Când se discută despre stocarea energiei, imaginea care apare aproape automat este cea a unui container plin cu baterii litiu-ion. Realitatea globală arată însă altfel: peste 90% din capacitatea de stocare instalată în lume nu are nimic electrochimic în ea. Este apă, ridicată la deal și lăsată să curgă înapoi atunci când e nevoie.
Principiul este dezarmant de simplu. Două lacuri, unul sus și unul jos, legate printr-o conductă forțată și o sală de mașini. Când în sistem există surplus de energie ieftină, mașinile funcționează ca pompe și urcă apa în bazinul superior. Când apare deficit, aceleași mașini se rotesc invers, ca turbine, și restituie energia. Randamentul ciclului complet, adică raportul dintre ce scoți și ce ai băgat, se situează în instalațiile moderne între 70% și 80%.
Ce face special acest tip de stocare
Prima diferență față de baterii ține de durată. Un parc de acumulatoare de rețea livrează, tipic, între una și patru ore la putere nominală. O centrală cu pompaj bine dimensionată poate livra opt, zece sau douăzeci de ore, pentru că energia stocată depinde doar de volumul bazinului superior și de căderea disponibilă, nu de numărul de celule cumpărate. Această caracteristică o face potrivită pentru compensarea unor perioade lungi fără vânt sau pentru transferul surplusului solar de la prânz către vârful de seară.
A doua diferență ține de durata de viață. Bateriile se degradează cu fiecare ciclu și se înlocuiesc după zece-cincisprezece ani. O amenajare hidro funcționează cincizeci de ani sau mai mult, cu reabilitări periodice ale echipamentului electromecanic, iar barajul și galeriile rămân aceleași.
A treia, și poate cea mai subtilă, este contribuția la stabilitatea rețelei. Grupurile hidro au rotoare grele care se învârt sincron cu frecvența sistemului. Această masă în mișcare, numită inerție, se opune natural variațiilor bruște de frecvență și oferă operatorului secundele critice în care poate reacționa. Este exact serviciul pe care instalațiile conectate prin invertoare, fie ele solare sau pe bază de baterii, îl asigură doar prin emulare software. Rolul acestor rezerve în funcționarea de zi cu zi este descris pe larg în articolul despre piața de echilibrare și stabilitatea sistemului energetic național.
Cum câștigă bani o astfel de centrală
Modelul clasic de venit se numește arbitraj: cumperi energie când e ieftină, o vinzi când e scumpă. Multă vreme, diferența dintre noapte și zi era suficientă. Astăzi structura prețurilor s-a schimbat, iar ecartul relevant s-a mutat: energie foarte ieftină, uneori chiar la preț negativ, la mijlocul zilei însorite, și energie scumpă seara, după apusul soarelui.
- arbitrajul pe piața pentru ziua următoare, între orele ieftine și cele scumpe;
- rezerva de reglaj, vândută separat, pentru care centrala este plătită doar pentru disponibilitate;
- reglajul de tensiune și puterea reactivă, servicii tehnice de sistem;
- capacitatea de repornire autonomă, un serviciu rar și foarte valoros;
- eventualele mecanisme de remunerare a capacității disponibile în orele critice.
Un detaliu tehnic care schimbă mult economia proiectelor moderne este turbina cu turație variabilă. Instalațiile clasice pot regla puterea fin doar în regim de turbinare; la pompare, ele consumă practic o putere fixă. Grupurile cu convertizor permit reglaj și în regim de pompă, ceea ce înseamnă că centrala poate absorbi excedentul din rețea într-un mod controlat și poate participa la echilibrare în ambele sensuri.
De ce se construiesc atât de greu
Dacă tehnologia este atât de bună, întrebarea firească este de ce nu apar peste tot. Motivele sunt de trei feluri. Geografic, este nevoie de o combinație rară: două amplasamente apropiate pe orizontală, dar separate pe verticală de câteva sute de metri, cu roci potrivite pentru galerii și cu acces la apă.
Financiar, investiția inițială este uriașă, cu perioadă de construcție de șapte-zece ani și cu recuperare pe zeci de ani. Puțini investitori privați acceptă acest profil fără garanții pe termen lung, motiv pentru care majoritatea amenajărilor din lume au fost realizate de companii de stat sau cu sprijin public.
Al treilea obstacol este cel de mediu și social. Proiectul de la Tarnița-Lăpuștești, discutat în România de decenii și readus periodic în atenție, ilustrează perfect toate cele trei dificultăți: amplasamentul există, studiile există, dar finanțarea și procedurile s-au blocat de fiecare dată.
Rămâne, totuși, singura tehnologie testată la scară de gigawați-oră, iar valoarea ei crește pe măsură ce ponderea surselor variabile urcă. Nu întâmplător, centralele hidro sunt și punctul de plecare al oricărui plan de repornire a sistemului energetic după un blackout: pornesc fără alimentare din exterior, cu o simplă manevră de deschidere a unei vane.
