O grande estabilizador de rede da Irlanda

A Irlanda se encontra em uma situação semelhante a de outros países que agora buscam avançar em metas progressivas de ação climática, eliminando gradualmente o carvão enquanto fornecem energia a baixo custo e limitam sua dependência de outras nações.

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

Mas há um porém.

"Imagine sua rede elétrica como uma rodovia", diz Katie Wall. "Com formas convencionais de geração, você não sairá dessa rodovia. Mas se você abandonar essas formas em favor das renováveis, de repente sua rede se torna uma 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 Estação de Energia Moneypoint, operada pela principal empresa de energia da Irlanda, a Electricity Supply Board (ESB), na costa oeste da Irlanda. A enorme pá de uma turbina eólica gira lentamente acima de nós, e o Rio Shannon está a poucos passos de distância.

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

Moneypoint se tornará o centro para a 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 convertida em uma estação capaz de produzir, armazenar e fornecer geração de energia com hidrogênio verde sem carbono. 

"Vimos uma oportunidade clara de transformar Moneypoint de um pilar do sistema elétrico como uma usina a carvão, para um pilar de um futuro renovável tanto para a ESB quanto para a Irlanda", disse Jim Dollard, Diretor Executivo de Geração e Comércio da ESB, durante uma chamada de vídeo de seu escritório em Dublin. "Fomos muito transparentes em dizer que estamos parando de queimar carvão, mas queríamos ver este local sendo reaproveitado. É um local fantástico. É um grande local. Tem um porto de águas profundas e uma infraestrutura elétrica significativa já instalada. É idealmente adequado. Então, 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 centro 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 necessária à rede uma vez que suas turbinas a carvão sejam 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 potência 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 Geral da Siemens Energy na Irlanda. "Isso significa que é mais difícil manter a frequência da rede dentro de sua faixa normal de variação. Em termos simples, a falta de inércia na rede impacta a frequência da rede. Se a frequência sair de controle, uma parte do sistema deve ser desligada, e isso, por sua vez, causa uma tensão severa no restante da rede, o que pode resultar em apagões. Atualmente, a rede da Irlanda obtém sua inércia de usinas convencionais. O condensador síncrono oferece uma alternativa de baixo carbono que será incrivelmente benéfica para a rede irlandesa em momentos de alta geração de energia renovável."

O condensador síncrono já instalado e em sua fase final de comissionamento em Moneypoint inclui o maior volante do mundo e provavelmente é 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 de Moneypoint.}

"Adicionando o volante", diz O'Mahony, "aumentamos a capacidade de inércia da solução de condensador síncrono em Moneypoint. Na prática, quanto mais inércia puder ser fornecida dessa maneira à rede, mais fontes de energia renovável podem 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 quando se utiliza uma usina convencional."

"Juntos, o volante e o condensador síncrono têm uma inércia de 4.000 megawatts-segundos", diz Wall. "Então, o que isso significa 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, atuando como um estabilizador e permitindo que conectemos mais energia eólica à rede."

A logística por trás da entrega e instalação de algo tão pesado quanto um condensador e um 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. "A forja do rotor foi fabricada na Itália e enviada para a Alemanha para acabamento. Mas, como excedia o peso legal de transporte local por ferrovia, só foi permitido transportá-lo 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 para Roterdã. "No total", diz Cronin, "isso levou cerca de duas semanas, e então foram transportados juntos por navio para um porto em Foynes, na Irlanda, transferidos para uma barcaça de fundo plano e rebocados até a Estação de Energia Moneypoint".

"Descarregar 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 barcaça descansar e para o processo de descarregamento".

Riordan, um morador local que vive do outro lado do Shannon, tem anos de experiência na construção de usinas de energia para a Siemens Energy ao redor do mundo, e como Gerente de Projeto no local, ele é responsável pela entrega e instalação geral do condensador síncrono. "Normalmente, leva cerca de cinco meses para comissionar um condensador síncrono", ele diz, "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 contraparte de Riordan na ESB, o Gerente de Projeto Mark Scully, concorda: "Escolhemos a Siemens Energy por causa de seu histórico comprovado em fornecer soluções de estabilidade de rede e sua capacidade de cumprir prazos de projeto muito desafiadores."

