China entra em serviço barragem de armazenamento por bombeamento de 182 metros para estabilizar rede rica em renováveis

Um novo tipo de hidroeletricidade para uma rede em mudança

A China colocou em serviço a central hidroelétrica de armazenamento por bombeamento State Grid Xinyuan Jiangsu Jurong, uma barragem de 182,3 metros que se ergue agora como a maior barragem de armazenamento por bombeamento do mundo. A instalação armazena 17,07 milhões de metros cúbicos de água, cerca de 17 mil milhões de litros, e dispõe de 1,35 milhões de quilowatts de capacidade instalada. Uma vez em pleno funcionamento comercial, espera-se que produza cerca de 1,35 mil milhões de quilowatt-hora de eletricidade por ano durante os ciclos de geração. O projeto chega em momento em que a procura de eletricidade na China oriental marca novos recordes, enquanto o país acrescenta grandes volumes de energia eólica e solar.

Diferentemente de uma barragem convencional que depende do fluxo constante de uma grande via fluvial, uma central de armazenamento por bombeamento funciona como uma enorme bateria de água. Move água entre um reservatório superior e um inferior, bombeando-a montante quando a rede tem eletricidade excedente e libertando-a através de turbinas durante os picos. Essa operação bidirecional converte a energia intermitente do sol e do vento em energia fiável e disponível sob procura, que é o serviço que centros urbanos e industriais densos como Jiangsu necessitam.

A nova central foi construída para ficar perto dos centros de consumo, não longe do delta do rio Yangtzé, e foi concebida para resposta rápida. Os operadores podem aumentar a produção em minutos para lidar com alterações súbitas na oferta ou na procura. Os engenheiros introduziram também novas membranas anti-infiltração no corpo da barragem e instalaram válvulas esféricas de dimensões extremamente grandes para melhorar a fiabilidade e a manutenção. O projeto demonstra como a China está a construir mais ativos que estabilizam a rede, para além da nova geração.

O que faz o armazenamento por bombeamento e porque é importante

O armazenamento por bombeamento é a forma de armazenamento de energia à escala de rede mais amplamente utilizada. Quando há eletricidade excedente, geralmente à noite ou durante horas ventosas e ensolaradas, a central usa essa energia para acionar bombas que elevam água até ao reservatório superior. Quando o sistema precisa de eletricidade, a água regressa descendente através de turbinas para gerar energia. O processo apresenta uma eficiência de ida e volta que tipicamente varia entre 70 por cento e 85 por cento. Isso significa que alguma energia se perde no ciclo, mas o valor reside em deslocar energia de momentos de excedente para momentos de escassez.

A China está a integrar capacidade renovável a um ritmo acelerado. Esse crescimento torna os serviços de equilíbrio essenciais. A instalação de Jurong acrescenta múltiplas capacidades num único local. Proporciona picos de corte para atenuar o surge da procura ao fim do dia, regulação de frequência para manter a rede estável aos 50 hertz, controlo de fase para suportar a tensão, e reserva rápida para eventualidades. A central pode fornecer cerca de 2,7 milhões de quilowatts de capacidade de regulação bidirecional, segundo os operadores do projeto.

A localização não é acidental. Jiangsu registou cargas elétricas máximas acima de 100 milhões de quilowatts durante nove anos consecutivos, e neste verão a rede atingiu um valor máximo de 156 milhões de quilowatts. Colocar uma grande central de armazenamento no coração desse sistema reduz a necessidade de pôr em funcionamento unidades de pico a carvão e melhora a absorção de energia renovável que, de outro modo, é desperdiçada quando a rede não consegue aceitá-la toda.

Interior do projeto de 182 metros

A central de Jurong ergue-se 182,3 metros, aproximadamente a altura de um edifício de 60 pisos. Os reservatórios podem reter 17,07 milhões de metros cúbicos de água. A central tem uma capacidade instalada de 1,35 milhões de quilowatts, e a plena operação espera-se que produza cerca de 1,35 mil milhões de quilowatt-hora num ano típico de geração. O local é frequentemente descrito como um banco de energia-hídrica. Armazena energia quando esta é abundante e barata, e depois devolve-a quando a procura e os preços são mais elevados.

Os engenheiros tiveram de cumprir metas ambiciosas para uma barragem de armazenamento por bombeamento construída numa planície de elevada carga, e não no fundo de canyons remotos. O corpo da barragem utiliza novas geomembranas anti-infiltração para limitar as fugas e proteger as águas subterrâneas. A central incorpora também alguns dos maiores válvulas esféricas instaladas na China, o que melhora a segurança e facilita a manutenção. Essas escolhas ajudam a central a circular a água de forma mais eficiente e a reduzir os períodos de inatividade.

