No final de junho, a França enfrentou uma onda de calor. Os transformadores falharam sob altas temperaturas, causando a perda de energia em quase 70.000 residências. Durante cerca de 24 horas, as temperaturas oscilaram perto dos 40 graus Celsius (104 graus Fahrenheit), com os residentes em partes da Bretanha suportando um calor sufocante sem ventiladores ou ar condicionado.
Depois, quando os Estados Unidos comemoraram o seu 250º aniversário, o tempo estava sufocante e as autoridades federais emitiram avisos de corte de energia. Os operadores de rede podem ordenar que grandes utilizadores de energia, como centros de dados, mudem para geradores de reserva para manter a energia nas residências e nos serviços de emergência, como hospitais.
As redes eléctricas em todo o mundo estão a sofrer com ondas de calor intensas e outros fenómenos climáticos extremos e, nos Estados Unidos, já estão a ocorrer apagões. Ao longo da última década, o país registou cerca de 60% mais cortes de energia nas estações quentes, em parte relacionados com o calor, do que na década de 2000, de acordo com a organização sem fins lucrativos Climate Center. A falta de acesso à refrigeração durante uma onda de calor é especialmente perigosa para crianças, idosos e pessoas com doenças crónicas.
Prevê-se que esta tendência continue à medida que as alterações climáticas induzidas pelo homem conduzem a ondas de calor mais longas, mais frequentes e mais intensas, tornando crítica a adaptação das redes energéticas.
“À medida que o tempo fica mais quente, as coisas não funcionam tão bem”, disse Ian Staffell, professor associado de energia sustentável no Imperial College London. Isso significa que “você deve esperar que as falhas sejam mais comuns em temperaturas tão altas”.
“Penso que precisamos de adaptar os nossos sistemas energéticos às mudanças climáticas”, acrescentou Staffel, referindo-se à Europa, que está a aquecer muito mais rapidamente do que o resto do mundo.
Por que as ondas de calor são um problema para as redes elétricas?
Quando as ondas de calor chegam, a procura de electricidade aumenta e as pessoas recorrem a aparelhos de ar condicionado, ventiladores e outros dispositivos de refrigeração para aliviar o stress. Isto coloca pressão sobre a rede, especialmente no final do dia, quando o calor persiste, mas a energia solar começa a diminuir.
Ao mesmo tempo, a infra-estrutura que mantém o fluxo de electricidade – desde as centrais eléctricas até aos transformadores – é vulnerável ao stress térmico. Por exemplo, à medida que as temperaturas aumentam, as linhas de transmissão expandem-se por todo o país. Isso pode fazer com que eles cedam, às vezes o suficiente para roçarem em árvores ou outras obstruções, aumentando o risco de curtos-circuitos ou cortes de energia.
“Os operadores da rede têm de reduzir a quantidade de eletricidade que flui através destes fios durante as temperaturas mais altas para garantir que tudo permanece seguro”, disse Staffel.
As altas temperaturas e as linhas flácidas estavam entre as causas em 2003, quando cerca de 50 milhões de pessoas no nordeste dos Estados Unidos e em partes do Canadá ficaram sem energia durante o calor. Foi o maior apagão da história da América do Norte. Embora os operadores da rede tenham implementado salvaguardas para evitar outra interrupção desta magnitude, os especialistas dizem que condições meteorológicas extremas ainda representam uma ameaça.
As usinas termelétricas não estão imunes. As centrais de carvão, gás natural e nuclear são menos eficazes no arrefecimento sob calor extremo, o que significa que os operadores têm por vezes de reduzir a produção.
“A eficiência das centrais de carvão, gás natural e nuclear diminui cerca de 1% por cada grau de aumento de temperatura”, disse Staffel, pelo que são 10% menos eficientes a 35 graus Celsius do que a 25 graus Celsius.
Durante a onda de calor de Junho na Europa, várias instalações nucleares em França e na Suíça tiveram de reduzir a produção ou encerrar temporariamente porque os rios que utilizavam para arrefecimento ficaram demasiado quentes. Os regulamentos exigem que as plantas limitem a temperatura da água de descarga para proteger os ecossistemas e a vida aquática.
As fontes de energia renováveis também são afetadas. Por exemplo, os baixos níveis de água podem dificultar a produção de energia hidroeléctrica. Os painéis solares tornam-se ligeiramente menos eficientes em altas temperaturas e a velocidade do vento muitas vezes cai durante as ondas de calor, reduzindo a sua produção.
