Construindo dentro de montanhas: a demanda global por armazenamento hidrel茅trico bombeado dispara

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Usinas de armazenamento hidrel茅trico bombeado ao redor do mundo t锚m armazenado eletricidade secretamente em lagos remotos nas montanhas durante o 煤ltimo s茅culo. Mas a mudan莽a para fontes de energia renov谩veis est谩 provocando um aumento em novas constru莽玫es. Lucy Barnard descobre mais.

Com vista para a beleza irregular das Terras Altas da Esc贸cia, Coire Glas, um vale em forma de ferradura que abriga um lago de montanha cristalino acima das margens do Lago Lochy, parece um local improv谩vel para construir um megaprojeto.

Neste local remoto, cercado por grupos de pinheiros, uma equipe de trabalhadores da constru莽茫o civil da empreiteira Strabag est谩 abrindo caminho atrav茅s da rocha, o que eles esperam que fa莽a parte de uma nova e vasta instala莽茫o de armazenamento de energia.

As obras no t煤nel explorat贸rio, que mede 4 m de largura e se estender谩 por at茅 1 km na encosta da montanha escocesa, come莽aram em maio de 2023 e devem continuar durante a maior parte de 2024, enquanto a construtora, a empresa de energia SSE, firma os projetos para um sal茫o de turbina cavernoso nas profundezas da montanha.

A SSE afirma que sua proposta de usina hidrel茅trica bombeada em Coire Glas, que eventualmente compreender谩 uma barragem de 92 m de altura e dois reservat贸rios, conectados por um sistema de t煤neis e um sal茫o de turbinas, mais que dobrar谩 a capacidade do Reino Unido de armazenar eletricidade por longos per铆odos.

Reservat贸rio Cruachan com Ben Cruachan atr谩s. Foto: Adobe Stock

O documento afirma que a instala莽茫o, que emprega tecnologia usada h谩 quase um s茅culo para armazenar a eletricidade gerada pelas turbinas e贸licas offshore da Esc贸cia, poderia fornecer energia suficiente para abastecer tr锚s milh玫es de resid锚ncias por at茅 24 horas.

Certamente, o conceito de Coire Glas 茅 bastante simples: uma represa ser谩 constru铆da em Coire Glas, formando um reservat贸rio superior. Durante per铆odos de baixa demanda de energia ou gera莽茫o excedente, a eletricidade ser谩 usada para bombear 谩gua de Loch Lochy para o reservat贸rio 500m acima, armazenando energia. Ent茫o, quando a demanda for alta, ou outra gera莽茫o vari谩vel for baixa, a energia ser谩 liberada usando a 谩gua para gerar hidroeletricidade.

鈥淐oire Glas 茅 um exemplo cl谩ssico鈥�, diz Matt Sykes, diretor da Arup respons谩vel por comandar as equipes de estruturas civis e t煤neis, que esteve envolvido na consultoria da SSE no projeto. 鈥淥 projeto envolve n茫o apenas cavar um t煤nel atrav茅s da montanha, mas tamb茅m enormes instala莽玫es subterr芒neas, incluindo uma caverna de energia que provavelmente ter谩 cerca de 50 m por 30 m por outros 30 m. E ent茫o h谩 todo o cabeamento para levar a eletricidade para dentro e para fora. E h谩 obras mar铆timas. E tudo isso tem que ser feito com o menor impacto poss铆vel no meio ambiente, ent茫o h谩 bastante trabalho em torno disso tamb茅m.鈥�

Embora os ministros escoceses tenham aprovado a instala莽茫o de armazenamento bombeado de 1,5 GW em 2020, a SSE diz que espera que o governo do Reino Unido se comprometa com um mecanismo de estabiliza莽茫o de receita antes de iniciar as principais obras de constru莽茫o do projeto.

鈥淓m termos de engenharia, Coire Glas 茅 muito desafiador鈥�, diz Sykes. 鈥淪贸 para ter acesso ao local, voc锚 est谩 olhando para uma hora em um ve铆culo especialmente modificado. Ent茫o, qualquer contratante ter谩 que considerar como levar maquin谩rio 鈥� possivelmente duas ou tr锚s m谩quinas de perfura莽茫o de t煤neis 鈥� at茅 l谩. Seria muito caro transportar muito concreto para um local t茫o remoto, ent茫o construir a barragem 茅 um grande desafio. E ent茫o, o local est谩 na falha Great Glen, ent茫o h谩 potencialmente algumas caracter铆sticas geol贸gicas que ser茫o bastante desafiadoras porque a falha alterou a rocha.鈥�

Por que 茅 t茫o dif铆cil construir armazenamento bombeado?

Nicholas Burmeister, engenheiro da ILF Consulting Engineers, sediada na 脕ustria, que est谩 trabalhando no projeto Coire Glas, acrescenta que at茅 mesmo obter os componentes para um projeto desse tipo pode ser uma dor de cabe莽a log铆stica.

