A energia hidrelétrica é, de longe, a maior fonte de energia renovável do mundo, produzindo mais que o dobro da energia eólica e mais de quatro vezes a energia solar. Além disso, o bombeamento de água para o alto de uma colina, também conhecido como "hidrelétrica de bombeamento", representa bem mais de 90% da capacidade total de armazenamento de energia do mundo.
Mas, apesar do enorme impacto da energia hidrelétrica, pouco se ouve falar dela nos EUA. Enquanto nas últimas décadas os preços da energia eólica e solar despencaram e sua disponibilidade aumentou exponencialmente, a geração de energia hidrelétrica no país permaneceu relativamente estável, já que a nação já construiu usinas hidrelétricas nos locais geograficamente mais ideais.
Em âmbito internacional, a situação é diferente. A China impulsionou sua expansão econômica construindo milhares de novas barragens hidrelétricas, muitas vezes gigantescas, nas últimas décadas. A África, a Índia e outros países da Ásia e do Pacífico estão prestes a fazer o mesmo.
Mas a expansão sem uma supervisão ambiental rigorosa pode acarretar problemas, visto que barragens 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 provocada pelas mudanças climáticas está tornando a energia hidrelétrica uma fonte menos confiável, já que as barragens no oeste americano perderam uma parcela significativa de sua capacidade de geração de eletricidade.
“Em um ano típico, a Barragem Hoover gera cerca de 4,5 bilhões de quilowatts-hora de energia”, disse Mark Cook, gerente da icônica Barragem Hoover. “Com o lago no estado atual, a geração é mais próxima de 3,5 bilhões de quilowatts-hora.”
No entanto, especialistas afirmam que a energia hidrelétrica tem um papel fundamental em um futuro 100% renovável, portanto, aprender a mitigar esses desafios é essencial.
Energia hidrelétrica doméstica
Em 2021, a energia hidrelétrica representou cerca de 6% da geração de eletricidade em escala comercial nos EUA e 32% da geração de eletricidade renovável. No âmbito doméstico, foi a maior fonte de energia renovável até 2019, quando foi ultrapassada pela energia eólica.
Não se espera que os EUA vejam um grande crescimento da energia hidrelétrica na próxima década, em parte devido ao oneroso processo de licenciamento e autorização.
“O processo de licenciamento custa dezenas de milhões de dólares e anos de trabalho. E algumas dessas instalações, principalmente as menores, simplesmente não têm esse dinheiro ou esse tempo”, afirma Malcolm Woolf, presidente e CEO da Associação Nacional de Hidroeletricidade. Ele estima que dezenas de agências diferentes estejam envolvidas no licenciamento ou na renovação da licença de uma única usina hidrelétrica. O processo, segundo ele, leva mais tempo do que o licenciamento de uma usina nuclear.
Como a usina hidrelétrica média nos EUA tem mais de 60 anos, muitas precisarão ter suas licenças renovadas em breve.
“Portanto, podemos estar enfrentando uma série de desistências 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 afirma que existe potencial para crescimento interno, através da modernização de usinas antigas e do aumento da capacidade de geração de energia em barragens já existentes.
“Temos 90.000 barragens neste país, a maioria das quais foi construída para controle de enchentes, irrigação, armazenamento de água e recreação. Apenas 3% dessas barragens são realmente usadas para geração de energia”, disse Woolf.
O crescimento do setor também depende da expansão da energia hidrelétrica de bombeamento, que está ganhando força como uma forma de "firmar" as energias renováveis, armazenando o excesso de energia para uso quando não há sol nem vento.
Quando uma usina hidrelétrica reversível está gerando energia, ela funciona 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 ser recarregada, utilizando a energia da rede elétrica para bombear água do reservatório inferior para o reservatório superior, armazenando assim energia potencial que pode ser liberada quando necessário.
Embora o armazenamento por bombeamento tenha hoje uma capacidade de geração de eletricidade de cerca de 22 gigawatts, existem mais de 60 gigawatts em projetos propostos em fase de desenvolvimento. Isso só fica atrás da China.
Nos últimos anos, os pedidos de licenças e autorizações para sistemas de armazenamento por bombeamento aumentaram consideravelmente, e novas tecnologias estão sendo consideradas. Entre elas, destacam-se as 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 causariam menos impacto ao meio ambiente circundante.
Emissões e seca
Construir barragens em rios ou criar novos reservatórios pode obstruir a migração de peixes e arruinar ecossistemas e habitats circundantes. Ao longo da história, barragens e reservatórios chegaram a deslocar dezenas de milhões de pessoas, geralmente comunidades indígenas ou rurais.
Esses danos são amplamente reconhecidos. Mas um novo desafio — as emissões dos reservatórios — está agora recebendo cada vez mais atenção.
"O que as pessoas não percebem é que esses reservatórios, na verdade, emitem muito dióxido de carbono e metano para a atmosfera, ambos gases de efeito estufa potentes", disse Ilissa Ocko, cientista climática sênior do Environmental Defense Fund.
