Mudar o Atlântico em Quatro Vagas (4): Potenciar a energia azul

A energia das ondas seria suficiente para o consumo da Europa durante dez anos. O projecto PORTOS investigou esta e outras renováveis no contexto dos portos, grandes consumidores de energias fósseis.

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Actualmente, o Porto de Leixões tem uma potência instalada de 7 megavolts-Amperes (MVA). Para alimentar todos os navios que recebe precisará de 60 MVA. Nelson Garrido
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As emissões relacionadas com o transporte marítimo de mercadorias na União Europeia atingiram um máximo histórico em 2022. 153,5 toneladas de dióxido de carbono (CO₂) foram emitidas por navios, principalmente por porta-contentores. Mundialmente, o sector é responsável por cerca de 2% das emissões globais de CO₂ relacionadas com energia.

A Federação Europeia dos Transportes e Ambiente (TE) apontou ainda para um “aumento significativo” do número de navios que pararam em portos europeus em 2022 (12 953 navios, face a 12 221 em 2021). Estas infra-estruturas em terra têm grandes consumos energéticos, na globalidade alimentados por combustíveis fósseis, e são uma grande fonte de poluição atmosférica.

Segundo a organização, estes dados denunciam a baixa electrificação dos portos europeus. “Sem uma regulamentação mais rigorosa, as empresas de transporte marítimo continuarão a rejeitar investimentos em eficiência e combustíveis ecológicos”, alerta a TE, uma das mais influentes organizações para a mobilidade na Europa.

Estes valores surgem entre metas internacionais para a descarbonização do sector, incluídas na Lei do Clima, que visa reduzir as emissões de gases com efeito estufa em pelo menos 55% até 2030 e atingir a neutralidade carbónica até 2050. Em Julho deste ano, a Organização Marítima Internacional (OMI) – que faz parte da Organização das Nações Unidas – anunciou “uma ambição comum melhorada de atingir a neutralidade carbónica para o transporte marítimo internacional em torno de 2050, não se comprometendo, no entanto, com medidas vinculativas até 2025.

Os portos de Leixões, Vigo (Espanha) e Shannon Fones (Irlanda) foram os três casos de estudo principais do projecto PORTOS, que testou a potencialidade de recursos energéticos renováveis (nomeadamente energia ondomotriz, maremotriz, solar e eólica marítima) para o aumento da eficiência energética destas infra-estruturas.

O projecto, coordenado pelos professores Francisco Taveira Pinto e Paulo Rosa Santos, da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), reuniu 24 parceiros da área atlântica europeia – além de Portugal, instituições em Espanha, França, Reino Unido e Irlanda –, ao abrigo do Programa Interreg Espaço Atlântico, com um orçamento de cerca de três milhões de euros.

Electrificação de navios: é viável?

“Mais de 75% das emissões de CO₂ de um porto decorrem dos navios quando estão em porto, e portanto resolver esse problema é um dos aspectos fundamentais” para a descarbonização, diz Hugo Lopes, responsável pela Direcção de Desenvolvimento e Sustentabilidade da Administração dos Portos do Douro, Leixões e Viana do Castelo (APDL).

“O problema é que, por um lado, a regulamentação ao nível dos navios é tão restritiva quanto possível e, pelo outro, a tecnologia actual não permite a baterias fortes o suficiente para operar estes navios durante milhares de quilómetros”, o que obrigaria a pausas no percurso e a um “grande impacto na cadeia logística”, considera Hugo Lopes.

Electrificar os cerca de 118 mil navios que, segundo a Equasis, compõem a frota marítima mundial pode não ser impossível a longo prazo, mas terá de requerer uma grande mobilização política, tecnológica e financeira para acontecer.

A regulamentação FuelEU Maritime, incluída no Pacto Ecológico Europeu, prevê cortar as emissões no sector promovendo o uso de combustíveis “mais sustentáveis”, como são considerados o hidrogénio e o metanol, ou mesmo o amoníaco – uma opção que, segundo o director de sustentabilidade da APDL, “já tem racional tecnológico, mas falta o racional económico para poder ser utilizada em massa”.

O projecto PORTOS foca-se numa outra parte da solução para a neutralidade carbónica, o chamado Onshore Power Suply (OPS), que está até previsto no Pacto Ecológico Europeu, “que impõe que, a partir de 2030 os portos sejam obrigados a ter infra-estruturas para os porta-contentores e para os navios de cruzeiro para que possam ligar-se a terra quando em porto”, explica Hugo Lopes.

Em 2022, o Porto de Leixões recebeu 2434 navios nas suas instalações. “Vamos ter de garantir que o porto, que hoje tem uma potência instalada de 7 MVA [megavolts-Amperes], vai passar a ter cerca de 60 MVA para conseguir alimentar todos os navios. Estamos a falar de investimentos muito elevados.”

