Hidrelétricas reversíveis são aposta para ‘guardar’ energia

Em meio à corrida por fontes renováveis que garantam segurança energética com redução de danos socioambientais e climáticos, o governo brasileiro pretende adotar a tecnologia de armazenamento hidráulico como alternativa. Capazes de armazenar energia excedente bombeando água de um reservatório inferior para um superior, as chamadas usinas hidrelétricas reversíveis já existiram no Brasil e hoje são alternativa de fonte de energia limpa em vários países.
O Conselho Nacional de Política Energética (CNPE) aprovou, no começo de abril, duas resoluções que estabelecem a retomada de estudos e diretrizes para desenvolvimento e contratação dos sistemas que permitem armazenar energia em momentos de menor demanda e disponibilizá-la nos períodos de maior necessidade. A Empresa de Pesquisa Energética (EPE) já começou a estruturar um plano voltado ao desenvolvimento desses sistemas, com publicação prevista para breve.
Paralelamente, as geradoras de energia aguardam a regulamentação para realizar investimentos tanto em projetos que transformarão hidrelétricas tradicionais em usinas reversíveis " aproveitando reservatórios existentes " quanto em empreendimentos novos menores, com estruturas que independem de rios ou de reservatórios. A Abrage, entidade que reúne as grandes geradoras, estima que o armazenamento hidráulico no Brasil pode viabilizar uma capacidade de ao menos 38 gigawatts (GW), o que corresponde a 15% da potência instalada atual do país.
" Nos últimos dez anos, diversificamos nossa matriz energética. O mundo mudou, a matriz mudou e a expansão (da geração de energia) também, por meio de usinas eólicas e solares, que não entregam capacidade de gerar todo o tempo. Agora, é preciso colocar mais recursos tanto em potência quanto em flexibilidade. O armazenamento vem atender a esses serviços " afirma a presidente da Abrage, Marisete Dadald.
Potência mundial
Segundo o Ministério de Minas e Energia (MME), esses sistemas serão usados como instrumento de planejamento energético, com foco na segurança, confiabilidade e modernização da operação do sistema elétrico brasileiro. Se antes as térmicas a gás e a carvão cumpriam o papel da garantia da oferta em momentos de maior demanda sem geração de fontes renováveis, a corrida pela redução das emissões de carbono tem feito do sistemas de armazenamento de energia hidráulico (Saeh) a solução mais adequada em alguns lugares do mundo.
De acordo com levantamento elaborado pelo Grupo de Estudos do Setor Elétrico (Gesel) da UFRJ, esse modelo já responde por mais de 90% da capacidade de armazenamento de energia em operação no mundo, somando cerca de 189GW em 2024. A China lidera esse movimento e deve alcançar 120GW até 2030, enquanto os Estados Unidos planejam superar 57GW até 2050.
Segundo a EPE, esse movimento se deve ao contexto mundial de transição energética e crescente participação das fontes renováveis de geração variável, não controlável e de limitada previsibilidade. Os sistemas de armazenamento de energia têm ganhado destaque como forma de equilibrar geração e consumo.
No Brasil, a tecnologia tem potencial estratégico adicional além de gerar energia: pode reduzir a necessidade de cortes de geração em momentos de sobra de produção, o chamado curtailment, permitindo que a energia seja armazenada e utilizada nos horários de maior consumo.
" Temos hoje déficit de flexibilidade, excesso de oferta com cortes de geração. Precisamos urgentemente de armazenamento. O mundo investe em armazenamento " diz Marisete.
Segundo a executiva, o armazenamento hidráulico de longa duração é vantajoso para o Brasil porque as hidrelétricas já dispõem de grande capacidade instalada (110GW) ao mesmo tempo em que o relevo e a geografia contribuem para o armazenamento.
30 anos de concessão
Outra vantagem é a capacidade da indústria brasileira de produzir os equipamentos. Marisete chama atenção para a necessidade de agilizar os detalhes técnicos da regulamentação e o desenho de mercado, já que são necessários pelo menos quatro anos para estudos de viabilidade e construção das usinas.
