PCHs e CGHs como baterias naturais do sistema elétrico brasileiro

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**Por: Charles Lenzi e Daniel Araujo Carneiro

A crescente necessidade de reduzir o consumo de combustíveis fósseis e explorar fontes de energia alternativas é impulsionada pelo esgotamento desses recursos e seus efeitos nocivos no meio ambiente.

Para mitigar o aquecimento global, é crucial substituir as centrais térmicas dominantes por fontes de energia sustentáveis. As tecnologias solares e eólicas, embora populares e em expansão exponencial, apresentam desafios de intermitência que afetam a confiabilidade do fornecimento elétrico.

A hibridização de diferentes fontes de energia, integrada a sistemas de armazenamento, é uma solução promissora para maximizar a eficiência e a autonomia energética, especialmente em áreas não atendidas por redes elétricas.

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Os sistemas híbridos de energia renovável são vantajosos por sua capacidade de operar eficazmente em diversas aplicações, como irrigação e telecomunicações, e por permitir a utilização contínua de eletricidade.

Assim, o armazenamento de energia em sistemas híbridos, melhora a confiabilidade ao regular a frequência da rede e atender à demanda elétrica variável.

Estudos recentes destacam a viabilidade econômica de sistemas híbridos que incorporam diferentes tecnologias de armazenamento, especialmente decorrentes da confiabilidade operativa das PCHs e CGHs e que podem ser utilizados como baterias naturais para dar suporte à expansão das demais renováveis intermitentes e energia hidroelétrica bombeada.

Esses sistemas são vistos como mais eficientes e econômicos do que as fontes de energia tradicionais.

Atualmente existe discussão aberta, inclusive, para que as hidrelétricas sejam remuneradas para atuar como “baterias naturais”, num modelo diferente do atual, no qual essas usinas respondem por cerca de dois terços da geração da eletricidade brasileira.

As hidrelétricas continuam a desempenhar um papel crucial no Sistema Interligado Nacional (SIN), mesmo que sua participação na matriz elétrica brasileira tenha diminuído razoavelmente nas últimas décadas, haja vista as políticas públicas (ou a falta delas) adotadas em relação a esta fonte.

Essas usinas são fundamentais para equilibrar a geração e a carga em momentos de variações bruscas de fontes intermitentes.

Um dos principais desafios enfrentados pelas hidrelétricas é ausência de uma política pública específica para sua contratação, aliada a necessidade de um planejamento de longo prazo mais determinístico sobre o desenho da matriz elétrica, além da falta de uma remuneração justa pelos serviços de flexibilidade operativa que oferecem ao sistema elétrico, inclusive de “bateria natural” para o sistema. 

Com o aumento significativo das fontes intermitentes, como eólica e solar, que representam quase 40% da matriz elétrica, a importância das hidrelétricas no sistema se intensifica.

As fontes intermitentes dependem de condições climáticas e variam ao longo do dia, apresentando maior produção em horários de pico solar e queda acentuada ao final do dia, quando a demanda por energia aumenta.

As hidrelétricas precisam, atualmente, compensar variações de até 30 GW, com projeções do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) indicando que essa demanda poderá crescer para 50 GW até 2028.

Os sistemas de armazenamento hidráulico, também, podem funcionar como baterias naturais, oferecendo flexibilidade, segurança, confiabilidade e atendimento à demanda, com a vantagem de custos baixos e longa vida útil.

Eles bombeiam água para um reservatório superior durante períodos de baixa demanda ou excesso de oferta, liberando-a para gerar energia em momentos de alta demanda, garantindo a potência necessária ao sistema.

Segundo a International Hydropower Association (IHA), esses sistemas são a principal tecnologia de armazenamento no mundo, representando mais de 90% do total, superando significativamente as baterias.

Apesar de serem uma tecnologia existente, as usinas reversíveis ainda são pouco exploradas no Brasil.

É essencial promover sua adoção por meio de contratação competitiva, utilizando o modelo de leilões bem-sucedido do país, especialmente considerando o potencial estimado de 38 GW, em uma avaliação conservadora.

No entanto, ainda há lacunas na pesquisa, especialmente na comparação quantitativa das tecnologias de armazenamento e na análise do impacto ambiental das soluções híbridas, especialmente para energia elétrica bombeada.

As instalações de Raccoon Mountain, no Tennessee, representam um dos maiores sistemas de armazenamento de energia do mundo, operando como uma bateria capaz de fornecer energia a uma cidade de médio porte.

Essas máquinas responsáveis por essa capacidade estão localizadas em uma caverna do tamanho de uma catedral, profundamente inserida na montanha.

A estrutura apresenta um lago no cume, situado acima do rio Tennessee, que desempenha um papel crucial no armazenamento de energia.

Construída pela Tennessee Valley Authority (TVA) há quase meio século, a usina envolve um complexo de dutos e turbinas. À noite, quando a demanda de eletricidade é baixa, a TVA armazena energia potencial gravitacional no lago, utilizando bombas para mover água do rio para o reservatório superior.

Durante o dia, essa água é liberada, girando turbinas que geram 1.700 megawatts de eletricidade, suficiente para abastecer aproximadamente um milhão de casas por até 20 horas.

Embora a energia hidrelétrica reversível não seja uma novidade, com cerca de 40 usinas em operação nos EUA, a crise climática está gerando um novo interesse por essa tecnologia.

A transição da rede elétrica do carvão e gás para fontes renováveis requer um aumento significativo na capacidade de armazenamento para lidar com a intermitência dessas fontes, sendo que atualmente, o armazenamento bombeado representa mais de 90% do armazenamento da rede elétrica existente.

Dentre os principais investidores, a China é a líder global, com 66 novas centrais em construção. Projetos significativos estão sendo desenvolvidos em todo o mundo, incluindo a nova usina Nant de Drance na Suíça e o Snowy 2.0 na Austrália, que promete ser um marco em capacidade de armazenamento.

Nos EUA, o governo federal está incentivando o desenvolvimento de novas instalações de armazenamento reversível, identificando mais de 14.000 locais potenciais.

A tecnologia de armazenamento está evoluindo, com alternativas como baterias de fluxo e armazenamento geomecânico sendo exploradas. Essas inovações podem oferecer soluções de armazenamento mais flexíveis e acessíveis.

O futuro do armazenamento de energia, especialmente em uma rede descarbonizada, dependerá da adoção de soluções que equilibrem a necessidade de energia com a intermitência das fontes renováveis.

O Brasil com sua experiência especialmente em infraestrutura para hidroeletricidade especialmente em PCHs e CGHS, com cadeia produtiva 100% nacional, está bem-posicionada para liderar essa transição, mas o sucesso dependerá de uma política governamental, seguida por um planejamento cuidadoso e da superação de desafios regulatórios e financeiros atualmente imposto as hidrelétricas.

**Chales Lenzi é presidente da Abragel; Daniel Araújo Carneiro é diretor da DAC Energia