Uma Barragem em Portugal Rural é a Chave para o Nosso Futuro de Energia Alternativa?

Quando a rede elétrica portuguesa precisa de mais eletricidade, uma grande multinacional de energia libera milhões de galões de água de um reservatório represado.

3 de janeiro de 2023

Quando o sistema elétrico de Portugal precisa de um reforço, um sinal ativa uma usina elétrica enterrada em uma encosta no norte do país coberto de pinheiros. Dentro da caverna artificial, válvulas de quase três metros de diâmetro se abrem repentinamente, permitindo que a água que escoa de um reservatório a seis quilômetros de distância comece a fluir por meio de quatro enormes turbinas.

De perto, as turbinas giratórias fazem um barulho ensurdecedor. Com potência máxima, eles geram eletricidade suficiente para rivalizar com um reator nuclear.

Este é o coração de um vasto projeto hidrelétrico que está remodelando um vale acidentado de um rio a cerca de 105 quilômetros a leste de Porto, a segunda maior cidade de Portugal depois de Lisboa. Além da usina subterrânea, Iberdrola, a gigante espanhola da energiaconstruiu três barragens na área — duas no rio Tâmega e uma num ribeiro de alimentação — e as três albufeiras resultantes estendem-se por quase 10 quilómetros quadrados.

“Estas são as minhas pirâmides”, disse David Rivera Pantoja, o gerente do projeto, que trabalha no projeto há quase 15 anos.

Mas o complexo de 1,5 bilhão de euros (US$ 1,6 bilhão) de concreto, túneis e água não é apenas enorme. Ele também está fornecendo uma resposta a uma das questões mais incômodas enfrentadas pelas energias renováveis.

Centenas de bilhões de dólares estão sendo gastos em todo o mundo em energia solar e eólica. Mas quando o sol se põe, ou a brisa se acalma, de onde virá a eletricidade? O projeto gigante da Iberdrola – que usa água e gravidade para gerar energia sob demanda e, em seguida, bombeia a água de volta para o reservatório superior quando as taxas caem – é parte da solução.

O conceito de armazenar energia na forma de água no topo de uma montanha existe há mais de um século, mas o interesse diminuiu na década de 1990, quando as usinas que queimavam gás natural se tornaram a fonte de energia de plantão, cortando o diferenças de preço entre a potência de ponta e fora de ponta.

Agora, no entanto, está ocorrendo uma espécie de renascimento global da tecnologia, conhecida como armazenamento bombeado.

O que mudou em países como Portugal é o rápido crescimento de fontes limpas de energia, como parques eólicos e solares. Embora essas tecnologias produzam energia elétrica livre de emissões de gases de efeito estufa, elas geram um fluxo de energia menos estável do que uma usina de energia tradicional movida a carvão, gás natural ou reação nuclear.

A mudança contínua para fontes de energia renováveis ​​e para longe das usinas de combustível fóssil está criando a necessidade de outras fontes de eletricidade que possam ajudar a preencher as lacunas.

“Você não pode ter apenas energia solar e eólica”, disse Fabian Ronningen, analista da Rystad Energy, uma empresa de consultoria. “Você precisa de algo para equilibrar.”

Explorar um reservatório e usar sua água para girar turbinas subterrâneas permite que os engenheiros criem energia renovável sob demanda. A subida e descida da água represada servem como marcadores visíveis do processo que está ocorrendo.

Uma instalação como esta no rio Tâmega, em Portugal, armazena energia sob a forma de água quando o vento sopra forte ou em dias de sol, para depois a deixar fluir, gerando eletricidade e fazendo baixar o nível da água na albufeira superior, quando a energia é menos abundante e mais caro.

É como uma enorme bateria, mas que produz muito mais eletricidade por mais tempo do que a grande instalações de armazenamento de eletricidade utilizados para fins semelhantes. E inverter o fluxo das turbinas para bombear a água de volta ao túnel permite que ela seja recarregada indefinidamente.

Os executivos da Iberdrola dizem que os planos dos governos na Europa e em outros lugares para aumentar a energia eólica e solar significam mais demanda por instalações como a do Tâmega.

As usinas hidrelétricas reversíveis também podem fornecer, em essência, um seguro de energia para instalar ainda mais fontes de geração de energia limpa, auxiliando no esforço de combater as mudanças climáticas, dizem os analistas. A Iberdrola, por exemplo, planeja instalar um grande parque eólico nas proximidades.

Como as usinas hidrelétricas reversíveis são tão úteis para manter o funcionamento de uma rede elétrica, elas estão ganhando popularidade em muitos países, incluindo China, Índia e Austrália. Várias propostas também estão se tornando realidade nos Estados Unidos.

Mas projetos tão grandes também trazem desvantagens substanciais. Na Europa, o escopo para a construção de instalações tão grandes pode ser limitado por altos custos, longos prazos de entrega e oposição de ambientalistas e moradores locais que se opõem à inundação dos vales dos rios. E a inundação das barragens pode prejudicar os habitats ribeirinhos de peixes, pássaros e plantas e inundar antiguidades.

Além disso, os melhores locais já têm barragens, por isso era bastante incomum que um complexo tão grande como o Tâmega fosse construído em um país da Europa Ocidental. “Este foi um projeto excepcional”, disse Martin Burdett, editor de notícias do International Journal on Hydropower and Dams. E as obras de construção ainda não estão concluídas.

