Centrais hidrelétricas podem competir com a energia solar fotovoltaica

Como pequenas centrais hidrelétricas podem competir com a energia solar fotovoltaica.

A microgeração hidrelétrica pode ser uma solução para o acesso à energia em áreas remotas, especialmente em países em desenvolvimento? E quais são as normas exigidas?

Zengamina é uma pequena usina hidrelétrica localizada perto de Kalene Hill, no distrito de Ikelenge, no noroeste da Zâmbia.

A energia hidrelétrica desempenha um papel importante na transição energética. É uma fonte de energia renovável e contribui para a redução das emissões globais. Na Suíça, a energia hidrelétrica fornece quase 60% da geração de eletricidade doméstica. De acordo com as estatísticas do governo suíço, a Suíça é o quarto maior produtor de energia hidrelétrica da Europa, atrás da Noruega, Áustria e Islândia.

A energia hidrelétrica também desempenha um papel fundamental no equilíbrio da rede elétrica, compensando as flutuações na geração de energia solar fotovoltaica (FV) e eólica, por meio de usinas reversíveis. A eletricidade é utilizada para bombear água para reservatórios em altitudes mais elevadas durante períodos de baixa demanda energética. Quando a demanda é maior, a água é liberada através de turbinas localizadas em altitudes mais baixas para gerar eletricidade.

Custo ambiental das grandes usinas hidrelétricas

Algumas desvantagens significativas são inerentes ao uso dessa fonte de energia renovável milenar. Grandes projetos hidrelétricos são caros de construir, com custos de capital proibitivos. Outra desvantagem crucial é o custo ambiental dessas grandes instalações. De acordo com o Scienceinsights.org, a maioria dos reservatórios hidrelétricos requer uma área de terra muito maior por unidade de energia produzida do que qualquer outra grande fonte de eletricidade. Todos nós já vimos reportagens na TV sobre terras e vilarejos inundados quando grandes barragens foram construídas. A maior parte da capacidade hidrelétrica mundial provém dessas barragens com reservatórios. Inundar uma área de terra pode destruir comunidades e ecossistemas terrestres. O Scienceinsights relata que a Usina Hidrelétrica de Balbina, no Brasil, inundou mais de 2.300 quilômetros quadrados da floresta amazônica para produzir uma quantidade relativamente modesta de eletricidade.

O outro custo ambiental recai sobre a fauna aquática, especialmente os peixes. As barragens construídas em rios impedem a migração dos peixes. O salmão, ao subir o rio para desovar em riachos de água doce, é impedido de fazê-lo pelas barragens, mesmo que algumas delas possuam passagens construídas para atenuar o problema. As barragens também podem afetar a temperatura da água e causar flutuações no fluxo, ambos fatores que impactam a vida marinha.

O que são micro e pequenas centrais hidrelétricas?

Muitos pequenos sistemas hidrelétricos operam no modelo “a fio d’água”, e essas instalações geralmente não envolvem um armazenamento de energia em larga escala. De acordo com este artigo de um fornecedor de equipamentos para pequenas centrais hidrelétricas, os sistemas a fio d’água utilizam turbinas que podem operar em uma ampla faixa de vazão, gerando energia tanto em níveis altos quanto baixos do rio, independentemente da quantidade de água presente no curso d’água no momento. No entanto, alguns dos maiores projetos hidrelétricos a fio d’água operam com barragem e podem armazenar uma pequena quantidade de energia.

De acordo com o site Energy Education, os sistemas são classificados como micro, mini ou pequenos, dependendo da quantidade de energia que podem gerar em um determinado momento. Os microssistemas geram menos de 100 quilowatts (kW) de eletricidade, enquanto os minissistemas chegam a 1 megawatt (MW), e os pequenos sistemas hidrelétricos atingem 50 MW.

Mas a classificação de projetos hidrelétricos varia entre os diferentes países. Pierre Maruzewski é o presidente do IECa empresa estatal francesa de energia elétrica. Ele tem uma visão diferente do que constitui uma turbina de pequena escala.

“Na França, a EDF classifica os sistemas hidrelétricos como pequenos se gerarem 7 MW, e os pico-hidrelétricos, 20 kW. Na China ou nos EUA, as usinas hidrelétricas são tão maiores que, para eles, 50 MW é considerado pequeno, mas nós não construímos usinas hidrelétricas na mesma escala”, explica ele.

Uma das vantagens dos microssistemas é o seu custo. De acordo com a Energypedia, o custo de instalação pode variar entre US$ 1.000 e US$ 20.000, dependendo do tamanho, da localização e da demanda de energia.

Os microssistemas podem fornecer energia para residências individuais e até mesmo pequenas comunidades. Seu impacto ambiental é insignificante em comparação com os grandes sistemas hidrelétricos. O único pré-requisito é a presença de um rio nas proximidades. No entanto, é preciso levar em consideração as variações sazonais. A vazão dos rios pode diminuir durante os verões quentes, gerando menos eletricidade. Além disso, geralmente é necessário obter autorização das autoridades locais e órgãos ambientais antes da instalação, o que pode levar tempo.

