Com a Irlanda decidida a eliminar gradualmente a sua geração de energia a base de carvão e aumentar a parcela de eletricidade proveniente de fontes renováveis para 80%, a ESB, a principal concessionária irlandesa e proprietária da Moneypoint, está transformando radicalmente o local em um hub de energia verde. O primeiro passo? Um condensador síncrono com o maior volante de inércia do mundo.
Por Blas Ulibarri
A Irlanda encontra-se em uma situação semelhante a outros países que buscam avançar em suas metas progressivas de ação climática e eliminar gradualmente o carvão, fornecendo energia barata e limitando sua dependência de outros países.
Foi assim que o Conselho Mundial de Energia chamou o “trilema da energia” em 2015: como podemos equilibrar a segurança, acessibilidade e sustentabilidade em nossos sistemas de energia? Felizmente, a Irlanda tem grandes quantidades de energia eólica renovável ao longo de sua costa e o suficiente para abastecer seu país muitas vezes.
Mas existe um porém.
“Imagine sua rede elétrica como uma rodovia”, diz Katie Wall. “Com as formas convencionais de geração, você não cairá da rodovia. Abandone essas formas em favor de energias renováveis e, de repente, sua rede vira uma corda bamba. Em algum momento você vai perder o equilíbrio, certo? E você vai precisar de uma rede de segurança”.
Usina de carvão se tornará uma importante base para energia renovável
Estou com a Wall em uma colina gramada em frente à Estação de Energia Moneypoint, administrada pela principal empresa de energia da Irlanda, a Electricity Supply Board (ESB), na costa centro-oeste da Irlanda. A enorme lâmina de uma turbina eólica gira pesadamente acima de nós e o rio Shannon está a poucos passos de distância.
Wall é engenheira-chefe da ESB para a primeira etapa de um projeto visionário de várias décadas chamado “Green Atlantic @ Moneypoint” que transformará radicalmente a estação no primeiro centro de produção de energia limpa do país.
Moneypoint se tornará um centro de construção e montagem de turbinas eólicas flutuantes, começando com parques eólicos offshore flutuantes de 1.500 megawatts (suficiente para abastecer 1,6 milhão de residências), e será convertido em uma estação capaz de produzir, armazenar e fornecer geração de energia com hidrogênio verde livre de carbono.
“Enxergamos uma clara oportunidade para transformar a Moneypoint de um pilar do sistema elétrico como usina movida a carvão para um pilar do futuro de energias renováveis tanto para a ESB quanto para a Irlanda”, disse Jim Dollard, Diretor Executivo de Geração e Comercialização da ESB, durante uma videochamada de seu escritório em Dublin. “Temos sidos bem transparentes em dizer que vamos parar de queimar carvão, mas queríamos ver este local ser reaproveitado. É um lugar grande e fantástico. Ele possui um porto de águas profundas e bastante infraestrutura elétrica no local. É ideal. Então, vemos um futuro, um futuro diferente para Moneypoint. E isso levou à decisão que tomamos no ano passado de transformar a estação em um hub de energia verde.”
O primeiro passo crítico, no entanto, é instalar um condensador síncrono para permitir que a estação continue a fornecer a estabilidade de rede necessária quando as turbinas movidas a carvão forem 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.
Uma rede estável na era das energias renováveis
“Turbinas eólicas não são conectadas diretamente à rede da mesma maneira que as turbinas a vapor ou a gás”, diz Nick O'Mahony, diretor geral da Siemens Energy na Irlanda. “Isso significa que é mais difícil manter a frequência da rede dentro de sua faixa normal de variação. Portanto, em termos simples, a falta de inércia na rede afeta a frequência da rede. Se a frequência ficar fora de controle, uma parte do sistema cairá, e isso, por sua vez, causará grande tensão no resto da rede, o que pode resultar em blecautes. Atualmente, a rede da Irlanda obtém sua inércia de usinas convencionais. O condensador síncrono fornece uma alternativa de baixo carbono que será incrivelmente benéfica para a rede irlandesa nessa era das energias renováveis.”