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 podem ser esperadas na Irlanda se as mudanças climáticas não forem controladas – mais ondas de calor, mais tempestades, erosão costeira, inundações de rios e costas, estresse hídrico nas colheitas, aumento das temperaturas do mar.

Nick O'Mahony e eu caminhamos acima das falésias ao longo da espetacular rota costeira da Irlanda, conhecida como Wild Atlantic Way. O vento aqui é tão forte que os pássaros pairam no lugar e a grama alta no topo das falésias parece penteada.

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

Quanta energia é isso? Jim Dollard, durante nossa conversa, mencionou 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. Então, mesmo nas previsões mais baixas de energia eólica, 50 ou 60 gigawatts é uma quantidade enorme e oferece à Irlanda a oportunidade de desenvolver independência energética."

_{Sem as formas convencionais de geração de energia fornecendo estabilidade à rede, diz Katie Wall, Engenheira Chefe da ESB, "você precisará de uma rede de segurança".}

Uma vez que o condensador esteja 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 possam aproveitar o vento, transformando o que agora é o pátio de carvão da estação um local onde a empresa pode montar e lançar turbinas eólicas flutuantes.

Neste ponto, o Green Atlantic @ Moneypoint terá trazido energia eólica suficiente para a rede para fornecer eletricidade para mais da metade de todas as residências 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 de eletrólise que converterá a energia eólica em hidrogênio verde livre de carbono. Esse hidrogênio pode então ser armazenado por longos períodos, transportado por caminhão, navio ou gasotudo, e queimado em turbinas capazes de operar com 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 da capacidade de armazenamento de hidrogênio verde na costa irlandesa. A Irlanda poderia ter um armazenamento em grande escala significativo, garantindo a segurança do fornecimento e até permitindo que o país se torne um exportador líquido de energia."

A Irlanda, é claro, não é o único país que possui altas capacidades de energia eólica. China, EUA, Índia, até mesmo Alemanha e Espanha poderiam potencialmente fazer grandes avanços nas próximas décadas com uma combinação semelhante de condensadores síncronos, integração de renováveis e plantas de eletrólise. Enquanto isso, o projeto está fazendo da Estação de Energia Moneypoint mais uma vez um pilar da electricidade na Irlanda.

_{Trazendo hidrogênio verde para a costa no estuário de Shannon: "Em dez anos, teremos transformado a Estação de Energia Moneypoint em um movimentado hub de energia verde", diz Sean Hegarty, Gerente de Tecnologia Flexível, Armazenamento e Regeneração da ESB.}

"Este é apenas o primeiro de vários investimentos que estamos fazendo no estuário de Shannon", diz Sean Hegarty, ex-Gerente da Usina de 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 permanentes de alta qualidade 'verdes' para a área local."

Hegarty veio 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. Enquanto passamos pelo condensador a caminho de dar uma olhada no rio, ele diz: "Você acredita que há alguns meses ainda estávamos cortando a grama neste local? Reinventamos Moneypoint, mas é uma continuação do serviço que este local tem prestado ao país por quase 40 anos."

Enquanto observamos o Shannon e as turbinas eólicas na margem oposta, Hegarty me lembra que, há quase 100 anos o desenvolvimento do Esquema Hidrelétrico do 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 o maior esquema hidrelétrico do mundo – eventualmente superado pela represa Hoover. Foi uma 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 Geral da ESB – e ele teve a ideia trabalhando na Siemens Energy em Berlim!"

Naquela noite, li sobre McLaughlin, e a história se tornou 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 independência. McLaughlin teria cerca de 26 anos na época, um jovem que, em suas próprias palavras, disse: "Nenhum estudante sincero poderia ter vivido todo aquele 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 direcionada para como ele poderia ajudar no 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 em um esquema maior para trazer energia eólica offshore limpa para a nação, certamente há jovens engenheiros em todo o mundo que verão a Irlanda como uma luz guia na transição energética. E eles estarão se perguntando como esse desenvolvimento pode ser aplicado em seus próprios países.

Novembro, 2022

Blas Ulibarri é um jornalista independente em Zurique, Suíça.

Créditos combinados de fotos e vídeos: Jonathan Browning, Johannes Eisele