O nouă hidrocentrală din Austria a eşuat la lansare şi are nevoie de luni de reparaţii, deşi are o inginerie fascinantă, cu cea mai abruptă galerie săpată cu un utilaj TBM

Hidrocentralele sunt printre cele mai magnifice şi complexe construcţii de inginerie din lume, necesitând un efort enorm de proiectare particulară a fiecărei hidrocentrale în funcţie de condiţiile de relief, climă şi debit de apă în care e construită, şi apoi un efort similar de complex de construcţie a hidrocentralei, cu baraje imense, galerii subterane şi turbine imense instalate cu generatoare electrice asociate. Toate aceste complexităţi fac ca o hidrocentrală să poată fi construită în cel mai bun caz în 6-8 ani, dar de obicei cu toată birocraţia şi aprobările se depăşesc 9-10 ani. În schimb, pe termen lung, electricitatea produsă de hidrocentrale e cea mai ieftină de obicei. Iar pe lângă forma lor clasică de producţie de electricitate, la fel de atractive sunt şi hidrocentralele prin pompare, care acţionează ca nişte baterii imense de sistem, absorbind supraproducţia în momentele prielnice şi furnizând înapoi electricitatea când există un consum sporit, acoperind vârfurile. Ei bine, Austria e una din ţările care nu s-a lăsat foarte mult convinsă de alternativa mai rapidă şi mai ieftină pe termen scurt a centralelor de baterii şi construieşte mai multe hidrocentrale prin pompare. Una din ele, însă, Limberg III, trebuia să fie complet operaţională încă de la sfârşitul anului 2025 şi cu toate integrările trecute la început de 2026. Doar că noua hidrocentrală a eşuat la lansare şi acum are nevoie de luni de reparaţii. Şi asta deşi hidrocentrala are o inginerie fascinantă, cu cea mai abruptă galerie săpată cu un utilaj TBM.

Foto: Utilajul TBM, antrenat la construcţia hidrocentralei din Austria

Utilajele TBM sunt mai cunoscute publicului de la implicarea lor în forarea de tuneluri. Acolo aceste maşinării imense — care au o parte rotativă imensă la vârf, cu dinţi prevăzuţi să foreze cele mai duri roci şi cu mecanisme avansate prevăzute pentru evacuarea materialului forat şi întărirea pereţilor tunelului proaspăt creat — sunt nişte adevărate minuni tehnologice, care au făcut posibilă forarea cu precizie şi siguranţă a tunelurilor lungi, prin condiţii geologice complicate.

Foto: Utilaj TBM la intrarea într-un nou tunel din Elveţia, pregătit de acţiune

Uneori, până şi atunci când sunt operate de maeştrii experimentaţi în construcţia lor, aceste utilaje TBM pot rămâne blocate şi atunci necesită schimbări de planuri. Aşa s-a întâmplat în Elveţia, în 2025, la forarea celui de-al doilea tunel Gotthard de 16,9 km, spre exemplu.

Ei bine, mult mai puţini dintre noi ştiu că utilaje TBM adaptate sunt folosite de mai mult timp şi la construcţia hidrocentralelor mari. Ca şi în cazul tunelelor, doar la proiectele de diametru mai mare şi mai lungi, folosirea acestor utilaje e raţională în costuri. Iar la hidrocentrale utilajele forează galeriile subterane ce conectează lacul de acumulare cu locul aflării turbinelor propriu-zise. Aceste galerii au de obicei lungimi de câteva sute de metri sau chiar peste 1 km, cu diferenţe de altitudine de minim câteva sute de metri, pentru ca apa să poată prinde suficientă forţă datorită gravitaţiei.

Aici mulţi am putea să ne întrebăm dacă hidrocentralele din România, multe la număr, au fost vreodată construite cu utilaje TBM. Iar răspunsul general e nu, întrucât în România s-a folosit metoda mai simplă a detonărilor controlate şi forărilor manuale. Cu o singură excepţie, însă. Din informaţiile păstrate în arhive, se pare că la hidrocentrala din Retezat a fost aplicat la începutul anilor 1980 un utilaj de forat TBM de origine Robbins, pentru prima dată în România. Acesta fapt n-a avut loc de la începutul proiectului, ci în faza lui avansată, când lucrările manuale avansau cu greu, din cauza complexităţii proiectului.