O condensador síncrono já instalado e em seu estágio final de comissionamento em Moneypoint inclui o maior volante de inércia do mundo e é provavelmente o primeiro de meia dúzia de condensadores que a Irlanda precisa para alcançar suas metas climáticas.
“Ao adicionar o volante”, diz O’Mahony, “aumentamos a capacidade de inércia do condensador síncrono da Moneypoint. Com isso, quanto mais inércia puder ser fornecida dessa maneira à rede, mais energias renováveis poderão ser conectadas. Isso, por sua vez, resulta em menos CO2 e menos danos ao nosso planeta – tudo isso usando apenas uma fração da energia necessária se estivesse usando uma usina convencional.”
“Juntos, o volante e o condensador síncrono têm uma inércia de 4.000 megawatts-segundo”, diz Wall. “Mas o que isso quer dizer? É um volante de inércia 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, atuando como um estabilizador e permitindo conectar mais energia eólica à rede.”
Trens, barcaças, um rebocador e um “colchão”
A logística por trás da entrega e instalação de algo tão pesado como um condensador e volante é obviamente complexa. “O condensador síncrono foi construído em Erfurt e o volante de inércia em Mülheim, na Alemanha”, diz Alan Cronin, Diretor de Operações da Siemens Energy na Irlanda. “O forjamento do rotor foi feito na Itália e enviado para a Alemanha para acabamento. No entanto, como o rotor excedia o peso legal de transporte local por trem, só podia ser transportado aos domingos até chegar a um porto de balsas na Suíça”.
O volante de inércia foi enviado de Mülheim por barcaça e a máquina condensadora por rodovia e barcaça de Erfurt até Rotterdam. “Ao todo”, diz Cronin, “esta viagem levou cerca de duas semanas. Em seguida, os equipamentos foram transportados de navio para um porto em Foynes, na Irlanda, transferidos para uma barcaça de topo plano e rebocados para a Estação de Energia Moneypoint”.
"Converter esse vento em hidrogênio verde pode levar a Irlanda à independência energética."Jim Dollard, Diretor Executivo de Geração de Energia, ESB
“O descarregamento no cais aqui depende muito da maré e do clima”, diz Tim Riordan, “ou seja, tínhamos uma janela muito pequena para preparar o ‘colchão’ no cais para a barcaça descansar e para o processo de descarregamento.”
Riordan, um morador local que reside do outro lado de Shannon, tem muita experiência na construção de usinas de energia para a Siemens Energy em todo o mundo e, como gerente do projeto, 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 um prazo de instalação reduzido. Realmente, apenas uma empresa com o know-how e a experiência da Siemens Energy poderia executar isso com sucesso.”
O colega de Riordan na ESB, gerente de projeto Mark Scully, concorda: “Escolhemos a Siemens Energy por seu histórico comprovado de entregar soluções de estabilidade de rede e por sua capacidade de atender a cronogramas de projetos bastante desafiadores”.
O despertar de uma superpotência eólica offshore
É início de setembro. A onda de calor que causou estragos em toda a Europa finalmente se dissipou e as nuvens chegaram. Mais ondas de calor são esperadas na Irlanda se a mudança climática não for controlada – mais ondas de calor, mais tempestades, erosões costeiras, inundações fluviais e costeiras, estresse hídrico em plantações, aumento da temperatura do mar.
Nick O'Mahony e eu caminhamos sobre as falésias ao longo da deslumbrante rota costeira da Irlanda, apelidada de Wild Atlantic Way. O vento aqui é tão forte que os pássaros voam no lugar e a grama alta no topo das falésias parece deitada.
“Aqui na costa oeste”, diz O’Mahony, “temos mais dias de vento soprando do que em qualquer outro lugar da Europa”.
Quanta energia é isso? Durante a nossa conversa com Jim Dollard, ele ofereceu um número: “Alguns relatórios falam de 50 a 60 gigawatts na costa oeste da Irlanda. Outros sugerem 120 gigawatts. O pico nacional na Irlanda é de 7 gigawatts. Portanto, mesmo com as projeções mais baixas de energia eólica, 50 ou 60 gigawatts é uma quantidade enorme e dá à Irlanda a oportunidade de alcançar sua independência energética”.
