A energia hidrelétrica é de longe a maior fonte renovável do mundo, produzindo mais do que o dobro de energia que a eólica e mais de quatro vezes a solar. E bombear água morro acima, também conhecido como "energia hidrelétrica de armazenamento bombeado", representa bem mais de 90% da capacidade total de armazenamento de energia do mundo.
Mas, apesar do impacto descomunal da energia hidrelétrica, não ouvimos muito sobre ela nos EUA. Embora nas últimas décadas tenhamos visto a energia eólica e solar despencarem em preço e dispararem em disponibilidade, a geração de energia hidrelétrica doméstica permaneceu relativamente estável, já que o país já construiu usinas hidrelétricas nos locais geograficamente mais ideais.
Internacionalmente, a história é diferente. A China impulsionou sua expansão econômica construindo milhares de novas hidrelétricas, muitas vezes gigantescas, nas últimas décadas. África, Índia e outros países da Ásia e do Pacífico estão prestes a fazer o mesmo.
Mas a expansão sem supervisão ambiental rigorosa pode levar a problemas, já que represas e reservatórios perturbam os ecossistemas fluviais e os habitats circundantes, e estudos recentes mostram que os reservatórios podem emitir mais dióxido de carbono e metano do que se pensava anteriormente. Além disso, a seca causada pelo clima está tornando a energia hidrelétrica uma fonte de energia menos confiável, já que as represas no oeste americano perderam uma quantidade significativa de sua capacidade de geração de eletricidade.
“Em um ano típico, a Represa Hoover gerará cerca de 4,5 bilhões de quilowatts-hora de energia”, disse Mark Cook, gerente da icônica Represa Hoover. “Com o lago do jeito que está agora, a produção gira em torno de 3,5 bilhões de quilowatts-hora.”
No entanto, especialistas dizem que a energia hidrelétrica tem um papel importante em um futuro 100% renovável, então aprender como mitigar esses desafios é essencial.
Energia hidrelétrica doméstica
Em 2021, a energia hidrelétrica foi responsável por cerca de 6% da geração de eletricidade em larga escala nos EUA e 32% da geração de eletricidade renovável. No mercado interno, foi a maior fonte renovável até 2019, quando foi superada pela eólica.
Não se espera que os EUA vejam muito crescimento na energia hidrelétrica na próxima década, em parte devido ao oneroso processo de licenciamento e autorização.
“Custa dezenas de milhões de dólares e anos de esforço para passar pelo processo de licenciamento. E algumas dessas instalações, especialmente as menores, simplesmente não têm esse dinheiro ou tempo”, afirma Malcolm Woolf, presidente e CEO da Associação Nacional de Energia Hidrelétrica (NHA). Ele estima que existam dezenas de agências diferentes envolvidas no licenciamento ou relicenciamento de uma única usina hidrelétrica. O processo, segundo ele, leva mais tempo do que o licenciamento de uma usina nuclear.
Como a média de idade das usinas hidrelétricas nos EUA é de mais de 60 anos, muitas precisarão ser licenciadas novamente em breve.
“Portanto, podemos estar enfrentando uma série de perdas de licenças, o que é irônico justamente quando estamos tentando aumentar a quantidade de geração flexível e livre de carbono que temos neste país”, disse Woolf.
Mas o Departamento de Energia diz que há potencial para crescimento doméstico, por meio de melhorias em usinas antigas e adição de energia às represas existentes.
“Temos 90.000 represas neste país, a maioria das quais foi construída para controle de enchentes, irrigação, armazenamento de água e recreação. Apenas 3% dessas represas são realmente usadas para geração de energia”, disse Woolf.
O crescimento do setor também depende da expansão da energia hidrelétrica bombeada, que está ganhando força como uma forma de "firmar" as energias renováveis, armazenando o excesso de energia para uso quando o sol não estiver brilhando e o vento não estiver soprando.
Quando uma usina hidrelétrica reversível gera energia, ela opera como uma usina hidrelétrica convencional: a água flui do reservatório superior para o inferior, girando uma turbina geradora de eletricidade ao longo do caminho. A diferença é que uma usina hidrelétrica reversível pode recarregar, usando a energia da rede para bombear água de baixo para o reservatório superior, armazenando assim energia potencial que pode ser liberada quando necessário.
Embora o armazenamento bombeado tenha hoje cerca de 22 gigawatts de capacidade de geração de eletricidade, há mais de 60 gigawatts de projetos propostos em desenvolvimento. Esse número fica atrás apenas da China.
Nos últimos anos, os pedidos de licenças e autorizações para sistemas de armazenamento bombeado aumentaram consideravelmente, e novas tecnologias estão sendo consideradas. Entre elas, estão instalações de "circuito fechado", nas quais nenhum reservatório está conectado a uma fonte de água externa, ou instalações menores que utilizam tanques em vez de reservatórios. Ambos os métodos provavelmente seriam menos prejudiciais ao meio ambiente.
Emissões e seca
Represar rios ou criar novos reservatórios pode obstruir a migração de peixes e destruir ecossistemas e habitats circundantes. Represas e reservatórios já deslocaram dezenas de milhões de pessoas ao longo da história, geralmente comunidades indígenas ou rurais.
Esses danos são amplamente reconhecidos. Mas um novo desafio — as emissões dos reservatórios — vem ganhando cada vez mais atenção.
"O que as pessoas não percebem é que esses reservatórios na verdade emitem muito dióxido de carbono e metano na atmosfera, ambos gases de efeito estufa potentes", disse Ilissa Ocko, cientista climática sênior do Environmental Defense Fund.
