Două hidrocentrale din Austria trec prin operaţiuni complexe de înălţare a barajelor, pentru a-şi spori semnificativ capacitatea de stocare

Hidrocentralele sunt în mod constant sursa cea mai ieftină de a produce sau de a stoca electricitate, raportată la costul per kWh, iar ţările care au hidrocentrale mari, multe la număr, cu o contribuţie majoră în sistemele lor, au de obicei şi cea mai ieftină electricitate, asigurându-şi astfel o fundaţie solidă pentru economiile lor. Au existat decenii în Europa când se construiau un număr mare de hidrocentrale, dar această tendinţă s-a atenuat în ultimele decenii, atât din cauza epuizării locurilor mai simple din punct de vedere al geografiei, cât şi din cauza dorinţei tot mai mici de a investi în proiecte scumpe cu beneficii simţite peste 7-10 ani sau a reglementărilor tot mai stricte pentru a putea iniţia proiecte noi. Totuşi, mai ales în ultimii ani a venit din nou un val de conştientizare a cât de importante sunt aceste proiecte, iar Portugalia, spre exemplu, a construit cea mai mare hidrocentrală din Europa din ultimii 25 de ani. Elveţia îşi păstrează cu sfinţenie hidrocentralele, modernizându-le periodic. Iar acum doi ani scriam despre o hidrocentrală veche de aproape 100 de ani din Elveţia, unde barajul are deja crăpături, iar elveţienii au decis să construiască unul alături, pentru asigura forţa de susţinere pentru următorii 100 de ani. Ei bine, Austria are în plină derulare două proiecte grandioase rare, prin care a decis să înalţe barajele acestora, pentru a le spori semnificativ capacitatea de stocare.

Construcţia unui baraj nou e întotdeauna o operaţiune complicată de inginerie civilă şi construcţie la scară imensă, unde planificările şi calculele sunt cruciale, or, un baraj de zeci sau sute de metri înălţime trebuie să susţină zeci sau sute de milioane de metri cubi de apă. Cedarea ar fi catastrofală şi e absolut exclusă din ecuaţie — or, construcţia de hidrocentrale nu e un domeniul unde să se poată spune că e firesc să greşeşti sau să eşuezi, sau că ai putea învăţa din greşeli. Aici greşelile sunt excluse total, fiind inadmisibile. Tocmai de asta barajele sunt construite de obicei cu rezistenţă adiţională imensă implantată în ele, pentru a putea rezista oricăror situaţii, chiar şi cele mai improbabile.

Dar înălţarea lor poate fi şi mai dificilă, după cum atenţionează chiar Asociaţia Internaţională a Hidrocentralelor, or, o asemenea operaţiune presupune intervenţia la un baraj care are deja o vârstă, o structură şi rezistenţă de facto la un anumit moment de timp, iar înălţimea adăugată nu poate fi făcută doar sub forma unor noi fâşii de beton armat adăugat deasupra. Partea de înălţime nouă trebuie integrată în însăşi structura barajului existent, devenind şi ea parte integră din elementele structurale ale barajului.

Iar volumul adiţional de apă care va fi stocat în lacul de acumulare va pune presiune suplimentară pe însăşi fundaţia actualului baraj, prin urmare e nevoie fie de fortificări esenţiale, fie de asigurarea că structura actuală poate face faţă sarcinii noi. Din acest motiv, proiectele de înălţare a barajului sunt extrem de puţine la număr, de o raritate absolută. Elveţia are experienţa de a face asta şi alte foarte mici exemple mai există în Europa. Dar acum Austria are tocmai două asemenea proiecte mari în derulare.

Cea mai mare hidrocentrală care trece prin acest proces e Limberg, iar barajul vizat are numele de Wasserfallboden, fiind numit adeseori şi pur şi simplu Limberg. Aici trebuie să face o distincţie că e vorba de barajul principal existent, folosind de hidrocentralele Limberg I şi II, or, noi am scris acum două luni despre construcţia cu multiple provocări a hidrocentralei Limberg III, situată în aceeaşi regiune.

Proiectul presupune înălţarea barajului cu 9 metri, de la 120 metri, cât are în prezent, la 129 metri. Asta va creşte volumul utilizabil de apă din lacul de acumulare cu 12,7 milioane de metri cubi de apă, până la un total de 93,9 milioane, ceea ce înseamnă o sporire a capacităţii de stocare cu 15,6%, datorită acestui proiect. Şi aici vorbim de un rezervor imens care acumulează şi apă de la sursele din jurul său, dar rolul primar al căruia e totuşi stocarea de electricitate din sistem, datorită funcţionării în regim de hidrocentrală prin pompare. Deci, vorbim efectiv de o hidrocentrală ce funcţionează ca o baterie a sistemului energetic, pompând apa în rezervorul de sus când e exces în sistem şi lăsând apa să curgă înapoi în rezervorul inferior când e nevoie de electricitate în sistem.