A análise do potencial para a energia eléctrica renovável do Porto de Leixões, no âmbito do projecto PORTOS, apontou a energia das ondas (ou ondomotriz) como a mais bem-sucedida. A Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP) conduziu testes-piloto de “uma tecnologia híbrida que seria integrada dentro de um quebra-mar ou de um molhe, estruturas portuárias que ajudam a dissipar a energia da onda incidente para que, dentro do porto, os níveis de agitação sejam mais calmos para as actividades portuárias”, explica o co-coordenador do projecto, Francisco Taveira Pinto.

O também director do departamento de Engenharia Civil da FEUP descreve a estrutura híbrida que permite armazenar essa energia da onda incidente e convertê-la em electricidade através de dois sistemas independentes. Um deles é “uma coluna de água oscilante que está ligada ao mar”, uma espécie de chaminé que, ao também conter ar, fá-lo passar por uma turbina, obtendo electricidade. O outro sistema consiste num “reservatório que faz passar a água do mar por uma tubagem onde existe uma turbina de baixa queda que produz electricidade”.

O estudo concluiu que um sistema como este, escalado para o Porto de Leixões num comprimento de 240 a 300 metros no quebra-mar, que será estendido, poderia produzir cerca de 9,55 gigawatts-hora (GWh) por ano, equivalente a cerca de 60% do consumo energético anual do porto.

No entanto, esta tecnologia não foi a tempo de ser integrada no projecto de prolongamento do quebra-mar e melhoria das acessibilidades marítimas do Porto de Leixões, uma obra avaliada em 130,2 milhões de euros, como seria inicialmente intencionado. Segundo Hugo Lopes, “ainda estava numa fase embrionária, mas não ficou esquecido. No futuro, quem sabe?, poderá ser instalado no porto, não há nada que o impeça.” Já Francisco Taveira Pinto resume que “os trabalhos estão feitos e podem ser aproveitados para outros portos e para outras infra-estruturas similares”.

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Modelo do Wave Energy Converter, testado pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto em tanque de ondas FEUP/DR

A Direcção de Desenvolvimento e Sustentabilidade da APDL, criada em Março do ano passado e que define como missão atingir neutralidade carbónica até 2035, planeia até ao final do ano instalar uma unidade de produção para autoconsumo (UPAC) com 1 megawatt-hora (MWh) de energia solar e encontram-se a “estudar a possibilidade de instalar um aerogerador” de energia eólica “que poderia produzir entre 10 e 15 GWh por ano de energia”, indica o director desta equipa.

A energia maremotriz, ou seja, que vem das correntes marítimas, também foi estudada pela FEUP no âmbito do PORTOS no estuário do Douro, que também cai sob a jurisdição da APDL, mas esta tecnologia “não mostrou ter um potencial tão elevado” de entre os restantes recursos estudados, devido a “repercussões relativamente a questões de segurança ligadas à navegação”, como explica o professor catedrático da FEUP Francisco Taveira Pinto.

Energia das ondas, um grande potencial em desenvolvimento

De acordo com a rede Ocean Energy Europe, que representa o sector da energia marítima, esta é “a maior fonte de energia inexplorada do mundo”. O Painel Intergovernamental para as Alterações Climáticas (IPCC) estima que a energia que vem do movimento das ondas do mar, geradas pelo vento, tem um potencial anual de produção equivalente a dez vezes o consumo anual de electricidade de todo o continente europeu.

“A questão”, considera Francisco Taveira Pinto, “é como conseguimos nós aproveitar cem por cento dessa energia, porque os sistemas mecânicos têm eficiências por vezes baixas, só aproveitam 10% a 20% desse valor disponível”, o que torna “menos rentável o investimento”. Outras implicações têm que ver com a “durabilidade dos materiais” face ao ambiente agressivo do mar.

Contudo, tanto o co-coordenador do projecto PORTOS como Hugo Lopes, da APDL, vêem no panorama actual da investigação nesta energia uma etapa natural do seu processo de escala até à rentabilidade – o mesmo passado pelas energias solar e eólica ao longo das últimas décadas até à sua ubiquidade actual.

A tecnologia oferece diferentes formas de aproveitar a energia das ondas. Além da estrutura híbrida da FEUP, há um sistema de bóias flutuantes desenvolvido pela empresa CorPower que está a ser testado no porto de Viana do Castelo, gerido pela APDL, cujo director de sustentabilidade prevê que cheguem ao mercado nos próximos anos. Um outro dispositivo, o Waveroller, foi instalado em Peniche em 2019 para a produção comercial de energia.

O Porto de Leixões tem um novo projecto-piloto aprovado para instalar a tecnologia da empresa Eco Wave Power no Molhe Norte da Barra do Douro – “cerca de duzentos flutuadores em linha que oscilam de forma individual por acção das ondas e que todos juntos têm uma capacidade de produção que poderá chegar a cerca de 1 MWh”, indica Hugo Lopes.

“Somado tudo”, aponta o responsável de sustentabilidade da APDL, os projectos de energia solar, eólica e das ondas “já nos dariam a capacidade de eventualmente cobrir os consumos que temos hoje no porto”.

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