As emissões vêm da decomposição da vegetação e de outras matérias orgânicas, que se decompõem e liberam metano quando uma área é inundada, criando um reservatório. "Normalmente, esse metano se transforma em dióxido de carbono, mas é preciso oxigênio para isso. E se a água estiver muito, muito quente, as camadas inferiores ficam sem oxigênio", disse Ocko, o que significa que o metano é então liberado na atmosfera.
Em termos de aquecimento global, o metano é mais de 80 vezes mais potente que o CO2 nos primeiros 20 anos após sua liberação. Até o momento, pesquisas mostram que regiões mais quentes do mundo, como Índia e África, tendem a ter usinas mais poluentes, enquanto Ocko afirma que os reservatórios na China e nos EUA não são motivo de preocupação específica. Ocko, porém, afirma que é necessária uma maneira mais robusta de medir as emissões.
“E então você poderia ter todos os tipos de incentivos para reduzi-lo, ou regulamentações de diferentes autoridades para garantir que você não esteja emitindo muito”, disse Ocko.
Outro grande problema para a energia hidrelétrica é a seca causada pelo clima. Reservatórios rasos produzem menos energia, o que é particularmente preocupante no oeste americano, que vivenciou o período de 22 anos mais seco dos últimos 1.200 anos.
À medida que reservatórios como o Lago Powell, que alimenta a Represa Glen Canyon, e o Lago Mead, que alimenta a Represa Hoover, produzem menos eletricidade, os combustíveis fósseis estão compensando a queda. Um estudo constatou que, entre 2001 e 2015, 100 milhões de toneladas adicionais de dióxido de carbono foram liberadas em 11 estados do oeste do país devido à mudança da energia hidrelétrica induzida pela seca. Durante um período particularmente difícil para a Califórnia, entre 2012 e 2016, outro estudo estimou que a perda na geração de energia hidrelétrica custou ao estado US$ 2,45 bilhões.
Pela primeira vez na história, foi declarada escassez de água no Lago Mead, provocando cortes na alocação de água no Arizona, Nevada e México. O nível da água, atualmente em 315 metros, deverá cair ainda mais, já que o Departamento de Recuperação tomou a medida sem precedentes de reter a água no Lago Powell, situado rio acima do Lago Mead, para que a Represa Glen Canyon possa continuar a produzir energia. Se o Lago Mead cair abaixo de 298 metros, deixará de gerar energia.
O futuro da energia hidrelétrica
A modernização da infraestrutura hidrelétrica existente pode aumentar a eficiência e recuperar algumas perdas relacionadas à seca, além de garantir que as usinas sejam capazes de operar por muitas décadas.
Entre agora e 2030, US$ 127 bilhões serão investidos na modernização de usinas antigas em todo o mundo. Isso representa quase um quarto do investimento global em energia hidrelétrica e quase 90% do investimento na Europa e na América do Norte.
Na Represa Hoover, isso significou adaptar algumas de suas turbinas para operar de forma mais eficiente em altitudes mais baixas, instalando comportas mais finas, que controlam o fluxo de água para as turbinas, e injetando ar comprimido nas turbinas para aumentar a eficiência.
Mas em outras partes do mundo, a maior parte do investimento está sendo destinada a novas usinas. Grandes projetos estatais na Ásia e na África devem representar mais de 75% da nova capacidade hidrelétrica até 2030. Mas alguns se preocupam com o impacto que tais projetos terão no meio ambiente.
“Na minha humilde opinião, elas são superdimensionadas. São construídas com uma capacidade massiva que não é necessária”, disse Shannon Ames, Diretora Executiva do Low Impact Hydropower Institute. “Elas poderiam ser construídas a fio d’água ou simplesmente projetadas de forma diferente.”
As usinas a fio d'água não incluem reservatório e, portanto, têm menor impacto ambiental, mas não podem gerar energia sob demanda, já que a produção depende de vazões sazonais. A energia hidrelétrica a fio d'água deverá representar cerca de 13% do total de acréscimos de capacidade nesta década, enquanto a energia hidrelétrica tradicional representará 56% e a hidrelétrica bombeada, 29%.
Mas, no geral, o crescimento da energia hidrelétrica está desacelerando e deve se contrair em cerca de 23% até 2030. A reversão dessa tendência dependerá, em grande parte, da simplificação dos processos regulatórios e de licenciamento, bem como do estabelecimento de altos padrões de sustentabilidade e programas de medição de emissões para garantir a aceitação da comunidade. Um cronograma de desenvolvimento mais curto ajudaria os desenvolvedores a obter contratos de compra de energia, incentivando assim o investimento, já que o retorno seria garantido.
“Parte da razão pela qual às vezes não parece tão atraente quanto a energia solar e a eólica é porque o horizonte para as instalações é diferente. Por exemplo, uma usina eólica e solar normalmente é vista como um projeto de 20 anos”, disse Ames. “Por outro lado, a energia hidrelétrica é licenciada e opera por 50 anos. E muitas delas estão em operação há 100 anos... Mas nossos mercados de capitais não necessariamente apreciam um retorno mais longo como esse.”
Encontrar os incentivos certos para o desenvolvimento de energia hidrelétrica e armazenamento bombeado, e garantir que isso seja feito de maneira sustentável, será fundamental para livrar o mundo dos combustíveis fósseis, diz Woolf.
"Não recebemos as mesmas manchetes que algumas outras tecnologias. Mas acho que as pessoas estão cada vez mais percebendo que não é possível ter uma rede confiável sem energia hidrelétrica."
Data de publicação: 14 de julho de 2022
