ūüé• O processo de transi√ß√£o energ√©tica e as Usinas Hidroel√©tricas Revers√≠veis

Por Nivalde de Castro, Camila Vieira e Ana Carolina Chaves.

Artigo publicado pela Agência CanalEnergia, em 25 de junho de 2019 (Clique aqui acessar o PDF).

A pesquisadora Camila Vieira faz um breve resumo do artigo.

O setor de energia vem atravessando um per√≠odo de intensas mudan√ßas tecnol√≥gicas disruptivas em escala global, denominado transi√ß√£o energ√©tica. Este processo din√Ęmico e irrevers√≠vel tem como um dos seus principais objetivos aumentar a participa√ß√£o de fontes de energia limpa, que n√£o emitem gases poluentes geradores do efeito estufa (di√≥xido de carbono e metano). A transi√ß√£o energ√©tica est√° priorizando investimentos principalmente nas fontes e√≥lica, solar fotovoltaica e nuclear, que podem promover a descarboniza√ß√£o atrav√©s da substitui√ß√£o da gera√ß√£o proveniente da queima de combust√≠veis f√≥sseis.

Diante de um cen√°rio de significativo ganho de consci√™ncia ambiental e das mudan√ßas clim√°ticas, o processo de descarboniza√ß√£o vem alcan√ßando uma posi√ß√£o de destaque social e econ√īmico grande. No setor el√©trico, via de regra, as a√ß√Ķes t√™m sido direcionadas ao segmento de gera√ß√£o, por meio do aumento da participa√ß√£o de fontes renov√°veis e intermitentes, notadamente e√≥lica e solar, na matriz el√©trica. Consequentemente, a crescente utiliza√ß√£o destas fontes no sistema tem tornando a sua expans√£o cada vez mais vi√°vel do ponto de vista econ√īmico, em fun√ß√£o dos ganhos de escala e da consolida√ß√£o de rotas tecnol√≥gicas.

No entanto, ainda existe uma s√©rie de desafios inerentes √† difus√£o e √† utiliza√ß√£o destas fontes energ√©ticas. Haja vista seu car√°ter intermitente e n√£o control√°vel, torna-se dif√≠cil empreg√°-las no atendimento dos patamares de demanda m√°xima do sistema. O aumento de imprevisibilidade no fornecimento e abastecimento de energia faz com que sejam necess√°rias formas r√°pidas e eficientes de atendimento da demanda de ponta. Neste sentido, a mudan√ßa de paradigma do setor el√©trico, imposto pela transi√ß√£o energ√©tica, necessita de solu√ß√Ķes tecnol√≥gicas e regulat√≥rias para garantir o suprimento da energia quando o sol n√£o brilha e o vento n√£o sopra.

Algumas experi√™ncias internacionais t√™m sido apontadas como uma das solu√ß√Ķes para o atendimento de ponta e a regulariza√ß√£o da oferta: as usinas hidroel√©tricas revers√≠veis (UHR). Consideradas como a maior forma de armazenamento de energia em grande escala do mundo, as UHR s√£o fontes hidroel√©tricas que permitem armazenar √°gua em hor√°rios com pouca demanda e gerar energia em hor√°rios de ponta. Para tanto, a configura√ß√£o b√°sica de uma UHR apresenta dois reservat√≥rios, um superior e um inferior. A √°gua √© turbinada do reservat√≥rio superior para o inferior para produzir energia, nos per√≠odos de maior demanda, e bombeada do reservat√≥rio inferior para o superior para armazenar energia, nos momentos de baixo consumo e, necessariamente, excesso de energia no sistema. Neste sentido, a tecnologia das UHR √© uma alternativa que contribui para a seguran√ßa energ√©tica em hor√°rios ou per√≠odos de maior demanda, aumentando a efici√™ncia e contribuindo para a descarboniza√ß√£o.

No entanto, as UHR podem ser caracterizadas como consumidoras líquidas de energia, uma vez que o consumo de energia necessário para o bombeamento da água do reservatório inferior para o superior é maior do que a energia produzida quando este volume de água é turbinado. Contudo, o consumo de energia realizado pelas UHR se justifica pelos ganhos energéticos e operacionais proporcionados ao sistema. Destaca-se que, como conclusão, as UHR não devem ser analisadas como projetos isolados, mas sim como parte integrada do sistema.

Desta forma, os benefícios sistêmicos gerados pelas UHR podem ser superiores ao seu custo propriamente dito, fato que viabilizaria economicamente a inserção destas usinas no sistema elétrico.

Diferentemente das usinas hidroel√©tricas (UHE) convencionais, as UHR podem ser constru√≠das em locais pr√≥ximos aos centros de carga, uma vez que os seus reservat√≥rios n√£o dependem, necessariamente, da proximidade de uma bacia hidrogr√°fica. Os reservat√≥rios podem possuir altas profundidades, o que, consequentemente, diminui a √°rea alagada durante a fase de constru√ß√£o, reduzindo o impacto direto sobre o meio ambiente. Destaca-se que, apesar da redu√ß√£o da √°rea alagada, os desdobramentos territoriais advindos da constru√ß√£o de empreendimentos hidroel√©tricos atingem m√ļltiplas escalas e dimens√Ķes, devendo ser analisadas as particularidades e complexidades ambientais e sociais de cada regi√£o de implementa√ß√£o.

