A enerxía hidroeléctrica é, de lonxe, a maior renovable do mundo, producindo máis do dobre de enerxía que a eólica e máis de catro veces máis que a solar. E bombear auga costa arriba, tamén coñecida como "enerxía hidroeléctrica de almacenamento por bombeo", representa máis do 90 % da capacidade total de almacenamento de enerxía do mundo.
Pero a pesar do enorme impacto da enerxía hidroeléctrica, non oímos falar moito dela nos Estados Unidos. Aínda que nas últimas décadas o prezo da enerxía eólica e solar caeu en picado e a súa dispoñibilidade disparouse, a xeración nacional de enerxía hidroeléctrica mantívose relativamente estable, xa que o país xa construíu centrais hidroeléctricas nos lugares xeograficamente máis ideais.
Internacionalmente, a historia é diferente. China impulsou a súa expansión económica construíndo miles de novas presas hidroeléctricas, a miúdo enormes, nas últimas décadas. África, a India e outros países de Asia e o Pacífico están dispostos a facer o mesmo.
Pero unha expansión sen unha supervisión ambiental estrita podería causar problemas, xa que as presas e os encoros alteran os ecosistemas fluviais e os hábitats circundantes, e estudos recentes amosan que os encoros poden emitir máis dióxido de carbono e metano do que se pensaba anteriormente. Ademais, a seca provocada polo clima está a facer que a enerxía hidroeléctrica sexa unha fonte de enerxía menos fiable, xa que as presas do oeste americano perderon unha cantidade significativa da súa capacidade de xeración de electricidade.
«Nun ano típico, a presa Hoover xera uns 4.500 millóns de quilovatios-hora de enerxía», afirmou Mark Cook, xerente da emblemática presa Hoover. «Co lago tal e como está agora, son máis ben 3.500 millóns de quilovatios-hora».
Con todo, os expertos din que a enerxía hidroeléctrica ten un papel importante que desempeñar nun futuro 100 % renovable, polo que aprender a mitigar estes desafíos é imprescindible.
enerxía hidroeléctrica doméstica
En 2021, a enerxía hidroeléctrica representou arredor do 6 % da xeración de electricidade a escala de servizos públicos nos Estados Unidos e o 32 % da xeración de electricidade renovable. A nivel nacional, foi a maior renovable ata 2019, cando foi superada pola eólica.
Non se espera que os Estados Unidos vexan un gran crecemento da enerxía hidroeléctrica na próxima década, en parte debido ao oneroso proceso de concesión de licenzas e permisos.
«Custa decenas de millóns de dólares e anos de esforzo seguir o proceso de concesión de licenzas. E algunhas destas instalacións, en particular algunhas das máis pequenas, simplemente non teñen ese diñeiro nin ese tempo», afirma Malcolm Woolf, presidente e director executivo da Asociación Nacional de Enerxía Hidroeléctrica. Calcula que hai ducias de axencias diferentes implicadas na concesión de licenzas ou renovación de licenzas dunha única instalación hidroeléctrica. O proceso, segundo el, leva máis tempo que a concesión de licenzas para unha central nuclear.
Dado que a central hidroeléctrica media dos Estados Unidos ten máis de 60 anos, moitas terán que ser renovadas axiña.
«Así que poderiamos estar a enfrontarnos a unha serie de entregas de licenzas, o cal é irónico xusto cando estamos a tentar aumentar a cantidade de xeración flexible e libre de carbono que temos neste país», dixo Woolf.
Pero o Departamento de Enerxía di que existe potencial para o crecemento interno, mediante melloras de plantas antigas e engadindo enerxía ás presas existentes.
«Temos 90.000 presas neste país, a maioría das cales foron construídas para o control de inundacións, para o rego, para o almacenamento de auga e para o lecer. Só o 3 % desas presas se usan realmente para xerar enerxía», dixo Woolf.
