O grande estabilizador de rede da Irlanda

A Irlanda encontra-se numa situação semelhante à de outros países que procuram agora avançar em metas progressivas de ação climática, e eliminar gradualmente o carvão, fornecendo energia barata e limitando a sua dependência de outras nações.

É o que o Conselho Mundial de Energia (em inglês, World Energy Council) cunhou de "trilema energético" em 2015: como podemos equilibrar segurança, acessibilidade e sustentabilidade em nossos sistemas de energia? Felizmente, a Irlanda tem enormes quantidades de energia renovável ao largo da sua costa – vento, e mais do que suficiente para alimentar o seu país muitas vezes.

Mas há um porém.

"Imagine sua rede elétrica como uma rodovia", diz Katie Wall. "Com as formas convencionais de geração, você não vai cair dessa rodovia. Mas abandone essas formas em favor das renováveis e, de repente, sua grade é uma corda bamba. Em algum momento você vai perder o equilíbrio, certo? E você vai precisar de uma rede de segurança."

Estou com Wall em uma colina gramada em frente à Moneypoint Power Station, administrada pela principal empresa de energia da Irlanda, a Electricity Supply Board (ESB), na costa do Meio-Oeste da Irlanda. A enorme pá de uma turbina eólica gira pesadamente acima de nós, e o rio Shannon está a poucos passos de distância.

Wall é o engenheiro-chefe da ESB para o primeiro passo em um projeto visionário de várias décadas chamado "Green Atlantic @ Moneypoint", que transformará radicalmente a estação no primeiro centro de produção de energia verde do país.

A Moneypoint se tornará o centro para a construção e montagem de turbinas eólicas flutuantes, começando com parques eólicos offshore flutuantes de 1.500 megawatts (o suficiente para abastecer 1,6 milhão de casas), e será convertida em uma estação capaz de produzir, armazenar e fornecer geração de energia com hidrogênio verde livre de carbono. 

"Vimos uma oportunidade clara de fazer a transição da Moneypoint de uma pedra angular do sistema elétrico, como uma usina de carvão, para uma pedra angular de um futuro de energias renováveis, tanto para a ESB, quanto para a Irlanda", disse Jim Dollard, Diretor Executivo de Geração e Negociação da ESB, durante uma chamada de vídeo de seu escritório em Dublin. "Fomos muito abertos em dizer que estamos deixando de queimar carvão, mas queríamos ver esse local reaproveitado. É um site fantástico. É um grande site. Tem um porto de águas profundas e uma infraestrutura elétrica significativa. É idealmente adequado. Assim, vemos um futuro para Moneypoint. É apenas um futuro diferente. E isso formou a base da decisão que tomamos no ano passado de transformar a estação em um hub de energia verde."

O primeiro passo crítico, no entanto, é a instalação de um condensador síncrono para permitir que a estação continue a fornecer a estabilidade de rede necessária assim que suas turbinas a carvão forem finalmente desligadas. É a rede de segurança na analogia da corda bamba de Wall, e fornece o mesmo tipo de massa rotativa, inércia e energia de curto-circuito que uma turbina a carvão ou a gás, além de absorver energia reativa para regular a tensão.

"As turbinas eólicas não são conectadas diretamente à rede da mesma maneira que uma turbina a vapor ou a gás", diz Nick O'Mahony, diretor administrativo da Siemens Energy na Irlanda. "Isso significa que é mais difícil manter a frequência da rede dentro de sua faixa normal de variação. Então, em termos simples, a falta de inércia na rede impacta a frequência da rede. Se a frequência sair do controle, uma parte do sistema deve cair, e isso, por sua vez, causa uma tensão severa no resto da rede, o que pode resultar em apagões. Atualmente, a rede da Irlanda recebe sua inércia das usinas convencionais. O condensador síncrono fornece uma alternativa de baixo carbono que será incrivelmente benéfica para a rede irlandesa em tempos de alta relevância."

O condensador síncrono já instalado e em fase final de comissionamento na Moneypoint inclui o maior volante do mundo e é provavelmente o primeiro de meia dúzia de condensadores necessários para que a Irlanda atinja suas metas climáticas.

_{Em fevereiro de 2022, a Irlanda atingiu um novo recorde de energia eólica, com o vento fornecendo 53% da eletricidade do país. Mas o país tem ambições maiores, diz O'Mahony, e precisará de mais condensadores síncronos, como o da Moneypoint.}

"Ao adicionar o volante", diz O'Mahony, "aumentamos a capacidade de inércia da solução de condensador síncrono da Moneypoint. Com efeito, quanto mais inércia puder ser fornecida desta forma à rede, mais energias renováveis poderão ser conectadas. Isso, por sua vez, significa menos CO₂ , resultando em menos danos ao nosso planeta – e faz isso usando apenas uma fração da energia necessária ao usar uma planta convencional."