鈥溍� realmente um empreendimento multidisciplinar apenas obter os componentes鈥�, diz Burmeister. 鈥淎s turbinas e as bombas s茫o enormes. H谩 apenas um n煤mero limitado de fornecedores no mercado. Fazer um pedido com esses caras 茅 bem complicado. Tentar encontrar tempo para eles fazerem toda a modelagem num茅rica e ent茫o construir modelos f铆sicos das bombas e turbinas. Ent茫o eles t锚m que test谩-los - eles t锚m apenas um certo n煤mero de bancos de teste, ent茫o eles obviamente t锚m produ莽茫o limitada em suas f谩bricas.鈥�

鈥淎t茅 mesmo planejar em qual porto esses equipamentos entrar茫o ou como eles chegar茫o ao local pode ser um desafio鈥�, ele acrescenta. 鈥淐ertificar-se de que o porto mar铆timo em que o navio est谩 chegando tenha os guindastes certos para i莽ar o equipamento. Voc锚 tem que construir estradas ou refor莽ar alguma ponte no caminho?鈥�

Sala de turbinas da Usina de Energia de Cruachan. Foto: Drax

No entanto, desafios semelhantes foram enfrentados e superados antes. A apenas alguns quil么metros de dist芒ncia, nas margens do Rio Awe, a Cruachan Power Station, que funciona da mesma forma, armazena eletricidade nas montanhas escocesas desde 1965. Durante a constru莽茫o na d茅cada de 1950, uma for莽a de trabalho de 1.300 homens, conhecidos carinhosamente como Tunnel Tigers, usou furadeiras pneum谩ticas port谩teis para fazer furos na rocha s贸lida de granito e, em seguida, encheu-os com gelignite antes de deton谩-los.

Hoje, Cruachan pode fornecer 440 MW de energia e se tornou um destino tur铆stico por si s贸, completo com uma sala de ch谩 altamente cotada. A Dinorwig Power Station no parque nacional de Snowdonia no norte do Pa铆s de Gales, inaugurada em 1984, pode fornecer uma pot锚ncia m谩xima de 1.728 MW e tem uma capacidade de armazenamento de cerca de 9,1 GWh.

Na verdade, a primeira instala莽茫o de armazenamento bombeado foi aberta em 1907 em Engeweiher, na Su铆莽a, e hoje o armazenamento bombeado se tornou a forma mais dominante de armazenamento de energia em todo o mundo. De acordo com o US Department of Energy Global Energy Storage Database, ele responde por 95% de todas as instala莽玫es de armazenamento rastreadas ativas em todo o mundo.

Burmeister diz que, no passado, as instala莽玫es de armazenamento bombeado eram constru铆das para equilibrar a carga colocada na rede el茅trica durante per铆odos de alta demanda 鈥� por exemplo, para lidar com o aumento de energia causado quando as pessoas em todo o pa铆s assistem ao mesmo programa de televis茫o ao mesmo tempo e depois ligam a chaleira para fazer uma x铆cara de ch谩. No entanto, desde o advento dos servi莽os de streaming, isso se tornou uma preocupa莽茫o menor.

Em vez disso, 脿 medida que a gera莽茫o de eletricidade passa de usinas a carv茫o e g谩s para energia solar e e贸lica, as empresas de energia est茫o novamente investindo na constru莽茫o de novos projetos de armazenamento bombeado para armazenar energia gerada em dias muito ventosos e ensolarados 鈥� e para usar novamente nos dias em que o sol n茫o est谩 brilhando ou o vento n茫o sopra.

鈥淯ma coisa 茅 construir montes e montes de turbinas e贸licas offshore. N贸s as vemos girando e todos n贸s achamos que isso est谩 alimentando a chaleira de algu茅m. Mas, no momento, a maior parte dessa energia n茫o est谩 realmente fazendo nada porque a rede pode ter energia suficiente鈥�, diz Burmeister. 鈥淥 armazenamento bombeado lhe d谩 a capacidade de armazenar energia que, de outra forma, teria sido desperdi莽ada.鈥�

Como funciona o armazenamento de energia hidrel茅trica. Gr谩fico: VectorMine via Adobe Stock

Para esse efeito, ap贸s uma calmaria que 脿s vezes chega a 40 anos, empresas de energia ao redor do mundo est茫o correndo para construir novas instala莽玫es de armazenamento bombeado.

Onde ser茫o constru铆das a maioria das novas instala莽玫es de armazenamento bombeado?

De acordo com a Ag锚ncia Internacional de Energia, a capacidade global de armazenamento bombeado dever谩 se expandir em 56%, atingindo mais de 270 GW at茅 2026, com o maior crescimento na 脥ndia e na China.

Os megaprojetos de armazenamento bombeado em constru莽茫o incluem a Usina 贬颈诲谤别濒茅迟谤颈肠补 de Kannagawa, perto de Minamiaki, no Jap茫o, que quando totalmente conclu铆da em 2032 dever谩 ter uma capacidade instalada total de 2.820 MW; e a Snowy Hydro 2.0 em Nova Gales do Sul, Austr谩lia, cuja conclus茫o est谩 prevista para 2028.

Sykes diz que o aumento na demanda por armazenamento bombeado 茅 a principal raz茫o pela qual a ILF assinou um MOU com a Arup para trabalhar em Coire Glas e at茅 13 outros projetos semelhantes. E, como as fontes de energia renov谩veis fornecem um suprimento crescente de energia global, a demanda por tais megaprojetos provavelmente crescer谩 ainda mais.

鈥淣ovos esquemas de armazenamento bombeado, como o Coire Glas, s茫o cruciais para o net zero鈥�, diz Sykes. 鈥淣o momento, em todo o mundo, estamos pagando muito dinheiro para desligar nossas turbinas e贸licas quando est谩 ventando, porque quando o vento excede a demanda, n茫o h谩 como armazenar essa energia. A beleza do armazenamento bombeado 茅 que 茅 uma tecnologia centen谩ria que nos permite armazenar essa energia de forma limpa para os momentos em que precisamos dela. N茫o seremos capazes de atingir o net zero sem ela.鈥�

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