Datorită acestei înălţări de baraj şi creşteri de volum în lacul de acumulare, sistemul de hidrocentrale Limberg va putea stoca 30 GWh suplimentari în rezervorul modificat. E o capacitate de stocare imensă, care va contribui enorm la echilibrarea reţelei electrice prin absorbţia de electricitate produsă de panouri fotovoltaice şi eoliene în orele de consum mai mic şi eliberarea ei în sistem în orele de consum maxim.

Şi asta pentru că în 2030, Austria vrea să-şi îndeplinească planul pe 10 ani, anunţat în 2020, adăugând 27 TWh de producţie în sistem, eliminând şi eliminând total sursele fosile şi cele de import, ajungând la 100% energie regenerabilă şi la un statut de exportator net de electricitate.

Foto: Proporţiile tipurilor de energie din Austria în 2020 şi în 2030, conform planurilor

Acest plan presupune că în esenţă proporţia energiei nete produse de hidrocentrale va rămâne cam aceeaşi, la 56%, dar energia din surse fotovoltaice ar urma să crească la 15%, în timp ce cea eoliană la 20%, cuantificând împreună 35%. O asemenea proporţie de energie regenerabilă intermitentă nu poate fi fezabilă fără soluţii de stocare. Centralele de baterii ar putea fi atractive datorită rapidităţii lor, dar durata de viaţă e mult mai mică şi când e vorba de o asemenea scară uriaşă, costurile devin chiar mai mari decât la hidrocentrale. O simplă verificare a preţului actual la bateriile Tesla Megapack ne arată că 30 GWh de capacitate de stocare ar necesita câte 256 baterii pentru fiecare GWh, ceea ce ar însemna 7.680 containere de baterii, la un cost de 6,75 miliarde de dolari fără transport şi fără munca de instalare. Prin urmare, e clar de ce înălţarea barajului e o operaţiune mult mai raţională şi eficientă.

Cea de-a doua hidrocentrală care trece printr-un proces similar e Fragrant, iar barajul are numele de Wurtendamm, creând lacul de acumulare Wurtenspeicher. Aici lacul de acumulare e mai mic, iar proiectul prevede înălţarea lui cu 8,5 metri, ceea ce-i va mări volumul de apă stocată utilizabilă de la actualul 2,7 milioane de metri cubi la 5 milioane metri cubi, câştigându-se 2,3 milioane în plus.

Estimativ, noul volum de apă va adăuga aproape 4 GWh în capacitatea de stocare, şi acest lac de acumulare având rolul stocării energiei în sistem. Şi e curios că în anumite perioade a anului debitul suplimentar de apă care se acumulează în mod natural poate face aceste hidrocentrale să producă mai multă electricitate decât absorb din sistem.

Ambele baraje înălţate acum se află la circa 1.700 metri altitudine, în regiuni unde şi vânturile pot ajunge la 100 km/h foarte frecvent. Prin urmare, lucrările sunt extrem de complexe şi au necesitat golirea de apă a ambelor rezervoare, pentru a se putea evacua sedimentele şi a se putea lucra şi la fundaţie.

Se fac forări suplimentare şi instalări de piloni de susţinere a fundaţiei. Aceşti piloni au 120 cm diametru şi adâncimi cuprinse între 2,7 şi 22,5 metri. Doar barajul mai mic va avea 167 de piloni noi instalaţi. La barajul mare şi numărul pilonilor, şi adâncimea e şi mai mare.

Ambele proiecte de înălţare a barajelor urmează a fi finalizate în acest an, după care va urma o perioadă de umplere a rezervoarelor, iar din 2027 aceste hidrocentrale ar urma să contribuie la echilibrarea sistemului energetic. Costul proiectului barajului mai mic estimat a fi cuprins între 50 şi 70 milioane, iar costul barajului mare e inclus într-un proiect mai mare, ce vizează şi lucrări la Limberg III. Cota directă estimativă pentru baraj s-ar ridica la 100 milioane euro. Deci, comparativ cu costurile bateriilor menţionate mai sus, sunt cifre de zeci de ori mai mici.