"Juntos, o volante e o condensador síncrono têm uma inércia de 4.000 megawatts-segundos", diz Wall. "Então, o que é isso na realidade? É um volante que pesa mais de 130 toneladas e um condensador síncrono com um rotor que pesa mais de 66 toneladas – um peso enorme girando a 3.000 rpm, agindo como um estabilizador e nos permitindo conectar mais energia eólica à rede."

A logística por trás da entrega e instalação de qualquer coisa tão pesada como um condensador e volante é obviamente complexa. "O condensador síncrono foi construído em Erfurt, e o volante em Mülheim, na Alemanha", diz Alan Cronin, diretor de operações da Siemens Energy na Irlanda. "O forjamento do rotor foi fabricado na Itália, e enviado para a Alemanha para acabamento. Mas, como excedia o peso legal do transporte local por ferrovia, só era permitido ser transportado aos domingos até que pudesse chegar a um porto de balsas na Suíça."

O volante foi enviado por barcaça de Mülheim, e a máquina condensadora por estrada e barcaça de Erfurt a Roterdã. "Ao todo", diz Cronin, "isso levou cerca de duas semanas, e então eles foram transportados juntos de navio para um porto em Foynes, na Irlanda, transferidos para uma balsa de topo plano e rebocados para a Moneypoint Power Station".

"O descarregamento no cais aqui depende muito da maré e do clima", diz Tim Riordan, "o que significava que tínhamos uma janela muito curta para construir o 'colchão' no cais para a balsa descansar e para o processo de descarga".

Riordan, um local que vive do outro lado do Shannon, tem anos de experiência na construção de usinas de energia para a Siemens Energy em todo o mundo e, como gerente de projeto no local, é responsável pela entrega e instalação geral do condensador síncrono. "Normalmente, leva cerca de cinco meses para comissionar um condensador síncrono", diz ele, "mas esse projeto exigia uma instalação reduzida. Realmente apenas uma empresa com o know-how e a experiência da Siemens Energy poderia entregar isso com sucesso."

O homólogo de Riordan na ESB, o gerente de projetos Mark Scully, concorda: "Fomos com a Siemens Energy por causa de seu histórico comprovado no fornecimento de soluções de estabilidade de rede, e sua capacidade de atender a cronogramas de projetos muito desafiadores."

É início de setembro. A onda de calor que causou estragos em toda a Europa finalmente se rompeu e nuvens se acumularam. Mais ondas de calor podem ser esperadas na Irlanda se as mudanças climáticas não forem controladas – mais ondas de calor, mais tempestades, erosão costeira, inundações fluviais e costeiras, estresse hídrico nas plantações, aumento da temperatura do mar.

Nick O'Mahony e eu caminhamos acima dos penhascos ao longo da espetacular rota costeira da Irlanda, apelidada de Wild Atlantic Way. O vento aqui é tão forte que os pássaros voam no lugar e a longa grama no topo das falésias parece penteada.

"Aqui na costa oeste", diz O'Mahony, "temos mais dias em que o vento sopra do que em qualquer outro lugar da Europa".

Quanta energia é essa? Jim Dollard, durante nossa conversa, havia oferecido um número: "Alguns relatórios falam em 50 a 60 gigawatts na costa oeste da Irlanda. Outros sugerem 120 gigawatts. O pico nacional na Irlanda é de 7 gigawatts. Assim, mesmo nas previsões mais baixas de energia eólica, 50 ou 60 gigawatts é uma grande quantidade e oferece à Irlanda a oportunidade de desenvolver a independência energética."

_{Sem formas convencionais de geração de energia que forneçam estabilidade à rede, diz a engenheira líder da ESB, Katie Wall, "você precisará de uma rede de segurança".}

Uma vez que o condensador é comissionado, o segundo passo no projeto Green Atlantic @ Moneypoint da ESB é o desenvolvimento de um hub onshore para construir 1,5 gigawatts de parques eólicos offshore que podem aproveitar o vento, tornando o que é agora o pátio de carvão da estação um local onde a empresa pode montar e lançar turbinas eólicas flutuantes.

Neste ponto, a Green Atlantic @ Moneypoint terá trazido energia eólica suficiente para a rede para fornecer eletricidade para mais da metade de todas as casas na Irlanda, mas a ESB planeja levar sua visão um passo adiante.

