Reinventando a hidroeletricidade: Turbinas de correnteza dispensam represas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/08/2021

Estas turbinas são projetadas para aproveitar a correnteza dos rios, sem a necessidade de represas.
[Imagem: Natel Energy Inc.]

Turbinas de correnteza 

A hidroeletricidade é a maior fonte de energia renovável do mundo, responsável hoje por cerca de metade de toda a produção de energia renovável.

A sustentabilidade desta fonte de energia, contudo, está cada vez mais sendo questionada por causa das represas. O dilema é que não construir represas tem sido quase sinônimo de construir termoelétricas, que queimam combustíveis fósseis, sendo muito piores.

Mas pode existir uma terceira via: Uma reinvenção da hidroeletricidade, aproveitando a energia das águas em movimento, sem precisar represá-las.

Uma equipe da Universidade de Michigan, nos EUA, acaba de avaliar essa alternativa em termos técnicos e econômicos. Para isso, eles compararam uma técnica chamada "turbinas de correnteza" com a controversa usina de Belo Monte, no rio Xingu.

"A tecnologia usa turbinas de correnteza, que podem ser colocadas nos canais dos rios e não alteram significativamente os sistemas de fluxo natural," disse o pesquisador Suyog Chaudhari.

Hidroeletricidade sem represas

Os pesquisadores desenvolveram um modelo hidrológico que faz estimativas sobre a energia elétrica gerada pelos dois tipos de hidroeletricidade aproveitando toda a bacia hidrográfica.

Para o caso específico de Belo Monte, os pesquisadores concluíram que dois terços da energia produzida pela usina poderiam ser produzidos usando turbinas colocadas na correnteza do rio, sem a necessidade da construção da represa.

Em outras localidades, dependendo da geografia, os resultados são ainda melhores.

"Na verdade, em cinco locais selecionados, onde grandes barragens estão planejadas para serem construídas em um futuro próximo, descobrimos que a totalidade da energia poderia ser gerada usando turbinas de correnteza. Mais importante, também descobrimos que a geração de energia a partir de turbinas de correnteza pode ser ainda mais barata do que com grandes barragens, em parte por causa dos custos sociais e ambientais muito menores associados às turbinas na corrente do rio," detalhou Chaudhari.

O conceito híbrido prevê a instalação de pequenas usinas híbridas, que podem integrar sistemas maiores, aproveitando outras fontes de energia renovável.
[Imagem: Natel Energy Inc.]

Hidroeletricidade híbrida com lagoas

Os engenheiros do Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA, por sua vez, também construíram seu próprio modelo para estudar a questão, e já estão pondo a mão na massa, em uma colaboração com a empresa Natel Energy.

Neste caso, a abordagem é mais ampla, mas híbrida, incluindo pequenas usinas hidrelétricas e lagoas de armazenamento em cada cachoeira, de forma a criar um sistema integrado para atender à demanda de energia regional e garantir um fornecimento estável.

"[Abordamos a questão] em ambas as frentes - sustentabilidade econômica e ecológica - construindo um modelo que nos ajudou a quantificar e compreender as compensações entre receitas e impactos do fluxo a jusante. Esse trabalho mostrou que a redução de receita das mudanças operacionais necessárias para atingir nossos objetivos ambientais é pequena, menos de 4%," contou a pesquisadora Gia Schneider.

A equipe está trabalhando em turbinas de pequeno porte, que possam ser usadas em série para aproveitar os fluxos de corrente dos rios sem a necessidade de represas e, portanto, preservando a conectividade da bacia hidrográfica para os peixes, sedimentos e para a navegação.

Usando controles e sistemas eletrônicos de potência, a pequena planta hidroelétrica e os "tanques" em cada ponto de correnteza podem ser gerenciados em conjunto com os outros nós para atender à demanda de energia. Essa flexibilidade permite que a planta produza energia renovável confiável, com armazenamento de energia despachável sob demanda, permitindo que os operadores do sistema integrem na rede recursos de energia renovável mais variáveis e menos flexíveis, como eólica e solar, defende a equipe.

Bibliografia:

Artigo: In-stream turbines for rethinking hydropower development in the Amazon basin
Autores: Suyog Chaudhari, Erik Brown, Raul Quispe-Abad, Emilio Moran, Norbert Müller, Yadu Pokhrel
Revista: Nature Sustainability
DOI: 10.1038/s41893-021-00712-8