O crecemento do sector tamén depende da expansión da enerxía hidroeléctrica de almacenamento por bombeo, que está a gañar forza como unha forma de "firmar" as enerxías renovables, almacenando o exceso de enerxía para usala cando non brilla o sol e non sopra o vento.
Cando unha instalación de almacenamento por bombeo xera enerxía, funciona igual que unha central hidroeléctrica normal: a auga flúe do depósito superior ao inferior, facendo xirar unha turbina xeradora de electricidade ao longo do camiño. A diferenza é que unha instalación de almacenamento por bombeo pode recargarse, usando a enerxía da rede para bombear auga desde abaixo ata o depósito superior, almacenando así enerxía potencial que se pode liberar cando sexa necesario.
Aínda que o almacenamento por bombeo ten uns 22 gigavatios de capacidade de xeración de electricidade na actualidade, hai máis de 60 gigavatios de proxectos propostos en desenvolvemento. Isto é o segundo máis rápido, só por detrás de China.
Nos últimos anos, as solicitudes de permisos e licenzas para sistemas de almacenamento por bombeo aumentaron considerablemente e están a considerarse novas tecnoloxías. Entre elas inclúense instalacións de "circuíto pechado", nas que ningún dos depósitos está conectado a unha fonte de auga externa, ou instalacións máis pequenas que usan tanques en lugar de depósitos. É probable que ambos os métodos sexan menos prexudiciais para o medio ambiente circundante.
Emisións e seca
A construción de represas nos ríos ou a creación de novos encoros pode obstruír a migración dos peixes e arruinar os ecosistemas e hábitats circundantes. As presas e os encoros incluso desprazaron a decenas de millóns de persoas ao longo da historia, normalmente comunidades indíxenas ou rurais.
Estes danos son amplamente recoñecidos. Mais un novo reto (as emisións dos encoros) está a recibir cada vez máis atención.
«O que a xente non se decata é de que estes encoros emiten moito dióxido de carbono e metano á atmosfera, ambos os cales son fortes gases de efecto invernadoiro», dixo Ilissa Ocko, científica climática sénior do Environmental Defense Fund.
As emisións proveñen da vexetación en descomposición e doutra materia orgánica, que se descompoñen e liberan metano cando unha zona se inunda para crear un encoro. «Normalmente, ese metano convértese en dióxido de carbono, pero para iso necesítase osíxeno. E se a auga está moi, moi quente, as capas inferiores están esgotadas de osíxeno», dixo Ocko, o que significa que o metano se libera á atmosfera.
No que respecta ao quecemento mundial, o metano é máis de 80 veces máis potente que o CO2 durante os primeiros 20 anos despois da súa liberación. Ata o de agora, as investigacións mostran que as zonas máis cálidas do mundo, como a India e África, tenden a ter plantas máis contaminantes, mentres que Ocko afirma que os encoros da China e os Estados Unidos non son motivo de especial preocupación. Pero Ocko afirma que é necesario un xeito máis robusto de medir as emisións.
«E entón poderías ter todo tipo de incentivos para reducilo, ou regulacións por parte de diferentes autoridades para garantir que non emitas demasiado», dixo Ocko.
Outro problema importante para a enerxía hidroeléctrica é a seca provocada polo clima. Os encoros pouco profundos producen menos enerxía, e iso é especialmente preocupante no oeste americano, que experimentou o período de 22 anos máis seco dos últimos 1.200 anos.
A medida que os encoros como o lago Powell, que alimenta a presa de Glen Canyon, e o lago Mead, que alimenta a presa Hoover, producen menos electricidade, os combustibles fósiles están a compensar. Un estudo descubriu que, entre 2001 e 2015, liberáronse 100 millóns de toneladas adicionais de dióxido de carbono en 11 estados do oeste debido ao afastamento da enerxía hidroeléctrica inducido pola seca. Durante unha época particularmente difícil para California entre 2012 e 2016, outro estudo estimou que a perda de xeración de enerxía hidroeléctrica custoulle ao estado 2.450 millóns de dólares.
