Europa volta a apostar em energia hidrelétrica

POR TOM CASSAUWERS

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

Algures na costa do Mar do Norte, ele imagina construir uma barragem para gerir o fornecimento de energia limpa aos Países Baixos europeus.

Bricker também está trabalhando para atingir 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 em água.

Segundo o plano, uma barragem circular construída perto da costa manteria a água do mar fora de uma lagoa artificial interior, onde o nível da água seria mais baixo.

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

“Na lagoa interior, poderíamos armazenar 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 Alpheus, que tem conclusão prevista para setembro de 2024, após quatro anos e meio.

Usar a gravidade para permitir que a água flua de volta para a lagoa inferior através 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 essenciais necessárias para uma hipotética barragem offshore, tais como turbinas hidráulicas adequadas para utilização no mar.

De volta para o Futuro

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

O interesse nesta tecnologia está novamente a crescer – desta vez para utilização potencial em áreas mais planas, incluindo os mares – porque poderia ajudar a tornar a economia europeia mais ecológica.

A Europa pretende tornar-se o primeiro continente com impacto neutro no clima até 2050. Este objectivo exigirá uma mudança dos combustíveis fósseis, incluindo o carvão, o gás natural e o petróleo, para as energias renováveis, como a energia hidroeléctrica.

A União Europeia pretende aumentar a quota de energias renováveis ​​de 23% em 2022 para 42,5% em 2030. Esta quota terá de aumentar ainda mais se quisermos alcançar a neutralidade climática até 2050.

Necessidades ágeis

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

Quando isto acontece, o sistema energético precisa de ser capaz de reagir rapidamente para equilibrar a oferta e a procura. Isto significa ser capaz de armazenar energia excedente e devolvê-la à rede quando necessário.

Embora as baterias sirvam atualmente para esse propósito, elas têm limitações. Armazenam pequenas quantidades de energia, dependem de matérias-primas críticas e têm uma vida útil relativamente curta, especialmente quando comparada com a de uma barragem.

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

Demonstrando flexibilidade

Entretanto, outros investigadores na Europa estão a modernizar as instalações hidroeléctricas existentes utilizando inteligência artificial para que a água possa desempenhar um papel mais importante no pipeline de energia renovável.

Como parte de outro projecto financiado pela União Europeia, estes especialistas conceberam tecnologias para melhorar o potencial de armazenamento de energia, o desempenho e a flexibilidade das centrais hidroeléctricas.

Chamado de XFlex Hydro, o projeto foi encerrado 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 ​​(ERV) – exigirá mais flexibilidade do que é atualmente possível 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 empresas de energia europeias, fabricantes globais de equipamentos, instituições de investigação e consultorias energéticas na Áustria, França, Alemanha, Portugal, Espanha e Reino Unido.

Realizou demonstrações em larga escala das suas novas tecnologias em instalações em França, Suíça e Portugal.

Ganhos de eficiência

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

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

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

Na capacidade máxima, pode fornecer 1.800 megawatts de energia à rede, o equivalente a uma central média de gás natural ou carvão.

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 das centrais de gás e carvão e pouparia potencialmente cerca de 90.000 toneladas de emissões de dióxido de carbono por ano, segundo 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 o seu sonho de uma instalação hidroeléctrica offshore numa realidade alcançável – na verdade, a sua construção exigirá mais anos de investigação e investimento privado.

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

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A pesquisa citada neste texto foi financiada pelo Programa Horizonte da União Europeia. As opiniões dos entrevistados não refletem necessariamente as da Comissão Europeia. Esta notícia foi publicada originalmente na Horizon, a revista de investigação e inovação da UE.

Leia o original em inglês

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Foto: Douchet Quentin/Creative Commons

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