O mercado global de turbinas
O mercado global de turbinas eólicas e produtos relacionados, como motores e geradores, foi avaliado em mais de US$ 100 bilhões em 2012. O forte crescimento na fabricação de aeronaves e na geração de energia está impulsionando a demanda. Embora 70% do mercado global esteja concentrado na América do Norte e na Europa, a China apresenta o crescimento mais expressivo. A China está começando a produzir suas próprias turbinas, impulsionada pela demanda por turbinas eólicas. A Dinamarca é o único país com superávit comercial em turbinas eólicas devido às suas exportações.
Existem três principais segmentos de mercado para turbinas: motores de turbina usados exclusivamente para propulsão de aeronaves, turbinas a gás para geração de eletricidade e turbinas eólicas. A demanda por turbinas eólicas ultrapassará a de turbinas a gás até 2012. Turbinas eólicas modernas eram vendidas por US$ 1,5 milhão por megawatt em 2010. Se os Estados Unidos instalassem 20% de seu suprimento de energia a partir de energia eólica, isso representaria um mercado de US$ 250 bilhões. O mercado global de turbinas eólicas estabeleceu um novo recorde em 2011, atingindo um tamanho total de 42 gigawatts (GW). A capacidade global total era de 239 GW em 2012. A China já havia instalado uma capacidade total de 63 GW.
Os fabricantes de turbinas eólicas estão respondendo à demanda específica com turbinas eólicas de eixo vertical (VAWTs) e turbinas eólicas de eixo horizontal (HAWTs). O crescimento da demanda é certo e inovações fundamentais no setor são necessárias para superar o fator limitante dos metais de terras raras. Uma turbina eólica industrial utiliza mais de uma tonelada de ímãs, dos quais 35% são de neodímio. Atualmente, a China produz 95% desse metal de terras raras. Para extrair metais de terras raras, ácidos agressivos são bombeados para poços perfurados, onde os produtos químicos dissolvem todos os depósitos. A lama resultante é então bombeada para lagoas, o que representa riscos ocupacionais e ambientais significativos. Novas fontes, novos processos e novos tipos de materiais serão necessários à medida que o setor de energia eólica continuar a evoluir.
Inovação
Diversos setores industriais verdes de alto crescimento dependem de metais de terras raras. A Toyota precisa de 2 a 4 libras de neodímio e disprósio para o motor híbrido do seu popular Prius e de lantânio para suas baterias. A força do mercado chinês de metais de terras raras foi demonstrada pela evolução da fabricante de baterias BYD, que se tornou uma montadora de sucesso. Em 2011, uma frota de táxis elétricos da BYD em Shenzhen, na China, com autonomia de 300 quilômetros, havia acumulado 6 milhões de quilômetros, com cada veículo percorrendo uma média de mais de 160.000 quilômetros. O acesso exclusivo a metais de terras raras proporciona a vantagem necessária para penetrar no mercado. É nesse cenário competitivo em constante evolução dos setores industriais verdes em geral, e da produção de energia em particular, que a descoberta de Shawn Frayne oferece uma nova abordagem fundamental. Ele inventou um sistema de geração de energia por flutuabilidade aerodinâmica que opera sem metais de terras raras. Em última análise, esse gerador de eletricidade poderia operar sem nenhum metal, nem mesmo cobre ou aço inoxidável.
Shawn Frayne, formado em física pelo MIT, observou como a pressão do vento gera vibrações em faixas e cordas alongadas. Ele estudou essa força aerodinâmica, capaz de construir e destruir uma ponte, como foi o caso da Ponte Tacoma Narrows na década de 1940 — um fenômeno bem conhecido por todos os engenheiros civis. Essa experiência ensinou aos especialistas como projetar estruturas capazes de resistir a essa força da natureza. Shawn adotou uma abordagem diferente, imaginando como trabalhar com o fluxo, projetando um sistema para aproveitar a energia do movimento do vento e convertê-la em eletricidade sem a necessidade de uma turbina.
A mente criativa deste inventor multitalentoso, detentor de um portfólio de patentes com potencial de comercialização nas áreas de embalagens e purificação de água, fincou raízes em Hong Kong. Após uma recepção morna por parte de fundos de capital de risco americanos, Shawn se estabeleceu nesta cidade-estado chinesa, onde ele e sua equipe estão desenvolvendo maneiras de gerar eletricidade sem movimento rotacional e, potencialmente, até mesmo sem metais de terras raras. Embora a ciência esteja bem estabelecida, a transição para aplicações comerciais está emergindo após três anos de tentativas e erros.
O primeiro fluxo de caixa
Eliminar os metais de terras raras da equação das turbinas eólicas — eliminando a própria turbina — é uma inovação revolucionária. Embora a penetração em larga escala no mercado possa levar mais uma década ou talvez até mesmo uma geração, existem vários nichos de mercado que são alvos claros para a startup Humdinger, sediada em Hong Kong. A mini correia eólica é potencialmente a primeira aplicação comercial. Este minúsculo dispositivo tem a capacidade de substituir as baterias dos sensores. Como uma pequena rajada de vento de apenas 10 km/h é suficiente para gerar a energia necessária para operar um sensor, uma correia eólica poderia substituir, ao longo de sua vida útil, 100 baterias e a mão de obra necessária para trocá-las.
O mercado global de sensores está em plena expansão. De detectores de incêndio e monitoramento meteorológico a registros de temperatura e pH, a sociedade moderna depende fortemente da medição remota e independente de dezenas de parâmetros. A capacidade de eliminar sensores alimentados por bateria, combinada com a possibilidade de permanecer independente da rede elétrica, cria uma nova oportunidade de negócios que constrói um modelo de negócios baseado no que você já possui — um princípio fundamental da economia azul.
A oportunidade
A eliminação de turbinas, ímãs e, no futuro, até mesmo de todos os metais, ao gerar eletricidade a partir do vento que cria vibrações aerodinâmicas, abre um amplo leque de oportunidades para a produção e o consumo de energia local. Embora o custo atual da eletricidade gerada por vibrações aeroelásticas já coloque a energia por quilowatt-hora em pé de igualdade com todas as fontes tradicionais, a oportunidade vai além do óbvio. Um conceito energético completamente novo poderá surgir, com aplicações específicas no mundo budista.
A primeira aplicação em larga escala desse dispositivo gerador de energia pode muito bem ocorrer no Butão. Toda criança nessas nações do Himalaia cresce para ser um prospector de energia eólica. Por quê? Como os budistas oram agitando bandeiras ao vento, a chave é saber de onde vem o vento. Cada mastro poderia ser equipado com um cabo, conectado a uma boia, gerando eletricidade durante a oração. A faixa alongada — a correia do vento — poderia até ter orações pintadas nela. Essa seria a forma suprema de "energia sagrada": quanto mais vento, mais eletricidade, mais orações!
Um milhão de mastros representam 12 watts por hora por célula eólica, para um potencial combinado de 360 megawatts disponíveis para comunidades remotas nas montanhas, caso cada mastro fosse convertido em eletricidade. Isso poderia até se tornar uma tendência em cidades conectadas à rede elétrica, onde os cidadãos desejam combinar energia com espiritualidade e sustentabilidade.