Ei bine, hidrocentrala din Austria despre care vorbim azi, Limberg III, e o hidrocentrală prin pompare, ceea ce înseamnă are un lac de acumulare superior, situat la altitudine mare, şi unul inferior. Lacurile sunt conectate cu galerii subterane şi în apropierea lacului inferior sunt poziţionate turbinele reversibile. Când absoarbe energie din sistemul energetic, hidrocentrala pompează apa din rezervorul inferior în cel superior. Ulterior, când e nevoie de contribuţia ei în sistem, apa din rezervorul superior e lăsat curgă spre cel inferior, iar turbinele produc electricitate. E un principiu general de funcţionare a acestor hidrocentrale, însă cea din Austria se remarca printr-o galerie foarte abruptă de 42 grade, la 5,8 metri diametru. În lumea hidrocentralelor există galerii mai abrupte, dar nu de diametru atât de mare. Aici, însă combinaţia acestor parametri făcea forarea foarte provocatoare, mai ales că galeria trebuia să aibă 770 metri lungime.

Foto: Schema construcţiei noii hidrocentrale

Renumita companie germană Herrenknecht, devenită între timp aproape identificată automat cu utilajele TBM de înaltă performanţă, a fost aleasă că construiască un utilaj TBM specializat, care să poată îndeplini această misiune imposibilă de forare.

Anterior, în experienţa ei, 41 grade fusese gradientul maxim pentru asemenea galerii de mare diametru, şi cele 41 grade au fost realizate cu un diametru de 5,12 m, la hidrocentrale Limmern din Elveţia. Dar noua hidrocentrală austriacă a dat noi provocări inginereşti.

Foto: Hidrocentrala Limmern din Elveţia

La 42 grade, până şi maşinile abia mai urcă în sus. Aici, însă, vorbim de o maşinărie de 105 metri lungime, care forează şi urcă în sus prin această galerie, trebuind să lupte cu gravitaţia care o trage înapoi. Cei de la Herrenknecht au dezvăluit că utilajul TBM folosit pentru această hidrocentrală avea aproape 1.000 tone greutate, şi a fost conceput să nu alunece niciodată, în nicio circumstanţă, în jos, având trei nivele de inele de expansiune care să susţină utilajul, fiecare capabil să îl susţină şi de unul singur. De fapt primul nivel superior era cel activ, acţionat prin circuit hidraulic normal. Celelalte două nivele sunt de siguranţă şi intervin atunci când toate celelalte sisteme cedează.

Foto: Construcţia părţii frontale ale TBM-ului, cu elementele de expansiune din primul inel de susţinere (roşii)

Materialul excavat e aruncat jos în galerie şi acumulat la bază într-o vană imensă cu bandă rulantă, care-l evacuează în permanenţă. În interiorul maşinăriei TBM posturile de lucru pentru oamenii care lucrează acolo sunt nivelate automatizat la zero grade, pentru că muncă în poziţie de 42 grade ar fi imposibilă.

Foto: Posturile de lucru din interiorul TBM, cu ajustare pentru a avea declivitate de 0 grade

Forarea la noua hidrocentrală din Austria a demarat la 3 octombrie 2022 şi pe partea utilajului TBM totul a decurs exemplar, conform planului. Cel mai complex proiect pentru cei de la Herrenknecht din considerente de declivitate a decurs excelent. Iar după ce munca lor de forare s-a încheiat, au intrat în acţiune multe alte echipe de ingineri, inclusiv producători de turbine.