O equipamento da central é apenas parte da história. O centro de despacho tem de gerir arranques rápidos, paragens e mudanças frequentes de modo entre bombeamento e geração. Isso requer controlo digital robusto, monitorização precisa do nível da água e coordenação com o operador regional da rede. Como o reservatório superior sofre movimentos diários de subida e descida, as equipas reforçaram as linhas de costa e conceberam regras operacionais para limitar a erosão e proteger as comunidades próximas.

Como se integra no mais amplo programa hidroelétrico da China

O portefólio hidroelétrico da China abrange gigantes nos rios do sudoeste do país e uma rede crescente de estações de armazenamento por bombeamento junto dos centros de procura. A Central Hidroelétrica de Baihetan, no rio Jinsha, tem 16 gigawatts de capacidade por detrás de uma barragem em arco de 289 metros, tornando-se a segunda maior instalação hidroelétrica do mundo, depois das Três Gargantas. Projetos como Baihetan e Wudongde fornecem grandes volumes de eletricidade de baixo carbono e controlo de cheias ao longo de longos sistemas fluviais.

O armazenamento por bombeamento desempenha um papel diferente mas complementar. Não cria nova energia primária a partir dos fluxos dos rios. Desloca energia ao longo de horas e dias e ajuda as linhas de muito alta tensão em longa distância a operar de forma mais suave. Quando a hidroeletricidade do sudoeste ou os parques eólicos do norte enviam energia para leste, as centrais de armazenamento por bombeamento junto da costa absorvem os surtos e libertam energia durante os picos. Isso reduz o desperdício de renováveis e diminui a necessidade de caras centrais de pico nas cidades.

A China expandiu rapidamente a capacidade de armazenamento por bombeamento durante o atual período de planeamento. Desde o início do 14.º Plano Quinquenal, foram acrescentados à rede mais de 44,53 milhões de quilowatts de armazenamento por bombeamento. Os objetivos nacionais em matéria de clima preveem que os picos de emissões de carbono ocorram antes de 2030 e que se atinja a neutralidade carbónica até 2060. O armazenamento é uma ponte que permite quotas mais elevadas de geração renovável sem sacrificar a fiabilidade, e o armazenamento por bombeamento continua a ser a espinha dorsal desse esforço.

Realizações de engenharia e compensações ambientais

Os avanços técnicos tornaram possível esta barragem a tal altura para uma central de armazenamento por bombeamento. O revestimento anti-infiltração protege a estrutura da barragem e limita as perdas de água. Válvulas esféricas sobredimensionadas lidam com as altas pressões inerentes a um grande desnível, aumentando a segurança. Os construtores tiveram de executar obras subterrâneas complexas, túneis de adução e câmaras de surtos, gerindo ao mesmo tempo os impactos nas localidades próximas.

O armazenamento por bombeamento pode reduzir algumas das pressões ambientais observadas com grandes barragens que bloqueiam rios. Estes projetos são frequentemente extrarribeirinhos, pelo que não cortam as rotas de migração dos peixes nos cursos principais. Os reservatórios são menores e situam-se em zonas mais elevadas do terreno, o que pode limitar as realocações. As variações diárias do nível da água, no entanto, podem stressar a vegetação ribeirinha e a fauna, e a construção ainda perturba os habitats. É necessário um desenho cuidado e regras operacionais rigorosas para limitar a erosão, controlar a sedimentação e evitar a contaminação das águas subterrâneas.

A abordagem à hidroeletricidade na China mudou para o controlo de qualidade após um período de construção de milhares de pequenas centrais. As autoridades fecharam ou removeram muitas pequenas barragens, frequentemente ilegais, em afluentes que prejudicavam espécies sensíveis e conflituavam com as novas linhas vermelhas ecológicas. Os grandes projetos enfrentam agora avaliações ambientais mais rigorosas, e projetos como Jurong incorporam tecnologia para conter a infiltração e proteger os recursos hídricos adjacentes.

