¿Es una presa en el Portugal rural una clave para nuestro futuro de energía alternativa?

Cuando la red eléctrica portuguesa necesita más electricidad, una gran empresa multinacional de energía libera millones de galones de agua de un embalse represado.

Ene. 3, 2023

Cuando el sistema eléctrico de Portugal necesita un impulso, una señal activa una planta de energía enterrada en lo profundo de una colina en el norte cubierto de pinos y matorrales del país. Dentro de la caverna hecha por el hombre, las válvulas, de nueve pies de diámetro, se abren repentinamente, lo que permite que el agua que drena de un depósito a cuatro millas de distancia comience a fluir a través de cuatro enormes turbinas.

De cerca, las turbinas giratorias hacen un ruido ensordecedor. A plena potencia, generan suficiente electricidad para rivalizar con un reactor nuclear.

Este es el corazón de un vasto proyecto hidroeléctrico que está remodelando un accidentado valle fluvial a unas 65 millas al este de Oporto, la segunda ciudad más grande de Portugal después de Lisboa. Además de la planta de energía subterránea, Iberdrola, el gigante energético español, ha construido tres presas en el área, dos en el río Támega y una en una corriente de alimentación, y los tres embalses resultantes se extienden sobre casi cuatro millas cuadradas.

“Estas son mis pirámides”, dijo David Rivera Pantoja, el gerente del proyecto, quien ha estado trabajando en el proyecto durante casi 15 años.

Pero el complejo de hormigón, túneles y agua de 1.500 millones de euros (1.600 millones de dólares) no es solo enorme. También proporciona una respuesta a una de las preguntas más inquietantes que enfrenta la energía renovable.

Cientos de miles de millones de dólares se gastan en todo el mundo en energía solar y eólica. Pero cuando el sol se ponga, o la brisa se aquiete, ¿de dónde vendrá la electricidad? El gigantesco proyecto de Iberdrola, que usa agua y gravedad para generar energía según la demanda, y luego bombea el agua de vuelta al embalse superior cuando bajan las tarifas, es parte de la solución.

El concepto de almacenar energía en forma de agua en la cima de una montaña existe desde hace más de un siglo, pero el interés se desvaneció en la década de 1990, cuando las plantas que quemaban gas natural se convirtieron en la fuente de energía disponible, reduciendo la Diferencias de precio entre potencia pico y valle.

Ahora, sin embargo, se está produciendo una especie de renacimiento mundial de la tecnología, conocido como almacenamiento por bombeo.

Lo que ha cambiado en países como Portugal es el rápido crecimiento de fuentes limpias de energía como los parques eólicos y solares. Si bien estas tecnologías producen energía eléctrica sin emisiones de gases de efecto invernadero, generan un flujo de energía que es menos constante que una planta de energía tradicional alimentada por carbón, gas natural o una reacción nuclear.

El cambio continuo hacia fuentes de energía renovables y lejos de las plantas de combustibles fósiles está creando la necesidad de otras fuentes de electricidad que puedan ayudar a cerrar las brechas.

"No se puede tener solo energía solar y eólica", dijo Fabian Ronningen, analista de Rystad Energy, una firma de consultoría. "Necesitas algo para equilibrarte".

Aprovechar un depósito y usar su agua para hacer girar turbinas subterráneas permite a los ingenieros crear energía renovable a pedido. El ascenso y la caída del agua embalsada sirven como marcadores visibles del proceso que está teniendo lugar.

Una instalación como esta en el río Támega de Portugal almacena energía en forma de agua cuando el viento sopla fuerte o en días soleados, y luego la deja fluir, generando electricidad y haciendo que el nivel del agua en el embalse superior baje, cuando la energía es baja. menos abundante y más caro.

Es como una batería enorme, pero que produce mucha más electricidad durante más tiempo que las grandes instalaciones de almacenamiento de electricidad que se utilizan para fines similares. Y al invertir el flujo de las turbinas para bombear el agua de vuelta al túnel, permite que se recargue sin cesar.

Los ejecutivos de Iberdrola dicen que los planes de los gobiernos de Europa y otros lugares para aumentar la energía eólica y solar significan una mayor demanda de instalaciones como la del Támega.

Las plantas de almacenamiento por bombeo también pueden proporcionar, en esencia, un seguro de energía para instalar aún más fuentes de generación de energía limpia, lo que ayuda a combatir el cambio climático, dicen los analistas. Iberdrola, por ejemplo, tiene previsto instalar un gran parque eólico en las cercanías.

Debido a que las plantas de almacenamiento por bombeo son tan útiles para mantener una red eléctrica en funcionamiento, están encontrando el favor de muchos países, incluidos China, India y Australia. Varias propuestas también se están haciendo realidad en Estados Unidos.

Pero los proyectos de este tamaño también traen desventajas sustanciales. En Europa, el alcance de la construcción de instalaciones tan grandes puede verse limitado por los altos costos, los largos plazos de entrega y la oposición de los ambientalistas y los residentes locales que se oponen a la inundación de los valles de los ríos. Y las inundaciones de las represas pueden dañar los hábitats ribereños de peces, aves y plantas e inundar antigüedades.

Además, los mejores sitios ya tienen presas, por lo que era bastante inusual que un complejo tan grande como el Tâmega se llevara a cabo en un país de Europa occidental. "Este fue un proyecto bastante excepcional", dijo Martin Burdett, editor de noticias del International Journal on Hydropower and Dams. Y el trabajo de construcción aún no está completo.