Utilajul TBM al celor de la Herrenknecht, demarând forările la hidrocentralei Limberg III

Noua hidrocentrală prin pompare e proiectată la o putere de 480 MW, iar pentru a asigura această putere s-a optat pentru două turbine de tip Francis, conectate la două generatoare. Pentru producţia şi instalarea lor a fost selectată compania austriacă Andritz Hydro, una din cele mai experimentate din lume. Ei au proiectat forma şi parametrii exacţi ai turbinelor şi le-au conectat axele cu două generatoare/motoare cu viteză variabilă, de 280 MVA. Viteza variabilă le permite să interacţioneze mult mai bine cu puterea reactivă şi să joace un rol de stabilizare a reţelei, iar puterea efectivă livrată de fiecare generator e de 240 MW.

După toată munca enormă de construcţie, în septembrie 2025, hidrocentrala Limberg III din valea Kaprun a Austriei era gata de conectare şi demararea operării ei de test. Ea trebuia să se alăture celor două hidrocentrale prin pompare existente alături — Limberg I de 160 MW (construită în 1956) şi Limberg II de 480 MW (construită în 2011), precum şi hidrocentralei clasice Kaprun-Hauptstufe din apropiere (construită în 1953). Însă în momentul în care hidrocentrala Limberg III a fost conectată ambele generatoare sofisticate cu viteză variabilă au eşuat, din cauza unei probleme de izolare la construcţia lor, la rotoare. Cel mai pesimist scenariu posibil se materializa — ambele generatoare s-au dovedit a fi defecte şi hidrocentrala nu putea fi pornită.

Mai mult ca atât, la scurt timp după acele teste un transformator ce gestiona hidrocentrala Limberg I a cedat, impunând şi oprirea acesteia. Aparent cele două incidente nu sunt conectate între ele, dar e cert că hidrocentrala nouă n-a putut fi pornită din cauza acestui eşec, şi cea veche de 160 MW a fost oprită forţat. Şi ambele sunt oprite până în prezent.

De curând, operatorul hidrocentralei, compania austriacă Verbund, a anunţat că cei de la Andritz Hydro, în colaborare cu inginerii lor, au aprobat un plan detaliat de reparaţii. Toate aceste utilaje, însă, sunt produse croite special pentru acest proiect şi nu există unul identic pe raft undeva pentru a fi înlocuit. Reparaţiile vor avea loc chiar în caverna turbinelor, în interior hidrocentralelor, dar generatoarele sunt demontate din poziţia lor. Noua promisiune oferită de Andritz Hydro e că generatorul numărul doi va putea fi gata în vara anului 2026, iar generatorul unu — tocmai în iarnă, până la final de decembrie 2026. În acelaşi timp, transformatorul defect de la hidrocentrala mai veche Limberg I era în perioada de garanţie şi producătorul, compania olandeză Royal Smit, a venit la faţa locului pentru inspecţie, după care l-a demontat şi l-a transportat la reparaţii. Şi acest transformator e promis să fie livrat înapoi reparat în decembrie 2026.

Aşadar, chiar şi atunci când proiectul e construit cu inginerie formidabilă şi multe părţi ale lui sunt executate exemplar, chiar dacă par dificile, întregul proiect e pe atât de puternic, pe cât rezită cea mai slabă verigă din tot lanţul, sau tot sistemul. Aici problema au fost generatoarele sofisticate noi, cu viteze variabile, proiectate să-şi poată ajusta în timp real şi foarte dinamic absorbţia de putere din reţea şi producţia de electricitate, pentru a putea tampona foarte bine energia regenerabilă de putere flotantă din sistem. Producătorul a gafat la construcţia şi izolarea corectă a rotoarelor, în ciuda experienţei sale enorme. Iar asta a făcut ca proiectul să eşueze la start şi să genereze o întârziere de 12-15 luni. Şi e oarecum bizar că partea cea mai complexă, cu forarea TBM, a trecut exemplar, în timp ce două generatoare, oarecum mai simple din perspectivă inginerească, au fost veriga slabă. Însă, până la urmă, toţi producătorii implicaţi sunt companii europene, cu garanţii şi responsabilităţi clare, de la care nu s-au eschivat, iar lucrurile vor fi duse la bun sfârşit.