A resolução do CNPE estabelece leilões e outros mecanismos para a contratação desses empreendimentos. A definição dos requisitos técnicos será conduzida pelo MME, com apoio da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) e da EPE.
Nivalde Castro, coordenador do Gesel, explica que o edital vai determinar a capacidade de geração das unidades reversíveis, o tempo de energia que poderão gerar e, com base nesses parâmetros, a exemplo do leilão de reserva de capacidade realizado para usinas termelétricas, deve estabelecer um teto de preço por megawatt (MW). O contrato de concessão deve ser de no mínimo 30 anos.
A tecnologia de usinas reversíveis é a rota considerada mais madura de armazenamento de energia, com cadeia produtiva firmada. Seu funcionamento se baseia no bombeamento da água para um reservatório superior quando a oferta de energia supera a demanda. Então, em momentos de queda da oferta, como no anoitecer, a água armazenada é utilizada para gerar energia, aliviando o estresse da rede elétrica, quando necessário.
Outra tecnologia é o sistema de baterias (BESS, do inglês Battery Energy Storage Systems). Ela tem sido amplamente utilizada pela agilidade, mas tem tempo de vida útil bem menor que o das usinas reversíveis. Segundo a Abrage, estas últimas têm vida útil de 80 a 100 anos, enquanto as baterias químicas, de 15 anos. Além disso, afirma a entidade, as hidrelétricas reversíveis conseguem entregar energia por mais tempo do que as baterias químicas.
Nivalde Castro afirma que os projetos mais viáveis são as hidrelétricas de médio e grande porte, com mais volume de água. Por outro lado, circuitos fechados são uma opção, por evitar problemas com o fluxo a jusante dos rios.
" Ficam mais independentes em relação a questões ambientais, em especial com a ANA (Agência Nacional de Águas) " diz o pesquisador.
A diretora da Abrage, Camila Fernandes, faz coro:
" Podemos usar os reservatórios que já existem como usinas fora de ciclos de água naturais, o que chamamos de ciclos fechados. E os pequenos são comparáveis a reservatórios convencionais, com sistemas de bombeamento e, portanto, com menores desafios de impacto socioambiental, porque são estruturas mais enxutas. São reservatórios de pequeníssimo porte, quase tudo subterrâneo, quase nenhuma interferência na superfície.
A EPE diz que considera em seus estudos essa diversidade de configurações e tamanhos. O Estado do Rio foi escolhido em 2019 como projeto piloto, para estruturar metodologias e identificar necessidades e premissas para estudos futuros em escala nacional. Outros estados serão considerados nos próximos estudos.
De acordo com a EPE, o estado fluminense foi escolhido por apresentar características adequadas, como localização em grandes centros de consumo de energia com dimensão territorial relativamente reduzida, o que permite uma análise mais controlada. Quinze locais foram identificados para estudos. Os municípios de Natividade, Varre-Sai, Bom Jesus, Carmo, Duas Barras, Sumidouro e Trajano de Moraes abrigam os levantamentos de maior potência instalada. Mas não foi feito qualquer projeto a partir desses estudos.
Pioneiras no país
No eixo Rio-São Paulo, o desenvolvimento industrial brasileiro a partir de 1930 motivou diversas ampliações de capacidade nas usinas existentes. Nesse contexto, foram construídas as primeiras usinas hidrelétricas reversíveis no Brasil, com o investimento feito por empresas privadas, concessionárias do serviço de energia elétrica regional.
Ao todo foram instaladas quatro dessas usinas no Brasil, sendo três no estado de São Paulo: Pedreira, Traição e Edgard de Souza, comissionadas em 1939, 1940 e 1955, respectivamente; e Vigário, no Estado do Rio, comissionada em 1952. Dessas, uma usina foi desativada (Edgard de Souza), e as demais não operam normalmente como usinas reversíveis.
A grande participação das hidrelétricas na matriz elétrica brasileira permitiu postergar o uso de tecnologias de armazenamento. No entanto, com a redução de implantação de novos projetos que usam a água como fonte de energia e com o crescimento de outras fontes renováveis, as usinas reversíveis podem se tornar uma alternativa atraente, segundo especialistas do setor.