Armazenamento de energia hidrelétrica bombeada sazonal (SPHS), uma tecnologia já estabelecida, mas raramente usada, poderia ser uma solução acessível e sustentável para armazenar energia e água em uma escala anual, de acordo com nova pesquisa IIASA publicada na revista Nature Communications . Comparado com outras soluções de armazenamento maduras, como o gás natural, o estudo mostra que há um potencial considerável para o SPHS fornecer custos de armazenamento de energia altamente competitivos.

“Os setores de energia da maioria dos países estão passando por uma transição para fontes de energia renováveis, particularmente geração eólica e solar, "diz o pós-doutorado da IIASA Julian Hunt, o autor principal do estudo. “Essas fontes são intermitentes e apresentam variações sazonais, portanto, precisam de alternativas de armazenamento para garantir que a demanda possa ser atendida a qualquer momento. Soluções de armazenamento de energia de curto prazo com baterias estão em andamento para resolver problemas de intermitência, Contudo, a alternativa para armazenamento de energia de longo prazo geralmente considerada para resolver as variações sazonais na geração de eletricidade é o hidrogênio, que ainda não é economicamente competitivo. "

O armazenamento de energia hidrelétrica com bombeamento sazonal significa bombear água para um reservatório de armazenamento profundo, construído paralelamente a um grande rio, durante épocas de alto fluxo de água ou baixa demanda de energia. Quando a água é escassa ou a demanda de energia aumenta, a água armazenada é então liberada do reservatório para gerar eletricidade.

O novo estudo é o primeiro a fornecer uma visão global, análise de alta resolução do potencial e custos da tecnologia SPHS. Em sua análise, pesquisadores avaliaram o potencial teórico global para o armazenamento de energia e água sazonalmente com SPHS, com foco nas localidades de maior potencial e menor custo. Eles também analisaram diferentes cenários onde o armazenamento de energia e água com SPHS poderia ser uma alternativa viável. O estudo incluiu topografia, rede fluvial e dados hidrológicos, estimativa de custos de infraestrutura, e otimização do design do projeto, para identificar sites candidatos tecnicamente viáveis.

O novo estudo mostra que os custos de armazenamento de água com plantas SPHS variam de 0,007 a 0,2 US $ / m3, os custos de armazenamento de energia de longo prazo variam de 1,8 a 50 US $ / MWh e os custos de armazenamento de energia de curto prazo variam de 370 a 600 US $ / KW de capacidade instalada de geração de energia, considerando barragem, túnel, turbina, gerador, escavação, e custos do terreno. O potencial de armazenamento de energia mundial estimado abaixo de um custo de 50 $ / MWh é de 17,3 PWh, que é aproximadamente 79% do consumo mundial de eletricidade em 2017.

Os pesquisadores descobriram que existe um potencial significativo para SPHS em todo o mundo, em particular na parte inferior do Himalaia, Andes, Alpes, Montanhas Rochosas, parte norte do Oriente Médio, Terras Altas da Etiópia, Terras Altas Brasileiras, América Central, Ásia leste, Papua Nova Guiné, o Sayan, Cordilheiras Yablonoi e Stanovoy na Rússia, bem como uma série de outros locais com potencial menor.

"As preocupações com a intermitência e sazonalidade do vento e do sol podem ser válidas, mas também às vezes são exagerados, "diz o pesquisador da IIASA Edward Byers, um co-autor do estudo. "Este estudo demonstra que existe um potencial extremamente alto para o SPHS ser usado em grande parte do mundo, fornecendo um prontamente disponível, solução acessível e sustentável para apoiar a transição para sistemas de energia sustentáveis ​​e superar barreiras reais e percebidas para altas parcelas de geração renovável. "

O estudo também aborda algumas das preocupações ambientais potenciais relacionadas à energia hidrelétrica. Como os reservatórios SPHS são profundos e construídos paralelamente a, ao invés de dentro do curso de um rio, os impactos ambientais e de uso da terra também podem ser até 10 a 50 vezes menores do que as usinas hidrelétricas tradicionais.

Hunt diz, “Com a necessidade de uma transição para um mundo mais sustentável com menores emissões de CO2, as energias renováveis ​​e o armazenamento de energia desempenharão um papel importante no futuro próximo. Dado o vasto potencial inexplorado e barato de SPHS, em breve, terá um papel importante no armazenamento de energia e água anualmente. "