, em vez da dependência total de gás ou carvão. O anúncio não especificou a instalação nem sua localização, mas representa a passagem da tecnologia da fase de demonstração para uma aplicação industrial em uma das maiores empresas de cimento do mundo.
A ETS, uma empresa derivada do Massachusetts Institute of Technology (MIT), desenvolve baterias térmicas que utilizam tijolos refratários cuja composição química foi modificada com a adição de mais óxidos metálicos, tornando-os eletricamente condutores. Quando a corrente passa, os tijolos aquecem a temperaturas de até 1.800 graus Celsius, níveis que, segundo a empresa, são adequados para aplicações como cimento, aço, vidro e produtos químicos, além da produção de vapor.
Como funciona a Joule Hive?
Os tijolos são empilhados dentro de um contêiner isolado do tamanho aproximado de um elevador, e o contêiner armazena o calor por até três dias. A ETS afirma que a eficiência do processo chega a 95% e que o sistema pode ser carregado usando o excedente de eletricidade renovável ou durante as horas de menor demanda da rede. Essa característica permite separar o momento do consumo de eletricidade do momento do uso do calor na instalação industrial.
A indústria do cimento necessita de temperaturas elevadas que são difíceis de fornecer por meio das tecnologias tradicionais de aquecimento elétrico, razão pela qual a combustão de combustíveis permaneceu como a opção habitual. A fonte indica que cerca de 20% do consumo mundial de energia é destinado ao chamado calor de processo, utilizado em indústrias como as de cimento, aço e alumínio. O cimento também é responsável por cerca de 8% das emissões globais de dióxido de carbono, segundo a fonte.
Do teste à implantação industrial
O projeto da Holcim foi precedido por um sistema Joule Hive comercial em grande escala no Southwest Research Institute, na cidade de San Antonio, que registrou mais de 1.000 horas de operação. A ETS considerou os resultados desse teste uma prova de conceito da tecnologia antes de avançar para o projeto da Holcim. Nos termos do acordo, a Holcim também se tornará parceira investidora da ETS, e a startup espera ampliar a relação no futuro.
Ram Muthu, chefe de excelência operacional da Holcim, afirmou que a implantação da tecnologia permite à empresa avaliar o potencial do calor industrial elétrico como parte de sua estratégia de descarbonização de processos de alta temperatura. Por sua vez, Daniel Stack, diretor executivo da ETS, descreveu o projeto como um passo importante para levar o aquecimento elétrico do cimento e do concreto da demonstração à aplicação.
O que muda na prática?
A notícia não significa que a indústria do cimento tenha se tornado livre de emissões, porque uma parcela importante das emissões do cimento resulta da reação química de transformação do calcário em clínquer, e não apenas da queima de combustíveis. Portanto, as baterias Joule Hive podem tratar o aspecto do calor de processo, mas não resolvem todas as fontes de emissões do setor.
Há outro precedente para a aplicação da tecnologia na fábrica de produtos químicos da Ashland, em Calvert City, no estado do Kentucky, onde o projeto de implantação das baterias recebeu uma subvenção de contrapartida de até 35 milhões de dólares do Departamento de Energia dos Estados Unidos em 2024. O projeto pretende substituir caldeiras movidas a metano, reduzindo em cerca de 70% as emissões associadas à produção de vapor, segundo o Departamento de Energia. A capacidade da tecnologia da ETS de operar de forma econômica e em grande escala, bem como a disponibilidade de eletricidade de baixas emissões, continua entre as questões que serão definidas pela operação efetiva em várias instalações industriais.