A etapa final do projeto, prevista para a próxima década, é o desenvolvimento de uma planta eletrolisadora que converterá energia eólica em hidrogênio verde livre de carbono. Esse hidrogênio pode então ser armazenado por longos períodos de tempo, transportado por caminhão, navio ou oleoduto e queimado em turbinas com capacidade de hidrogênio para gerar eletricidade.

"Converter esse vento em hidrogênio verde poderia levar a Irlanda à independência energética em um prazo razoável", diz Dollard. "Já identificamos três locais ao longo da costa da Irlanda como áreas para o desenvolvimento de capacidade de armazenamento de hidrogênio verde na costa irlandesa. A Irlanda poderia ter um armazenamento significativo em grande escala, garantindo uma segurança de abastecimento e até permitindo que o país se tornasse um exportador líquido de energia."

A Irlanda, naturalmente, não é o único país que tem elevadas capacidades de energia eólica. China, EUA, Índia, até mesmo Alemanha e Espanha poderiam fazer grandes avanços nas próximas décadas com uma combinação semelhante de condensadores síncronos, integração renovável e plantas de eletrolisadores. Entretanto, o projeto está tornando a Central Eléctrica de Moneypoint mais uma vez uma pedra angular da electricidade da Irlanda.

_{Trazendo hidrogênio verde para terra no estuário de Shannon: "Em dez anos, teremos transformado a Moneypoint Power Station em um movimentado centro de energia verde", diz Sean Hegarty, gerente de tecnologia, armazenamento e regeneração flexível da ESB.}

"Este é apenas o primeiro de vários investimentos que estamos fazendo no estuário de Shannon", diz Sean Hegarty, ex-gerente de fábrica da Moneypoint e agora, gerente de tecnologia flexível, armazenamento e regeneração da ESB. "O programa e o desenvolvimento de que estamos falando criarão milhares de empregos durante a construção, e resultarão em centenas de empregos 'verdes' permanentes de alta qualidade para a área local."

Hegarty desceu de Ennis para o dia. As pessoas o chamam e apertam sua mão quando ele anda pela estação, mesmo que seja quase impossível distinguir alguém em seus capacetes, óculos de segurança e jaquetas amarelas brilhantes. Ao passarmos pelo condensador a caminho de dar uma olhada no rio, ele diz: "Você pode acreditar que há alguns meses ainda estávamos cortando o gramado neste local? Reinventamos Moneypoint, mas é uma continuação do serviço que este site fornece ao país há quase 40 anos."

Enquanto observamos o Shannon e as turbinas eólicas na costa distante, Hegarty me lembra que há quase 100 anos o desenvolvimento do Esquema Hidrelétrico de Shannon em Ardnacrusha (uma vila a apenas uma hora de carro daqui) se tornou o catalisador para o desenvolvimento social, econômico e industrial da Irlanda.

"Na época, Ardnacrusha era a maior hidrelétrica do mundo – eventualmente substituída pela barragem Hoover. Era engenharia em grande escala, e preparou o cenário para muitos outros projetos igualmente ousados e ambiciosos entregues pela ESB. O jovem engenheiro que teve a ideia, um cara chamado Thomas McLaughlin, foi o primeiro diretor administrativo da ESB – e ele teve a ideia trabalhando na Siemens em Berlim!"

Naquela noite li sobre McLaughlin, e a história ficou ainda mais interessante. O Estado livre irlandês foi estabelecido em 1922, depois de se separar do Reino Unido e encerrar uma guerra de três anos pela independência. McLaughlin teria cerca de 26 anos na época, um jovem que mesmo em suas próprias palavras disse: "Nenhum estudante sincero poderia ter vivido todo esse período de intenso entusiasmo nacional sem sentir um desejo apaixonado de fazer tudo o que estivesse ao seu alcance para ajudar na reconstrução nacional".

Toda a experiência que McLaughlin adquiriu na Alemanha e com a Siemens foi voltada para como ele poderia ajudar o desenvolvimento de seu país. "Tudo o que vi no exterior, tudo o que li, trouxe apenas uma coisa à minha mente: esse desenvolvimento pode ser aplicado em casa? Poderíamos ter isso na Irlanda?"

Hoje, quase um século depois, com a implementação do condensador síncrono como o primeiro passo de um grande esquema para trazer energia eólica offshore limpa para o país, certamente há jovens engenheiros em todo o mundo que verão a Irlanda como uma luz líder na transição energética. E eles estarão se perguntando, como esse desenvolvimento pode ser aplicado em casa.

Novembro, 2022

Blas Ulibarri é jornalista independente em Zurique, Suíça.

Créditos combinados de imagem e vídeo: Jonathan Browning, Johannes Eisele