Armazenamento hidrelétrico bombeado: revolucionando usinas hidrelétricas

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  Previsão Quantumrun
• 11 de julho de 2022

Resumo do insight

A transformação de antigas minas de carvão em baterias de escala industrial utilizando armazenamento hidrelétrico bombeado (PHS) é uma tendência crescente na China, oferecendo uma solução única para armazenamento de energia e geração de eletricidade. Este método, embora promissor para melhorar a estabilidade da rede e apoiar fontes de energia renováveis, enfrenta desafios como a água ácida, que pode danificar a infraestrutura. A reorientação de minas fechadas para armazenamento de energia não só ajuda a reduzir a dependência dos combustíveis fósseis e as emissões de carbono, mas também revitaliza as economias locais, criando empregos e incentivando práticas energéticas sustentáveis.

Contexto de armazenamento hidrelétrico bombeado

Cientistas da Universidade de Chongqing da China e da empresa de investimentos chinesa Shaanxi Investment Group estão experimentando o uso de govas de minas de carvão desocupadas (a parte de uma mina onde os minerais foram total ou predominantemente extraídos) para atuar como baterias de tamanho industrial. Essas minas podem servir como tanques de armazenamento superior e subterrâneo para esquemas de armazenamento hidrelétrico bombeado e ser conectadas a projetos solares e eólicos de grande escala.

Os projetos de armazenamento hidrelétrico bombeado (PHS) transportam água entre dois reservatórios em altitudes diferentes para armazenar e gerar eletricidade. O excesso de eletricidade é utilizado para bombear água para um reservatório superior durante períodos de baixo consumo de eletricidade, como à noite ou nos finais de semana. Quando há uma grande demanda de energia, a água armazenada é liberada através de turbinas como uma usina hidrelétrica tradicional, fluindo morro abaixo do reservatório mais alto para o reservatório inferior, gerando eletricidade. A turbina também pode ser usada como bomba para mover a água para cima.
 
De acordo com a investigação da universidade e da corporação de investimentos, 3,868 minas de carvão fechadas na China estão sendo consideradas para serem reaproveitadas como esquemas de armazenamento hidrelétrico bombeado. Uma simulação utilizando este modelo revelou que uma central hidroeléctrica bombeada construída numa mina de carvão esgotada poderia atingir uma eficiência anual do sistema de 82.8 por cento. Como resultado, poderiam ser produzidos 2.82 quilowatts de energia regulada por metro cúbico. O principal desafio são os baixos níveis de pH nestas minas, com a água ácida potencialmente corroendo os componentes das plantas e emitindo iões metálicos ou metais pesados ​​que podem causar danos às estruturas subterrâneas e poluir os corpos de água próximos.

Impacto disruptivo

Os operadores de electricidade procuram cada vez mais o PHS como uma solução viável para equilibrar as redes eléctricas. Esta tecnologia torna-se particularmente valiosa quando as fontes renováveis, como a energia eólica e solar, são insuficientes para satisfazer a procura. Ao armazenar o excesso de energia na forma de água em altitudes mais elevadas, o PHS permite a rápida geração de eletricidade quando necessário, atuando como um amortecedor contra a escassez de energia. Esta capacidade permite uma utilização mais consistente e fiável de fontes de energia renováveis, tornando a energia solar e eólica mais viável como fontes primárias de eletricidade.

Os investimentos em PHS também podem ser economicamente vantajosos, especialmente em áreas com reservatórios naturais existentes ou minas desativadas. A utilização destas estruturas existentes pode ser mais rentável do que a aquisição em grande escala de baterias de rede industrial. Esta abordagem não só ajuda no armazenamento de energia, mas também contribui para a sustentabilidade ambiental ao reaproveitar antigas instalações industriais, como minas de carvão, para fins de energia verde. Como resultado, os governos e as empresas de energia podem expandir as suas infra-estruturas eléctricas com custos financeiros e ambientais mais baixos, ao mesmo tempo que aumentam a produção local de energia e reduzem as emissões de carbono.

Além disso, as regiões que registaram um declínio económico devido ao encerramento de minas de carvão poderão encontrar novas oportunidades no sector dos PHS. O conhecimento e a experiência existentes da força de trabalho local, familiarizada com o layout e a estrutura da mina, tornam-se inestimáveis ​​nesta transição. Esta mudança não só gera emprego, mas também apoia o desenvolvimento de competências em tecnologias de energia verde, contribuindo para uma revitalização económica mais ampla. 

Implicações de projetos de armazenamento hidrelétrico bombeado

Implicações mais amplas do reaproveitamento de minas fechadas e reservatórios naturais para armazenamento hidrelétrico bombeado podem incluir:

• Reduzir os custos das infraestruturas de energias renováveis ​​em regiões específicas, permitindo que mais comunidades tenham acesso à energia verde a preços acessíveis.
• Transformar locais de mineração não utilizados em ativos económicos, gerando empregos e reduzindo as emissões de carbono em áreas locais.
• Melhorar a fiabilidade das redes eléctricas que dependem de energias renováveis, minimizando cortes e interrupções de energia.
• Incentivar uma mudança nas políticas energéticas para práticas mais sustentáveis, influenciando o foco governamental nas fontes de energia renováveis.
• Facilitar a diminuição da dependência dos combustíveis fósseis, conduzindo a uma redução das emissões de gases com efeito de estufa e à melhoria da qualidade do ar.
• Criação de novos programas de formação profissional centrados em tecnologias de energias renováveis, promovendo uma força de trabalho qualificada em setores verdes.
• Promover a descentralização da produção de energia, capacitando as comunidades locais para gerir e beneficiar dos seus recursos energéticos.
• Aumento do interesse dos consumidores em fontes de energia renováveis, levando potencialmente a um aumento de investimentos e produtos verdes.
• Provocando debates sobre o uso da terra e o impacto ambiental, influenciando futuras regulamentações e a opinião pública sobre projetos energéticos de grande escala.
• Potenciais protestos de ativistas ambientais contra a conversão de antigas minas, motivados por preocupações com a contaminação da água e a preservação natural.

Questões a considerar

• Que outras formas abandonadas de infraestrutura você acredita que podem ser reaproveitadas em projetos de armazenamento hidrelétrico bombeado? 
• As minas futuras (de todos os tipos, incluindo ouro, cobalto, lítio, etc.) serão projetadas tendo em mente o reaproveitamento futuro?