Efeitos regionais e projetos transfronteiriços

A hidroeletricidade é também uma questão diplomática na Ásia. Planos na China para um projeto gigante no Yarlung Tsangpo, o curso superior do Brahmaputra, suscitaram vigilância próxima e apelos a salvaguardas por parte da Índia, a jusante. Funcionários em Nova Deli enfatizaram a necessidade de transparência, partilha de dados e consulta sobre projetos que poderiam alterar fluxos, padrões de sedimentação ou ecossistemas através das fronteiras. A Índia pondera os seus próprios grandes desenvolvimentos hidroelétricos no Arunachal Pradesh para melhorar a segurança hídrica e o abastecimento de energia no nordeste.

Ambos os lados discutem a retoma precoce das trocas de dados hidrológicos e protocolos de cooperação em rios transfronteiriços. Especialistas da região apontam a importância de avaliações de risco específicas para cada local em qualquer projeto himalaiano, dada a atividade sísmica e a ecologia frágil. Embora centrais de armazenamento por bombeamento como Jurong tendam a operar extrarribeirinhas e apresentem menos riscos transfronteiriços, as mega-barragens nos cursos principais exigem comunicação mais forte entre vizinhos.

Para lá da Ásia do Sul, a construção de barragens faz parte das estratégias de segurança energética em toda a Eurásia. O projeto Rogun do Tajiquistão, concebido com uma barragem de 335 metros de altura, tem atraído o interesse de parceiros internacionais que procuram apoiar a independência da Ásia Central dos combustíveis importados. Esta atividade mostra uma tendência alargada. Os países combinam hidroeletricidade de grandes rios onde a geografia permite com ativos de armazenamento como o armazenamento por bombeamento para manter as redes estáveis à medida que entram mais renováveis no mix.

O que isto significa para consumidores e indústria

Para as fábricas e os domicílios de Jiangsu, mais capacidade de armazenamento traduz-se em menos escassezes em hora de pico e menor pressão sobre a rede durante as ondas de calor. O armazenamento por bombeamento ajuda a evitar cortes súbitos nas parques eólicas e solares, para que a energia limpa já paga não seja desperdiçada. Também reduz a dependência de centrais de pico a carvão, que são caras de operar e poluidoras na margem.

Espera-se que a central produza cerca de 1,35 mil milhões de quilowatt-hora anualmente durante os ciclos de geração, o que é aproximadamente equivalente ao consumo anual de eletricidade de cerca de um milhão de lares chineses típicos. Essa comparação mostra a escala do equipamento, mas o armazenamento por bombeamento é melhor compreendido como um ativo de flexibilidade. Consome energia durante o bombeamento e devolve a maior parte durante a geração. O valor reside em manter as luzes ligadas quando a procura dispara e em assegurar tensão e frequência estáveis para equipamentos industriais sensíveis.

À medida que o mercado de energia da China evolui, centrais como Jurong obterão receitas não apenas da venda de quilowatt-hora, mas também de serviços como reservas rápidas e resposta de frequência. Esses serviços são cada vez mais importantes à medida que a eletrificação se expande nos transportes, no aquecimento e na fabricação. Com mais armazenamento no sistema, o custo de integrar projetos solares e eólicos adicionais diminui, o que beneficia os consumidores ao longo do tempo.

Pontos-chave

• A China colocou em serviço uma barragem de armazenamento por bombeamento de 182,3 metros em Jiangsu, a mais alta do seu tipo a nível mundial.
• A central armazena 17,07 milhões de metros cúbicos de água e tem 1,35 milhões de quilowatts de capacidade instalada.
• A produção anual esperada é de cerca de 1,35 mil milhões de quilowatt-hora durante os ciclos de geração.
• A central fornece picos de corte, regulação de frequência, controlo de fase e reservas rápidas para a rede da China Oriental.
• A carga máxima de Jiangsu atingiu 156 milhões de quilowatts neste verão, o que aumenta o valor da capacidade local de armazenamento.
• Desde o início do atual Plano Quinquenal, a China acrescentou mais de 44,53 milhões de quilowatts de capacidade de armazenamento por bombeamento.
• O armazenamento por bombeamento ajuda a absorver a energia eólica e solar variável e reduz a necessidade de operar unidades de pico a carvão.
• Os engenheiros usaram revestimentos anti-infiltração e válvulas esféricas sobredimensionadas para cumprir os objetivos de segurança e fiabilidade a esta altura.
• A China está a remover muitas pequenas barragens prejudiciais ao ecossistema, ao mesmo tempo que analisa mais criticamente os grandes projetos.
• Planos hidroelétricos transfronteiriços no Brahmaputra estão em discussão entre China e Índia, com apelos a transparência e partilha de dados.