A última vez que caminhou ao longo de um rio ou nadou num lago provavelmente não pensou neles como uma das mais antigas fontes de produção de electricidade do mundo. A produção hidroeléctrica – a energia criada pela água corrente – data do século IV a.C. e é responsável pela maior parte da produção mundial de fontes de energia renovável.
Yet, é frequentemente excluída das conversas políticas e dos apelos à acção para aumentar a dependência de fontes de energia limpa em resposta às alterações climáticas. Vimos o que torna a energia hídrica diferente das outras fontes de energia limpa, tais como a solar ou eólica; os seus benefícios e desvantagens e a tecnologia comum utilizada hoje em dia para a geração de energia hidroeléctrica.
O que é a Electricidade Hidroeléctrica?
Como mencionado anteriormente, a energia hídrica refere-se ao processo de captação do fluxo de água a jusante e a sua conversão em electricidade. Como a energia é produzida a partir da água, as centrais hidroeléctricas encontram-se normalmente perto de uma fonte de água, como um rio. Naturalmente, quanto mais rápido o fluxo de água e maior o volume de água, mais electricidade é uma central hidroeléctrica capaz de produzir.
P>Embora as centrais hidroeléctricas variem por tipo, tamanho e tecnologia, a maior parte da energia hidroeléctrica é criada seguindo mais ou menos o mesmo procedimento:
- O fluxo de água é coordenado numa turbina de água.
- O volume do fluxo de água e a alteração da elevação influenciam a turbina a girar
- Quando a turbina gira, o gerador associado produz energia
Devido à natureza auto-renovável e abundante da água superficial, a energia hídrica cai no balde das fontes de energia limpa, juntamente com a energia produzida a partir de energia solar ou eólica. No Canadá, é a razão pela qual os sistemas eléctricos do país são frequentemente rotulados como um dos mais limpos do mundo.
No entanto, há quedas na produção hidroeléctrica, explicando parcialmente porque é que a hidroelectricidade gera um pouco de controvérsia no que diz respeito ao seu estatuto de fonte de energia limpa. Quanto maior for a instalação da barragem, mais electricidade produz, mas tem um custo. A barragem de um rio perturba os habitats de vida selvagem, bloqueia a migração de peixes e ao longo dos anos pode reduzir as populações de peixes. Como resultado, a maioria dos estados dos EUA hesita em contar a energia hídrica para os mandatos estatais de energia renovável, deixando a hidroelectricidade à margem das conversações sobre as alterações climáticas, apesar de ser produzida a partir de uma fonte renovável.
Globalmente, a energia hídrica é a principal fonte renovável para a produção de electricidade, fornecendo quase três quartos de toda a electricidade renovável. Só nos EUA, é responsável por 6,6% da produção de energia em escala de utilização e pela segunda maior produção de energia renovável (só recentemente ultrapassada pela electricidade produzida a partir do vento).
A maior central hidroeléctrica dos EUA encontra-se na barragem de Grand Coulee, no rio Columbia, em Washington, um estado que obtém cerca de dois terços da sua electricidade da energia hidroeléctrica.
De onde vem a electricidade?
SO vamos recuar um pouco e tentar compreender a “reivindicação de renovabilidade” por detrás da produção hidroeléctrica. Será a água de superfície da terra auto-renovável? De onde vem e existe uma quantidade infinita dela?
Para compreender a energia hídrica, precisamos de (brevemente) revisitar as lições de geografia do quinto grau para nos lembrarmos de algo chamado ciclo da água:
- Quando o sol brilha na superfície da terra, faz com que a água dos rios, lagos, e oceanos se evapore.
- A água evaporada (vapor) condensa-se em nuvens e cai como chuva e neve.
- As gotas de chuva e os flocos de neve são capturados em cursos de água e rios, que se esvaziam em oceanos e lagos e assim o ciclo recomeça
Devido à natureza auto-repetente, a água de superfície é considerada uma das fontes de energia renovável da Terra. Quanto mais precipitação (chuva e neve) é recolhida nos rios e riachos, mais água está disponível para a produção de energia hidroeléctrica.
Que tipos de tecnologia hidroeléctrica existem?
A ideia básica da produção de energia hidroeléctrica é utilizar a força da água corrente para criar energia cinética, mas existe de facto mais do que uma forma de alcançar este efeito. A maioria das centrais hidroeléctricas depende da construção de barragens para reter a água e libertá-la através da abertura dos portões.
Vejamos os tipos de tecnologia mais comuns que existem actualmente:
Impoundment – A tecnologia que mais provavelmente já viu são as instalações de represamento. Estes grandes sistemas utilizam uma barragem para armazenar a água do rio num reservatório e libertá-la (com base na necessidade de energia) para fluir através de uma turbina e girá-la. A turbina é ligada a um gerador, através do qual a energia é depois introduzida na rede eléctrica.
Armazenamento por bombagem – Esta tecnologia é composta por dois reservatórios, um a uma altitude superior à do segundo. A água é bombeada e mantida no reservatório elevado e quando a procura de electricidade (e o preço da electricidade) é elevado, a água é libertada a jusante, girando as turbinas localizadas no reservatório de nível inferior.
