Europa volta a apostar em energia hidrelétrica

POR TOM CASSAUWERS  

Jeremy Bricker, engenheiro hidráulico e costeiro, está sonhando alto. 

Em algum lugar na costa do Mar do Norte, ele imagina a construção de uma barragem para gerenciar o fornecimento de energia limpa para os Países Baixos da Europa. 

Bricker também está trabalhando para esse objetivo. Ele e outros engenheiros fazem parte de um projeto que recebeu financiamento da União Europeia para promover uma opção inovadora de armazenamento de energia baseada na água.  

De acordo com o plano, uma barragem circular construída próximo à costa manteria a água do mar fora de uma lagoa artificial interna, onde o nível da água seria mais baixo.  

O bombeamento de água da lagoa inferior para o oceano seria feito quando houvesse um excesso de oferta de outras fontes renováveis – como sol e vento. Quando a energia é necessária, a água pode fluir de volta para a lagoa por meio de turbinas geradoras de energia, empurradas pela força do oceano circundante. 

“Na lagoa interna, poderíamos armazenar a energia equivalente a milhares de baterias”, disse Bricker, professor associado da Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda. 

Ele é o coordenador científico do projeto chamado Alpheus, que deve terminar em setembro de 2024, após quatro anos e meio.

Usar a gravidade para permitir que a água flua de volta para a lagoa inferior por meio de turbinas tornaria possível gerar energia hidrelétrica sob demanda quando a oferta é baixa, preenchendo uma lacuna e fornecendo uma solução de armazenamento de energia limpa. 

Universidades, incluindo Chalmers, na Suécia, Braunschweig, na Alemanha, e Ghent, na Bélgica, e empresas uniram forças em oito países europeus para desenvolver as novas tecnologias principais necessárias para uma barragem offshore hipotética, como turbinas hidráulicas adequadas para uso no mar. 

De volta ao futuro

Embora já existam milhares de instalações hidrelétricas em todo o mundo, elas estão quase exclusivamente em regiões montanhosas, onde o terreno natural permite que a gravidade mostre sua força ou onde o fluxo do rio é poderoso o suficiente para ser aproveitado para a produção de energia. 

O interesse pela tecnologia está crescendo novamente – desta vez para uso potencial em áreas mais planas, incluindo mares –, porque poderia ajudar a tornar a economia europeia mais verde.  

A Europa pretende tornar-se o primeiro continente com impacto neutro no clima até 2050. Essa meta exigirá uma mudança dos combustíveis fósseis, incluindo carvão, gás natural e petróleo, indo em direção às energias renováveis, como a energia hidrelétrica. 

A União Europeia pretende aumentar a participação das energias renováveis de 23% em 2022 para 42,5% em 2030. Essa parcela terá que aumentar ainda mais para que a neutralidade climática seja alcançada até 2050.  

Necessidades ágeis

Um desafio é que as energias renováveis, como eólica e solar, podem ser intermitentes. As nuvens podem bloquear o sol e o vento pode parar de soprar.

Quando isso acontece, o sistema de energia precisa ser capaz de reagir rapidamente para equilibrar a oferta e a demanda. Isso significa ser capaz de armazenar energia excedente e reintroduzi-la na rede quando necessário. 

Embora as baterias atualmente sirvam a esse propósito, elas têm limitações. Elas armazenam pequenas quantidades de energia, dependem de matérias-primas críticas e têm uma vida útil relativamente curta, principalmente quando comparadas à de uma barragem. 

“Se não acumularmos mais armazenamento de energia, poderemos enfrentar apagões e instabilidade da rede no futuro”, disse Bricker, cuja carreira o levou dos Estados Unidos a trabalhar em universidades no Japão e na Holanda.

Demonstrando flexibilidade

Enquanto isso, outros pesquisadores na Europa estão atualizando as instalações hidrelétricas existentes usando inteligência artificial para que a água possa assumir um papel maior na linha de energias renováveis.

Como parte de outro projeto financiado pela União Europeia, esses especialistas projetaram tecnologias para melhorar o potencial de armazenamento de energia, o desempenho e a flexibilidade das usinas hidrelétricas. 

Chamado de XFlex Hydro, o projeto terminou em fevereiro de 2024 após quatro anos e meio.  

A integração de quantidades cada vez maiores de energia solar e eólica intermitente – também conhecidas como energias renováveis variáveis (VREs) – exigirá mais flexibilidade do que é possível atualmente para evitar interrupções no fornecimento. 

“Estamos vendo um renascimento da energia hidrelétrica”, disse Elena Vagnoni, professora do Instituto Federal Suíço de Tecnologia de Lausanne (EPFL), e coordenadora científica da XFlex Hydro. “Uma nova rede elétrica renovável precisa de flexibilidade. Isso muda a maneira como olhamos para a energia hidrelétrica.” 

O projeto combinou a experiência de concessionárias de energia europeias, fabricantes globais de equipamentos, instituições de pesquisa e consultorias de energia na Áustria, França, Alemanha, Portugal, Espanha e Reino Unido.  

Realizou demonstrações em grande escala de suas novas tecnologias em instalações na França, Suíça e Portugal.

Ganhos de eficiência

As quedas de fornecimento intermitentes aumentam o desgaste das instalações que foram projetadas com um fornecimento de energia mais regular em mente. 

“No passado, você ligava as bombas no máximo uma vez por dia”, disse François Avellan, professor honorário da EPFL que atuou como consultor científico da XFlex Hydro. “Agora precisamos iniciá-los várias vezes ao dia, dependendo do clima. Isso coloca uma pressão severa sobre essas instalações.” 

O projeto testou um novo sistema – um “curto-circuito hidráulico” – na barragem de Grand’Maison, nos Alpes franceses, a maior instalação hidrelétrica de armazenamento bombeado da Europa.  

Na capacidade máxima, ele pode fornecer 1.800 megawatts de energia à rede, o equivalente a uma usina de gás natural ou carvão de médio porte. 

A nova tecnologia permite que a Grand’Maison bombeie água e gere eletricidade ao mesmo tempo. O software XFlex Hydro gerencia o fluxo de energia para mantê-lo constantemente em equilíbrio com as necessidades da rede.  

O aumento esperado na eficiência reduziria a dependência de usinas de gás e carvão e potencialmente economizaria cerca de 90 mil toneladas de emissões de dióxido de carbono por ano, de acordo com Avellan. 

Enquanto isso, Bricker disse que seus participantes estão procurando um parceiro industrial que possa ampliar a tecnologia do projeto. O financiamento da UE ajudou a tornar seu sonho de uma instalação de energia hidráulica offshore uma realidade alcançável – na verdade, construí-la levará mais anos de pesquisa e investimento privado.  

“A tecnologia está aqui”, disse ele. “Agora só precisa de liderança industrial e financiamento.” 

Leia mais sobre os projetos Alpheus
e Xflex Hydro
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As pesquisas citadas neste texto foram financiadas pelo Programa Horizon da União Europeia. As opiniões dos entrevistados não refletem necessariamente as da Comissão Europeia. Esta notícia foi originalmente publicada na Horizon, a revista de pesquisa e inovação da UE.

Leia o original em inglês

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Foto: Douchet Quentin/Creative Commons

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