Os rios percorrem milhares de quilômetros, carregando consigo uma enorme quantidade de energia. O desenvolvimento e a utilização da energia natural da água para a geração de eletricidade é chamado de energia hidrelétrica. Os dois elementos básicos que constituem a energia hidráulica são a vazão e a queda d'água. A vazão é determinada pelo próprio rio, e a taxa de aproveitamento da energia cinética da água do rio, utilizando-se diretamente essa energia, seria muito baixa, pois é impossível preencher toda a extensão do rio com turbinas hidráulicas.
A utilização hidráulica se baseia principalmente na energia potencial, e deve haver uma queda no uso dessa energia. No entanto, a queda natural dos rios geralmente se forma gradualmente ao longo do curso do rio e, em uma distância relativamente curta, a queda natural da vazão é relativamente baixa. Medidas de engenharia apropriadas precisam ser tomadas para aumentar artificialmente a queda, ou seja, concentrar a queda natural dispersa para formar uma altura de queda d'água utilizável.
Vantagens da energia hidrelétrica
1. Regeneração da energia hídrica
A energia hídrica provém do escoamento natural dos rios, que é formado principalmente pela circulação de gás natural e água. A circulação da água permite que a energia hídrica seja reciclada e reutilizada, por isso a energia hídrica é chamada de “energia renovável”. A “energia renovável” ocupa uma posição singular na construção energética.
2. Os recursos hídricos podem ser utilizados de forma abrangente.
A energia hidrelétrica utiliza apenas a energia do fluxo de água e não consome água. Portanto, os recursos hídricos podem ser aproveitados de forma abrangente e, além da geração de energia, podem beneficiar-se simultaneamente do controle de enchentes, irrigação, navegação, abastecimento de água, aquicultura, turismo e outros aspectos, possibilitando um desenvolvimento com múltiplos objetivos.
3. Regulação da energia hídrica
A energia elétrica não pode ser armazenada, e a produção e o consumo ocorrem simultaneamente. A energia hídrica, por outro lado, pode ser armazenada em reservatórios, construídos de acordo com as necessidades do sistema elétrico. Os reservatórios funcionam como depósitos de energia para o sistema. A regulação dos reservatórios melhora a capacidade do sistema elétrico de controlar as cargas, aumentando a confiabilidade e a flexibilidade do fornecimento de energia.
4. Reversibilidade da geração de energia hidrelétrica
Uma turbina hidráulica que direciona a água de um local alto para um local baixo pode gerar eletricidade e converter a energia hídrica em energia elétrica; por sua vez, os corpos d'água localizados em níveis mais baixos são captados por bombas elétricas e enviados para reservatórios em níveis mais altos para armazenamento, convertendo energia elétrica em energia hídrica. A utilização da reversibilidade da geração hidrelétrica para a construção de usinas hidrelétricas de bombeamento desempenha um papel fundamental na melhoria da capacidade de regulação de carga do sistema elétrico.
5. Flexibilidade da operação unitária
As unidades de geração de energia hidrelétrica possuem equipamentos simples, operação flexível e confiável, e são muito convenientes para aumentar ou diminuir as cargas. Podem ser ligadas ou desligadas rapidamente de acordo com as necessidades dos usuários e são fáceis de automatizar. São ideais para realizar tarefas de redução de pico e modulação de frequência do sistema elétrico, além de servirem como reserva de emergência, ajuste de carga e outras funções. Podem aumentar a confiabilidade do sistema elétrico, com excelentes benefícios dinâmicos. As usinas hidrelétricas são as principais responsáveis pelo suporte de cargas dinâmicas no sistema elétrico.
6. Baixo custo e alta eficiência da produção de energia hidrelétrica
A energia hidrelétrica não consome combustível e não exige grande quantidade de mão de obra ou investimentos em infraestrutura para a exploração e o transporte de combustíveis. Os equipamentos são simples, com menos operadores, menor necessidade de energia auxiliar, longa vida útil e baixos custos de operação e manutenção. Portanto, o custo de produção de energia elétrica em usinas hidrelétricas é baixo, representando apenas 1/5 a 1/8 do custo de uma usina termelétrica. Além disso, a taxa de aproveitamento energético das usinas hidrelétricas é alta, chegando a mais de 85%, enquanto a das usinas termelétricas é de apenas cerca de 40%.
7. Contribui para a melhoria do ambiente ecológico.
A geração de energia hidrelétrica não polui o meio ambiente. A vasta área da superfície da água do reservatório regula o microclima da região e a distribuição temporal e espacial do fluxo de água, o que contribui para a melhoria do ambiente ecológico das áreas circundantes. Já as usinas termelétricas a carvão, por tonelada de carvão bruto, emitem cerca de 30 kg de SO2 e mais de 30 kg de partículas em suspensão. Segundo dados de 50 usinas termelétricas a carvão de grande e médio porte em todo o país, 90% delas emitem SO2 com concentração superior a 860 mg/m³, o que representa uma poluição muito grave. No mundo atual, em que as questões ambientais recebem cada vez mais atenção, acelerar a construção de usinas hidrelétricas e aumentar a participação da energia hidrelétrica na matriz energética chinesa são de grande importância para a redução da poluição ambiental.
Desvantagens da energia hidrelétrica
Investimento inicial vultoso – enormes obras de terraplenagem e concreto para a construção de usinas hidrelétricas; além disso, acarretará perdas consideráveis por inundações e exigirá o pagamento de altos custos de reassentamento; o período de construção também é mais longo do que o de usinas termelétricas, afetando o giro dos recursos destinados à construção. Mesmo que parte do investimento em projetos de conservação de água seja compartilhada entre diversos órgãos beneficiários, o investimento por quilowatt-hora em hidrelétricas é muito maior do que em usinas termelétricas. No entanto, em operação futura, a economia nas despesas operacionais anuais será compensada ano a ano. O período máximo de compensação permitido está relacionado ao nível de desenvolvimento do país e à política energética. Se o período de compensação for inferior ao valor permitido, considera-se razoável aumentar a capacidade instalada da usina hidrelétrica.
Risco de falha – Devido a inundações, barragens retêm grandes quantidades de água, além de desastres naturais, danos causados pelo homem e problemas na qualidade da construção, o que pode ter consequências catastróficas para as áreas e infraestruturas a jusante. Essas falhas podem afetar o fornecimento de energia, a fauna e a flora, além de causar perdas significativas e vítimas.
Danos ao ecossistema – Grandes reservatórios causam extensas inundações a montante das barragens, destruindo por vezes terras baixas, florestas de vale e pastagens. Ao mesmo tempo, também afetam o ecossistema aquático ao redor da usina. Isso tem um impacto significativo sobre peixes, aves aquáticas e outros animais.
Data da publicação: 03/04/2023