Depois que o condensador for comissionado, o segundo passo no projeto Green Atlantic @ Moneypoint da ESB é desenvolver um hub em terra para construir 1,5 gigawatts de parques eólicos offshore que podem capturar o vento, tornando o que é hoje o pátio de carvão da estação num local onde a empresa pode montar e transportar turbinas eólicas flutuantes.
Quando chegar nesse 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.
Hidrogênio verde, independência energética e empregos
A etapa final do projeto, previsto 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 gasoduto e queimado em turbinas movidas a hidrogênio para gerar eletricidade.
“Converter esse vento em hidrogênio verde pode levar a Irlanda à independência energética em um período de tempo razoável”, diz Dollard. “Já identificamos três locais ao longo da costa da Irlanda como áreas para desenvolver a capacidade de armazenamento de hidrogênio verde. A Irlanda pode chegar a um armazenamento significativo em larga escala, garantindo a segurança do abastecimento e até mesmo permitir que o país se torne um exportador líquido de energia”.
A Irlanda não é o único país que possui altas capacidades de energia eólica. A China, os EUA, a Índia e até mesmo a Alemanha e a Espanha podem fazer grandes progressos nas próximas décadas com uma combinação semelhante de condensadores síncronos, integração renovável e plantas eletrolisadoras. Por ora, o projeto está tornando a Estação de Energia de Moneypoint mais uma vez em um pilar da eletricidade da Irlanda.
“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 região local.”
Hegarty veio de Ennis para passar o dia. As pessoas o chamam e o cumprimentam quando ele anda pela estação, embora seja quase impossível distinguir quem é quem com aqueles capacetes, óculos de segurança e jaquetas amarelas brilhantes. Ao passarmos pelo condensador a caminho do rio, ele diz: “Você acredita que alguns meses atrás ainda estávamos cortando a grama neste local? Reimaginamos o Moneypoint, mas é uma continuação do serviço que este site prestou ao país por quase 40 anos”.
“Esse desenvolvimento pode ser aplicado localmente?”
Enquanto olhamos para o Estuário de Shannon e as turbinas eólicas na outra margem, Hegarty me lembra que quase 100 anos atrás, o desenvolvimento do Projeto Hidrelétrico Shannon em Ardnacrusha (um vilarejo uma hora de carro daqui) tornou-se o catalisador do desenvolvimento social, econômico e industrial da Irlanda.
“Na época, Ardnacrusha era o maior projeto hidrelétrico do mundo – eventualmente ultrapassado pela represa Hoover. Era engenharia em grande escala e preparou o cenário para muitos outros projetos igualmente ousados e ambiciosos entregues pela ESB. Thomas McLaughlin, o jovem engenheiro que teve a ideia, foi o primeiro diretor geral da ESB – e ele teve essa ideia quando trabalhava na Siemens em Berlim!”.
Naquela noite, pesquisei sobre McLaughlin e a história ficou ainda mais interessante. O estado livre irlandês foi estabelecido em 1922 após se separar do Reino Unido e encerrar uma guerra de três anos pela sua independência. McLaughlin teria cerca de 26 anos na época, um jovem que em suas próprias palavras disse: “Nenhum aluno sincero poderia ter vivido todo aquele período de intenso entusiasmo nacional sem sentir um forte desejo de fazer tudo 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 no desenvolvimento de seu país. “Tudo o que vi no exterior, tudo o que li, me fez pensar em um uma coisa só – esse desenvolvimento pode ser aplicado localmente? Podemos fazer isso na Irlanda?”
Hoje, quase um século depois, com a implementação do condensador síncrono como o primeiro passo de um esquema maior para trazer energia eólica offshore limpa para o país, certamente há jovens engenheiros em todo o mundo que verão a Irlanda como uma liderança na transição energética. E eles se perguntarão como esse desenvolvimento pode ser aplicado no país deles.
Novembro de 22
Blas Ulibarri é um jornalista independente em Zurique, na Suíça.
Créditos combinados de imagem e vídeo: Jonathan Browning, Johannes Eisele