No mundo, a utiliza√ß√£o da tecnologia de UHR para o armazenamento de energia j√° √© empregada h√° mais de um s√©culo. Atualmente, a China se sobressai, com a capacidade instalada total de 21,8 GW ‚Äď a maior do mundo -, equivalente a 1,6% de sua matriz el√©trica. Pa√≠ses como os Estados Unidos, Espanha e Portugal t√™m participa√ß√£o de UHR em suas matrizes e seguem investindo na constru√ß√£o de novas unidades para armazenamento.

Outro destaque no uso de UHR √© a Austr√°lia. O pa√≠s compartilha do processo de transi√ß√£o energ√©tica, reduzindo a participa√ß√£o das fontes de combust√≠veis f√≥sseis para um sistema com maior presen√ßa das fontes de energias renov√°veis. Diante deste contexto de transi√ß√£o, o grupo australiano Snowy Hydro est√° investindo no projeto de UHR, intitulado Snowy 2.0, com conclus√£o prevista para 2025. O projeto est√° estimado em cerca de 5 bilh√Ķes de d√≥lares australianos, dos quais 1,36 bilh√£o ser√° fornecido pelo governo. Localizada nas Montanhas Nevadas, este projeto de UHR √© o elemento central da pol√≠tica energ√©tica do pa√≠s.

A prioridade neste grande projeto deve-se ao fato de que, nos √ļltimos anos, a Austr√°lia vem investindo fortemente na expans√£o de energia e√≥lica e solar, de forma que a participa√ß√£o de fontes renov√°veis na matriz el√©trica nacional equivale a 20%. Como resultante deste processo, o que determinou a prioridade no projeto de Snowy Hydro, ocorreram epis√≥dios de interrup√ß√Ķes no fornecimento de energia el√©trica nos estados da Austr√°lia Meridional, em 2017, e de Victoria, no in√≠cio de 2019, indicando riscos no atendimento da demanda de pico no pa√≠s.

Do ponto de vista econ√īmico e financeiro, outros desafios das UHR referem-se aos altos investimentos antecipados necess√°rios √† sua constru√ß√£o e √† imprevisibilidade das receitas futuras, em especial em ambientes de mercado livre. No Reino Unido, a t√≠tulo de exemplo, os investimentos em UHR s√£o reduzidos devido ao baixo √≠ndice de contratos de longo prazo firmados e aos limites regulat√≥rios que tratam da remunera√ß√£o destas usinas.

No que diz respeito ao Brasil, a utiliza√ß√£o de UHR para atendimento da demanda de ponta ainda n√£o √© empregada. Historicamente, o Setor El√©trico Brasileiro fundamentou a expans√£o do seu parque gerador de energia na constru√ß√£o de UHE com grandes reservat√≥rios de acumula√ß√£o. A grande capacidade de armazenamento destas usinas forneceu, durante muitos anos, um quadro de seguran√ßa e estabilidade energ√©tica. No entanto, as mudan√ßas clim√°ticas associadas ao baixo √≠ndice pluviom√©trico t√™m afetado os n√≠veis destes reservat√≥rios. Adicionalmente, as restri√ß√Ķes ambientais para a constru√ß√£o de novas UHE com reservat√≥rio e o aumento das fontes intermitentes de energia indicam claramente uma inseguran√ßa energ√©tica no atendimento de ponta, conforme identificado pela Empresa de Pesquisa Energ√©tica (EPE), no PDE 2027.

Neste sentido, a EPE realizou um primeiro estudo de invent√°rio, mapeando poss√≠veis locais de constru√ß√£o de UHR no estado do Rio de Janeiro. No total, foram encontrados 15 s√≠tios vi√°veis, estimando-se uma capacidade instalada de gera√ß√£o de cerca de 21 GW. A an√°lise, por si s√≥, j√° demonstra uma aten√ß√£o do setor para esta alternativa tecnol√≥gica. Nesta dire√ß√£o, estudos das experi√™ncias internacionais no processo de transi√ß√£o energ√©tica mostram-se essenciais na busca por inova√ß√Ķes regulat√≥rias, t√©cnicas e operativas, al√©m de importantes para a compreens√£o da viabilidade econ√īmica e financeira de implementa√ß√£o destes empreendimentos no Brasil.

Referências Bibliográficas:

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EPE, Empresa de Pesquisa Energ√©tica. Plano Decenal de Expans√£o de Energia ‚Äď PDE 2027. Rio de Janeiro ‚Äď RJ, 2018.

______Premissas e Custos da Oferta de Energia Elétrica no horizonte 2050, 2018.

______ Estudo de Inventário de Usinas Hidrelétricas Reversíveis (UHR), metodologia e resultados preliminares para o estado do Rio de Janeiro. Fevereiro de 2019.

KONG, Y.; KONG, Z.; LIU, Z.; WEI, C.; ZHANG, J.; AN, G. Pumped storage power stations in China: The past, the present, and the future. Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 71, no. December, pp. 720‚Äď731, 2017.

SMYTH, J. Austr√°lia aposta em ‚Äúbateria de √°gua‚ÄĚ para transi√ß√£o energ√©tica. Valor Econ√īmico. Publicado 30 de maio de 2019. Dispon√≠vel em: https://www.valor.com.br/internacional/6282349/australia-aposta-em-bateria-de-aguapara-transicao-energetica. Acessado em 10 de junho de 2019.

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