As emissões provêm da decomposição da vegetação e de outras matérias orgânicas, que se decompõem e libertam metano quando uma área é inundada, criando um reservatório. "Normalmente, esse metano transforma-se em dióxido de carbono, mas é necessário oxigénio para que isso aconteça. E se a água estiver muito, muito quente, as camadas inferiores ficam com pouco oxigénio", explicou Ocko, o que significa que o metano é então libertado para a atmosfera.
Quando se trata de aquecimento global, o metano é mais de 80 vezes mais potente que o CO2 durante os primeiros 20 anos após sua emissão. Até o momento, pesquisas mostram que regiões mais quentes do planeta, como a Índia e a África, tendem a ter usinas mais poluentes, enquanto Ocko afirma que reservatórios na China e nos EUA não são motivo de grande preocupação. No entanto, Ocko ressalta a necessidade de um método mais robusto para mensurar as emissões.
“E então você poderia ter todo tipo de incentivo para reduzir as emissões, ou regulamentações de diferentes autoridades para garantir que você não esteja emitindo em excesso”, disse Ocko.
Outro grande problema para a energia hidrelétrica é a seca provocada pelas mudanças climáticas. Reservatórios rasos produzem menos energia, e isso é particularmente preocupante no oeste americano, que vivenciou o período de 22 anos mais seco dos últimos 1.200 anos.
Com a redução na produção de eletricidade em reservatórios como o Lago Powell, que alimenta a Barragem de Glen Canyon, e o Lago Mead, que alimenta a Barragem Hoover, os combustíveis fósseis estão suprindo a demanda. Um estudo constatou que, entre 2001 e 2015, foram liberadas 100 milhões de toneladas adicionais de dióxido de carbono em 11 estados do oeste americano devido à mudança no uso da energia hidrelétrica, causada 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 uma situação de escassez hídrica no Lago Mead, o que levou a cortes na distribuição de água no Arizona, Nevada e México. O nível da água, atualmente em 1.047 pés (aproximadamente 319 metros), deverá cair ainda mais, visto que o Departamento de Reclamação tomou a medida inédita de reter água no Lago Powell, situado a montante do Lago Mead, para que a Barragem de Glen Canyon possa continuar a gerar energia. Se o nível do Lago Mead baixar para menos de 950 pés (aproximadamente 290 metros), a usina deixará de gerar energia.
O futuro da energia hidrelétrica
A modernização da infraestrutura hidrelétrica existente poderia aumentar a eficiência e recuperar algumas perdas relacionadas à seca, além de garantir que as usinas possam operar por muitas décadas.
Entre agora e 2030, serão investidos US$ 127 bilhões na modernização de usinas antigas em todo o mundo. Isso representa quase um quarto do investimento total em energia hidrelétrica global e quase 90% do investimento na Europa e na América do Norte.
Na barragem de Hoover, isso significou modernizar algumas de suas turbinas para operar com mais eficiência em altitudes mais baixas, instalar comportas mais finas, que controlam o fluxo de água para as turbinas, e injetar ar comprimido nas turbinas para aumentar a eficiência.
Mas em outras partes do mundo, a maior parte do investimento está sendo direcionada para novas usinas. Grandes projetos estatais na Ásia e na África devem representar mais de 75% da nova capacidade hidrelétrica até 2030. No entanto, alguns se preocupam com o impacto que esses projetos terão sobre o meio ambiente.
“Na minha humilde opinião, elas são superdimensionadas. Foram construídas com uma capacidade enorme que não é necessária”, disse Shannon Ames, Diretora Executiva do Instituto de Hidroeletricidade de Baixo Impacto. “Poderiam ser construídas como usinas a fio d'água e poderiam simplesmente ser projetadas de forma diferente.”
As usinas hidrelétricas 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 da vazão sazonal. Espera-se que a energia hidrelétrica a fio d'água represente cerca de 13% do aumento total da capacidade instalada nesta década, enquanto a energia hidrelétrica tradicional representará 56% e a energia hidrelétrica reversível, 29%.
No geral, porém, o crescimento da energia hidrelétrica está desacelerando e deve sofrer uma contração de cerca de 23% até 2030. Reverter essa 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 empreendedores a obterem contratos de compra de energia, incentivando, assim, o investimento, uma vez que o retorno seria garantido.
“Parte da razão pela qual, às vezes, não parece tão atraente quanto a energia solar e eólica é porque o horizonte de investimento para essas 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 valorizam um retorno a longo prazo como esse.”
Encontrar os incentivos certos para o desenvolvimento de energia hidrelétrica e de armazenamento por bombeamento, e garantir que isso seja feito de forma sustentável, será fundamental para livrar o mundo da dependência de combustíveis fósseis, afirma Woolf.
“Não recebemos a mesma atenção da mídia que algumas outras tecnologias. Mas acho que as pessoas estão cada vez mais percebendo que não se pode ter uma rede elétrica confiável sem energia hidrelétrica.”
Data da publicação: 14 de julho de 2022