Por primeira vez na historia, declarouse unha escaseza de auga no lago Mead, o que provocou recortes na asignación de auga en Arizona, Nevada e México. Espérase que o nivel da auga, actualmente a 1.047 pés, baixe aínda máis, xa que a Oficina de Recuperación de Xardíns tomou a medida sen precedentes de reter a auga no lago Powell, situado río arriba do lago Mead, para que a presa de Glen Canyon poida seguir producindo enerxía. Se o lago Mead baixa por debaixo dos 950 pés, deixará de xerar enerxía.
Futuro da enerxía hidroeléctrica
A modernización da infraestrutura hidroeléctrica existente podería aumentar a eficiencia e recuperar algunhas perdas relacionadas coa seca, así como garantir que as centrais poidan funcionar durante moitas décadas.
Entre agora e 2030, gastaranse 127.000 millóns de dólares na modernización de centrais antigas a nivel mundial. Iso representa case unha cuarta parte do investimento total mundial en enerxía hidroeléctrica e case o 90 % do investimento en Europa e América do Norte.
Na presa Hoover, iso significou modernizar algunhas das súas turbinas para que funcionen de forma máis eficiente a altitudes máis baixas, instalar comportas máis delgadas, que controlan o fluxo de auga cara ás turbinas e inxectar aire comprimido nas turbinas para aumentar a eficiencia.
Pero noutras partes do mundo, a maior parte do investimento destínase a novas plantas. Espérase que os grandes proxectos estatais en Asia e África representen máis do 75 % da nova capacidade hidroeléctrica ata 2030. Pero algúns están preocupados polo impacto que terán estes proxectos no medio ambiente.
«Na miña humilde opinión, están sobreconstruídas. Están construídas cunha capacidade enorme que non é necesaria», dixo Shannon Ames, directora executiva do Instituto de Enerxía Hidroeléctrica de Baixo Impacto. «Poderíanse facer a pasada e simplemente poderíanse deseñar doutro xeito».
As instalacións de corrente fluvial non inclúen un encoro e, polo tanto, teñen menos impacto no medio ambiente, pero non poden xerar enerxía baixo demanda, xa que a produción depende dos fluxos estacionais. Espérase que a enerxía hidroeléctrica de corrente fluvial represente arredor do 13 % da capacidade total adicionada esta década, mentres que a enerxía hidroeléctrica tradicional suporá o 56 % e a hidroeléctrica bombeada o 29 %.
Pero, en xeral, o crecemento da enerxía hidroeléctrica está a diminuír e prevé que se contraia arredor dun 23 % ata 2030. Inverter esta tendencia dependerá en gran medida da racionalización dos procesos regulatorios e de concesión de permisos, así como do establecemento de estándares elevados de sustentabilidade e programas de medición de emisións para garantir a aceptación da comunidade. Un prazo de desenvolvemento máis curto axudaría aos promotores a obter acordos de compra de enerxía, incentivando así o investimento, xa que os rendementos estarían garantidos.
«Parte da razón pola que ás veces non parece tan atractiva como a enerxía solar e a eólica é porque o horizonte para as instalacións é diferente. Por exemplo, unha planta eólica e solar normalmente considérase un proxecto a 20 anos», dixo Ames. «Por outra banda, a enerxía hidroeléctrica ten licenza e funciona durante 50 anos. E moitas delas levan funcionando 100 anos... Pero os nosos mercados de capitais non necesariamente aprecian unha rendibilidade máis longa coma esa».
Atopar os incentivos axeitados para o desenvolvemento da enerxía hidroeléctrica e o almacenamento por bombeo, e garantir que se faga de maneira sostible, vai ser fundamental para que o mundo abandone os combustibles fósiles, di Woolf.
«Non recibimos os titulares que si reciben algunhas das outras tecnoloxías. Pero creo que a xente se está a decatar cada vez máis de que non se pode ter unha rede fiable sen enerxía hidroeléctrica».
Data de publicación: 14 de xullo de 2022