Por esa razón, las empresas de energía pueden enfocarse en mejorar las instalaciones hidroeléctricas existentes con bombas y otros equipos para que puedan seguir reutilizando el agua que se pierde cuando fluye a través de una represa hidroeléctrica convencional.

"Los convertiremos en algo más adecuado para el futuro", dijo Ivar Arne Borset, vicepresidente senior de Statkraft, una empresa noruega que es uno de los principales operadores mundiales de instalaciones hidroeléctricas.

Aún así, a medida que el clima se calienta, los países del sur de Europa como Portugal se vuelven cada vez más vulnerables a la sequía, incluida una brutal el verano pasado que redujo la producción hidroeléctrica de Portugal en más del 50 por ciento en comparación con 2021.

"Es una forma muy costosa y muy destructiva de producir energía", dijo João Joanaz de Melo, profesor asociado en el departamento de ciencias ambientales de la Universidad NOVA en Lisboa.

A pesar de ello, el proyecto Tâmega obtuvo el sello de aprobación del Banco Europeo de Inversiones, el brazo crediticio de la Unión Europea, que ha concedido un préstamo de 650 millones de euros.

"La inversión prevista para este proyecto reducirá la dependencia del mercado ibérico de la energía fósil, así como las emisiones de dióxido de carbono", dijo el Banco Europeo de Inversiones en un mensaje por correo electrónico. El banco también quería estimular la economía local y crear puestos de trabajo.

Un organismo del gobierno español, el Instituto de Crédito Oficial, está iniciando otro préstamo por € 400 millones. Portugal también ha prometido un pago anual de 12,74 millones de euros durante 10 años como incentivo a la inversión.

La construcción de las instalaciones de Tâmega fue un proceso largo y difícil que implicó mucho más que obtener apoyo financiero. Iberdrola ganó una subasta por el sitio en 2008, pagando algo más de 300 millones de euros para usar el sitio durante 70 años, y luego negoció una compensación por las aproximadamente 50 viviendas que serían inundadas por los embalses. La empresa acordó pagar 50 millones de euros por carreteras, parques infantiles e instalaciones deportivas para compensar a los gobiernos locales. Y la empresa ha accedido a proyectos de mejora medioambiental como la plantación de árboles en una extensión de tierra comparable a la que han inundado las presas.

Para asegurar suficiente agua para la central, incluso durante las sequías, Iberdrola construyó dos presas en el Tâmega, a unas seis millas de distancia. Cada una de estas barreras tendrá turbinas para que también puedan producir electricidad e ingresos cuando se libere el agua.

La compañía también ha represado un pequeño río que desemboca en el más grande, creando un tercer embalse en lo alto de una meseta a unos 2000 pies sobre el valle. Un túnel de agua de cuatro millas y 24 pies de ancho conecta este lago artificial con cavernas excavadas a gran profundidad donde se instalan turbinas y otros equipos.

En la mayor parte de su longitud, el túnel está nivelado, pero a medida que se acerca a la planta de energía, comienza a descender y finalmente se hunde verticalmente, creando una tremenda presión de agua. Si las cuatro turbinas están funcionando, el agua fluye a 42 000 galones por segundo. En lo alto, en el embalse, el nivel del agua desciende lentamente. La liberación de una hora hace descender el nivel del depósito superior, que tiene unos 100 pies de profundidad cuando está lleno, unos dos pies.

La construcción continúa en la instalación. Una de las presas, la del Alto Tâmega, no estará finalizada hasta 2024.

Sin embargo, la central eléctrica subterránea ya está en funcionamiento. Allí, un equipo de técnicos trabaja en un mundo subterráneo. Esta instalación ha comenzado a producir electricidad mientras aún se encuentran en los últimos ajustes.

Hasta ahora, como sistema que puede reutilizar el agua, está demostrando ser más resistente en tiempos de sequía que las represas convencionales. Señor. Rivera dice que la instalación funcionó casi a toda máquina en el otoño, liberando agua cuando los precios de la electricidad eran elevados y devolviéndola cuando bajaban. La misma agua "subía y bajaba, subía y bajaba" todo el día, dijo.

Iberdrola dice que la severa sequía del verano pasado y los bajos niveles de agua en las presas tradicionales aumentaron el uso del sistema de almacenamiento. La compañía también dice que los períodos de generación eléctrica alta y baja a partir de energía eólica y solar deberían aumentar la demanda para aprovechar el depósito. Cuanto más se utilicen las turbinas, más ingresos producirán para Iberdrola, dicen los ejecutivos.

La planta de energía está instalada en un vasto espacio cavernoso. Los técnicos con chalecos amarillos y cascos a veces están presentes para realizar el mantenimiento, pero no son necesarios en todo momento. Las turbinas se encienden y apagan desde Madrid, donde tiene su sede Iberdrola.

Y así, después de 15 años, el Sr. Rivera casi ha completado su monumento. Mientras que países como Portugal se están quedando sin lugares para construir represas convencionales, el agua es un medio tan útil para almacenar electricidad que parece casi inevitable que se construyan más de estos centros.

Pero en el futuro puede que no haya muchos más proyectos en Europa tan grandes como este. Es probable que las innovaciones reduzcan la pérdida de agua y hagan que las instalaciones sean menos destructivas para el medio ambiente. Señor. Burdett, del International Journal on Hydropower and Dams, dijo que las plantas hidroeléctricas existentes se modernizarían para conservar el agua. Agregó que los pozos de minas agotados y las excavaciones cerca del mar se estaban considerando como alternativas a la construcción de represas en los ríos.