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Competindo com a energia solar fotovoltaica pelo acesso à energia em países emergentes

A empresa de pesquisa de mercado Coherent estima que o mercado global de pequenas centrais hidrelétricas atingirá US$ 3 bilhões em 2026. A mesma empresa prevê que esse mercado crescerá para US$ 3,77 bilhões até 2033, apresentando uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 3,5%. Isso inclui os microssistemas, que, segundo estimativas, liderarão o mercado com uma participação de 61,1% na receita em 2026, devido ao seu design compacto e escalabilidade.

Os microssistemas têm um enorme potencial para viabilizar o acesso à energia em países em desenvolvimento, principalmente na África Subsaariana, onde sistemas isolados da rede elétrica permitem o fornecimento de eletricidade para comunidades rurais. De acordo com o relatório 2025″ da Associação Internacional de Hidroeletricidade (IHA), a África mais que dobrou o desenvolvimento combinado dos três anos anteriores, com a entrada em operação de 4,5 GW de nova capacidade hidrelétrica em 2024. A energia hidrelétrica já fornece 20% da eletricidade total do continente, segundo o relatório, e há um enorme potencial para desenvolvimento futuro, com apenas uma pequena fração dos mais de 600 GW de potencial do continente atualmente aproveitada. O relatório menciona diversos grandes projetos, incluindo o início das operações do projeto Julius Nyere, na Tanzânia, a adição de 800 MW à Grande Barragem do Renascimento Etíope com suas terceira e quarta unidades, bem como a entrada em operação completa das usinas de Karuma (600 MW), em Uganda, e Nachtigal (420 MW), em Camarões. No entanto, o financiamento desses grandes projetos hidrelétricos continua sendo um desafio na África, apesar da participação de muitas empresas privadas.

Por outro lado, os sistemas micro hidrelétricos podem ajudar a eletrificar regiões e áreas com pouco ou nenhum acesso à energia, a um custo relativamente baixo, sendo mais confiáveis do que outras fontes renováveis. No entanto, competem com os projetos de energia solar fotovoltaica (FV).

Uganda é um exemplo disso. Como explica Winnie Grace Onziru, Oficial Sênior de Normas do Escritório Nacional de Normas de Uganda: “A maior parte da energia fornecida pela nossa rede elétrica provém de hidrelétricas. Portanto, fazia sentido analisar também as tecnologias de micro e pequenas centrais hidrelétricas para projetos fora da rede, e várias foram instaladas em todo o país”.

Mas, segundo Onziru, a maioria dos rios usados nesses pequenos e microprojetos secou durante as recentes e terríveis secas em Uganda: “Então o governo decidiu mudar para a energia solar fotovoltaica. A principal crítica à energia solar fotovoltaica, no início, era a sua baixa eficiência: era preciso cobrir um telhado inteiro com painéis solares para obter energia suficiente apenas para iluminação! Mas a tecnologia melhorou muito desde então, com o desenvolvimento de filmes finos e outros avanços, o que significa que os painéis solares são agora a opção preferida em Uganda para o acesso à eletricidade em áreas rurais”.

Segundo Pierre Maruzewski, os projetos de micro e pequenas centrais hidrelétricas apresentam um enorme potencial de crescimento, não só nos países emergentes, mas também na Europa, sendo a França um exemplo típico. “De todos os projetos hidrelétricos que instalamos no país, mais de metade – 237, para ser exato – são pequenas centrais hidrelétricas. E esperamos que este segmento de mercado cresça ainda mais no futuro. É por isso que criámos uma unidade específica dentro da EDF para lidar com pequenas centrais hidrelétricas”.

Quais são as normas para pequenas centrais hidrelétricas?

O Comitê Técnico 4 da IEC (IEC TC 4) criou um grupo de trabalho para padronizar turbinas hidráulicas de pequeno porte. O grupo está trabalhando na manutenção da norma IEC, que especifica os testes de aceitação de pequenas instalações hidrelétricas. A norma se aplica a instalações que contêm turbinas de impulso ou reação com potência por unidade de até cerca de 15 MW. Os mesmos especialistas também estão trabalhando na revisão da norma, que é um guia para os equipamentos eletromecânicos de pequenas instalações hidrelétricas. Ela se aplica a usinas com potência de saída inferior a 5 MW e turbinas com diâmetro inferior a 3 metros.

“Trabalhamos em estreita colaboração com o ISO TC/339, que desenvolve normas para o planejamento e projeto de pequenas centrais hidrelétricas. Formamos um grupo de trabalho conjunto com o TC, e eles usam nossas normas de turbina como referência, assim como nós usamos as deles”, explica Maruzewski.

Com a crescente pressão para atingirmos nossas metas de emissão zero, as pequenas centrais hidrelétricas surgem como uma opção de baixo custo, ecologicamente correta, bastante flexível e renovável, ganhando cada vez mais espaço.

A Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) é uma organização global sem fins lucrativos que reúne 174 países e coordena o trabalho de 30.000 especialistas em todo o mundo. As normas internacionais da IEC e a avaliação da conformidade são fundamentais para o comércio internacional de produtos elétricos e eletrônicos. Elas facilitam o acesso à eletricidade e verificam a segurança, o desempenho e a interoperabilidade de dispositivos e sistemas elétricos e eletrônicos, incluindo, por exemplo, dispositivos de consumo como telefones celulares ou geladeiras, equipamentos de escritório e médicos, tecnologia da informação, geração de eletricidade e muito mais.

Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs): impactos e oportunidades. (pv-magazine-brasil)