Instalações de passagem do rio – A mais natural das centrais hidroeléctricas, as instalações de passagem do rio geram electricidade a partir de água que corre naturalmente (como um rio) sem uma barragem. A desvantagem deste sistema é a ausência de armazenamento e a intermitência da energia gerada, uma vez que o sistema tem de depender de caudais fluviais sazonais. Há muitos benefícios difíceis – a ausência de grandes barragens torna as instalações de passagem de rio mais baratas, mais rápidas de construir e mais amigas do ambiente.
Vantagens & Desvantagens da energia hidroeléctrica
A produção de energia hidroeléctrica é boa ou má para o ambiente? A resposta filosófica é que depende. Embora amplamente considerado um recurso de energia renovável que fornece ao mundo energia e armazenamento fiáveis e baratos, pode não haver muitas razões para celebrar os sistemas hidroeléctricos, quando se trata de preservar o ambiente. Vamos quebrar isto.
Vantagens da Produção de Energia Hidroeléctrica
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Fonte de energia limpa – Apesar da controvérsia, o facto indiscutível é que a água é uma fonte de energia renovável (graças ao ciclo da água acima descrito). Não são queimados combustíveis e não são libertadas emissões directas de carbono para a atmosfera quando a energia hídrica é gerada, o que a torna uma alternativa muito mais amiga do ambiente do que o carvão ou o gás natural.
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Gestão/controlo local – O benefício muitas vezes esquecido da produção hidroeléctrica é que, uma vez que a água não costuma fazer bem quando se percorrem distâncias muito longas, A energia hidroeléctrica é frequentemente consumida no estado/território onde é produzida. A dependência de fontes de combustível internacionais é reduzida e substituída por um maior controlo a nível local. |
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Flexibilidade – Um dos maiores benefícios que a hidroeléctrica tem sobre a solar é a sua característica de flexibilidade – se houver um excesso de energia na rede, a água pode facilmente ser acumulada e armazenada para utilização posterior. Está também disponível em qualquer altura e é frequentemente utilizada para preencher a lacuna na procura de energia renovável quando o sol não brilha ou o vento não sopra. |
Desvantagens da Produção de Energia Hidroeléctrica
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Impacto nas comunidades locais & habitat natural – As barragens hidroeléctricas de grande escala bloqueiam a passagem de peixes migradores e podem causar danos permanentes aos peixes e outros animais selvagens, perturbar os ecossistemas fluviais e as comunidades circundantes e forçar os seus residentes a sair. |
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A energia hídrica não é isenta de emissões – Mesmo a promessa de electricidade sem carbono proveniente da energia hídrica tem sido minada. A vegetação em decomposição em reservatórios artificiais provoca a libertação de bolhas de metano, representando aproximadamente 1,3% das emissões globais causadas pelo homem. O metano permanece na atmosfera muito menos do que o dióxido de carbono; no entanto, a sua contribuição para o aquecimento global é o triplo da do CO2. |
Don’t Dam It Yet – The Future of Hydropower
Apesar das suas quedas ambientais, espera-se que a hidroelectricidade continue a desempenhar um papel crítico na descarbonização do sistema de energia. Afinal, só nos EUA a tecnologia é responsável por:
- 7% da produção de electricidade da nação
- 97% de todo o armazenamento de energia
- Aproximadamente 300.000 empregos nos EUA
Em 2016, o Departamento de Energia dos EUA divulgou um relatório que pinta o futuro da produção hidroeléctrica para mais do dobro até 2050. Uma vez que a tecnologia claramente não vai a lado nenhum, está a ser gasto um esforço significativo para a tornar mais inteligente, mais segura e mais eficiente. Inclui a construção de novas barragens amigas do peixe, a implementação de normas ambientais mais rigorosas, e a melhoria das instalações existentes para que não seja necessário construir novas barragens.
Como muitas outras indústrias, a indústria Hidroeléctrica também beneficiará de novas tecnologias emergentes, tais como a Internet das Coisas (IoT) ou a aprendizagem de máquinas. Um exemplo é o projecto WISY (Wireless Sensors for Hydro Monitoring) testado por uma empresa italiana Enel Green Power (EGP) Estes sensores sem fios são capazes de recolher, analisar e transmitir todas as informações sobre o estado de uma central hidroeléctrica em tempo real, o que melhora significativamente o seu desempenho. Outras empresas, como a Smart Hydro Power na Alemanha, são pioneiras em novas tecnologias de turbinas que geram electricidade sem perturbar o fluxo do rio. Esperemos que muitas mais estejam a caminho.
Então, finalmente, a energia hidroeléctrica é renovável ou não renovável? Apesar da água ser um recurso auto-reabastecedor, a tecnologia responsável pela sua conversão em energia não está isenta de consequências ambientais – perturbando o habitat dos peixes e as emissões de metano entre os mais graves. Contudo, tal como a escrita de cartas evoluiu para máquinas de escrever e eventualmente para computação digital todo-poderosa, existe a esperança de que a tecnologia hidrelétrica centenária acabará por evoluir também – e continuar a desempenhar um papel fundamental na transição para o mundo todo-renovável.
Actualizado em 06-12-20