Combinados, estes factores podem levar à instabilidade da rede, exigindo que os operadores procurem energia noutro local se a incompatibilidade entre a oferta e a procura se tornar demasiado acentuada.
Se a energia solar ou eólica barata não estiver disponível durante estes tempos críticos, os operadores da rede muitas vezes têm de contar com energia de reserva mais cara para preencher a lacuna. Freqüentemente, esses são os combustíveis fósseis que aquecem a Terra.
Mesmo sem interrupções, o calor pode fazer subir os preços grossistas da electricidade, que por vezes são repercutidos nos consumidores com base em mercados e contratos. Durante a recente onda de calor na Europa, os preços da electricidade dispararam em países como a França e a Alemanha, especialmente durante as horas de ponta nocturnas.
Podemos tratar sistemas de energia resistentes ao calor?
Existem soluções menores que “podem ter um impacto muito grande”, disse Staffel.
Isto inclui a atualização dos componentes da rede para suportar o calor e a instalação de melhores sistemas de refrigeração para linhas elétricas, transformadores e outros equipamentos. Staffel acrescentou que isso poderia ser tão simples quanto “instalar ventiladores extras e colocar uma sombra sobre eles”.
O especialista em energia sustentável disse que as centrais nucleares, por exemplo, poderiam usar “sistemas de refrigeração híbridos para não ficarem tão dependentes dos rios”.
Alexander Ross, investigador de política energética e climática no think tank económico Brueghel, de Bruxelas, afirmou que embora a rede eléctrica europeia seja uma das mais resilientes do mundo, a infra-estrutura está a envelhecer.
Ao mesmo tempo, os países estão a fazer a transição para sistemas de energias renováveis baseados principalmente na eletricidade, alimentando tudo, desde veículos elétricos e centros de dados até bombas de calor e aparelhos de ar condicionado.
À medida que a economia europeia se descarboniza, espera-se que a eletricidade represente cerca de metade do consumo total de energia até 2040, contra cerca de 20% atualmente. Isto significa que a procura continuará a crescer mesmo sem ter em conta os verões mais quentes.
“O sistema atual não foi projetado para isso”, disse Ross.
Enfrentar este desafio exige a modernização da rede, facilitando o fluxo de electricidade entre países e criando maior flexibilidade no sistema. Por exemplo, o armazenamento em bateria pode ajudar a reduzir o estresse na rede, especialmente durante ondas de calor.
“Por exemplo, essas células poderiam armazenar energia solar fotovoltaica barata por volta do meio-dia e depois exportá-la à noite… porque o vento diminuiu e o sol se foi, mas a demanda ainda é alta”, disse Ross.
As medidas do lado da procura também podem ajudar. Staffel acrescentou que os preços dinâmicos, em que os preços da electricidade mudam ao longo do dia, poderiam incentivar os consumidores a utilizar a electricidade fora dos horários de pico, aliviando a pressão sobre a rede.
Qual é o atraso?
Na Europa, um obstáculo significativo é a enorme acumulação de projectos, incluindo baterias e um valor estimado de 1.700 gigawatts de energia renovável, à espera de serem ligados à rede. A Europa está a discutir legislação para melhorar as redes eléctricas, o que exigirá investimentos significativos. Mas os analistas dizem que a construção da infra-estrutura necessária pode levar algum tempo.
Nos Estados Unidos, o Departamento de Energia também anunciou um grande investimento para expandir e modernizar a infra-estrutura da rede. O país registou um aumento nos cortes de energia na última década, à medida que a sua rede eléctrica em dificuldades tem lutado para lidar com eventos climáticos extremos mais frequentes, como furacões e tempestades de inverno.
Enquanto isso, o JPMorgan disse que a rede enfrenta “pressões históricas” decorrentes do crescimento de veículos elétricos, energia renovável e data centers com uso intensivo de energia. O banco observou que as redes inteligentes e as tecnologias avançadas de rede são essenciais para a segurança energética.
Ao mesmo tempo, Ross acredita que na Europa existe uma enorme oportunidade para criar uma rede que funcione melhor e seja mais flexível, “mais inteligente, usamos mais energia e, em última análise, beneficia as pessoas”.