Por esse motivo, as empresas de energia podem se concentrar em atualizar as instalações hidrelétricas existentes com bombas e outros equipamentos para que possam continuar reaproveitando a água que é perdida quando flui por uma barragem hidrelétrica convencional.

“Vamos transformá-los em algo mais adequado para o futuro”, disse Ivar Arne Borset, vice-presidente sênior da Statkraft, uma empresa norueguesa que é uma das principais operadoras de instalações hidrelétricas do mundo.

Ainda assim, à medida que o clima esquenta, os países do sul da Europa, como Portugal, estão se tornando cada vez mais vulneráveis ​​à seca, incluindo uma brutal no verão passado que reduziu a produção hidrelétrica de Portugal em mais de 50% em comparação com 2021.

“É uma forma muito cara e muito destrutiva de produzir energia”, disse João Joanaz de Melo, professor associado do departamento de ciências ambientais da Universidade NOVA de Lisboa.

Apesar disso, o projeto do Tâmega obteve o selo de aprovação do Banco Europeu de Investimento, o braço financeiro da União Europeia, que concedeu um empréstimo de 650 milhões de euros.

“O investimento previsto para este projeto vai reduzir a dependência do mercado ibérico das energias fósseis, bem como das emissões de dióxido de carbono”, refere o Banco Europeu de Investimento em mensagem enviada por email. O banco também queria estimular a economia local e gerar empregos.

Um órgão do governo espanhol, o Instituto de Crédito Oficial, está contratando outro empréstimo de € 400 milhões. Portugal também prometeu um pagamento anual de € 12,74 milhões por 10 anos como incentivo ao investimento.

A construção das instalações do Tâmega foi um processo longo e difícil que envolveu muito mais do que angariar apoios financeiros. A Iberdrola ganhou um leilão para o local em 2008, pagando pouco mais de € 300 milhões para usar o local por 70 anos, e então negociou uma compensação pelas cerca de 50 casas que seriam inundadas pelos reservatórios. A empresa concordou em pagar € 50 milhões por estradas, playgrounds e instalações esportivas para compensar os governos locais. E a empresa concordou com projetos de melhoria ambiental, como o plantio de árvores em uma extensão de terra comparável à inundada pelas represas.

Para garantir água suficiente para a central, mesmo em períodos de seca, a Iberdrola construiu duas barragens no Tâmega, distantes cerca de dez quilómetros. Cada uma dessas barreiras terá turbinas para que elas também possam produzir eletricidade e receita quando a água for liberada.

A empresa também represou um pequeno rio que corre para o maior, criando um terceiro reservatório no alto de um planalto a cerca de 2.000 pés acima do vale. Um túnel de água de 6,5 quilômetros e 7 metros de largura conecta esse lago artificial a cavernas escavadas no subsolo onde turbinas e outros equipamentos são instalados.

Na maior parte de sua extensão, o túnel é plano, mas conforme se aproxima da usina, ele começa a descer e finalmente mergulha verticalmente, criando uma tremenda pressão de água. Se todas as quatro turbinas estiverem funcionando, a água sobe a 42.000 galões por segundo. Bem acima, no reservatório, o nível da água vai diminuindo lentamente. A liberação de uma hora reduz o nível do reservatório superior, que tem cerca de 30 metros de profundidade quando cheio, cerca de meio metro.

A construção continua na instalação. Uma das barragens, o Alto Tâmega, só ficará concluída em 2024.

A usina subterrânea, porém, já está operando. Lá, uma equipe de técnicos trabalha em um mundo subterrâneo. Esta instalação iniciou a produção de energia elétrica ainda em fase de ajustes finais.

Até agora, como um sistema que pode reutilizar a água, está se mostrando mais resistente em épocas de seca do que as barragens convencionais. O Sr. Rivera diz que a instalação funcionou quase sem parar no outono, liberando água quando os preços da eletricidade aumentaram e devolvendo-a quando eles caíram. A mesma água subia e descia, subia e descia o dia todo, disse ele.

A Iberdrola diz que a forte seca do verão passado e os baixos níveis de água nas barragens tradicionais aumentaram o uso do sistema de armazenamento. A empresa também diz que os períodos de alta e baixa geração elétrica de energia eólica e solar devem aumentar a demanda para explorar o reservatório. Quanto mais as turbinas forem usadas, mais receita elas produzirão para a Iberdrola, dizem os executivos.

A usina está instalada em um vasto espaço cavernoso. Às vezes, técnicos em coletes amarelos e capacetes estão presentes para realizar a manutenção, mas não são necessários o tempo todo. As turbinas são ligadas e desligadas em Madri, onde fica a sede da Iberdrola.

E assim, depois de 15 anos, o Sr. Rivera quase completou seu monumento. Enquanto países como Portugal podem estar ficando sem lugares para construir barragens convencionais, a água é um meio tão útil para armazenar eletricidade que parece quase inevitável que mais desses centros sejam construídos.

Mas no futuro pode não haver muitos outros projetos tão grandes na Europa quanto este. As inovações provavelmente reduzirão a perda de água e tornarão as instalações menos destrutivas para o meio ambiente. Burdett, do International Journal on Hydropower and Dams, disse que as usinas hidrelétricas existentes seriam modernizadas para economizar água. Ele acrescentou que minas esgotadas e escavações perto do mar estão sendo consideradas alternativas ao represamento de rios.