A energia hídrica, ou energia hidrelétrica, é a energia derivada da água em queda ou de funcionamento rápido, que pode ser aproveitada para fins úteis. Desde os tempos antigos, a energia hídrica de muitos tipos de moinhos de água tem sido utilizada como fonte de energia renovável para irrigação e operação de vários dispositivos mecânicos, tais como moinhos de gristmill, serrarias, moinhos têxteis, martelos, guindastes de doca, elevadores domésticos e moinhos de minério. Um trompe, que produz ar comprimido a partir da queda de água, às vezes é usado para alimentar outras máquinas à distância.
No final do século XIX, a energia hidrelétrica tornou-se uma fonte de produção de eletricidade. Cragside, em Northumberland, foi a primeira casa alimentada por hidroeletricidade em 1878 e a primeira central hidrelétrica comercial foi construída nas Cataratas do Niágara, em 1879. Em 1881, as lâmpadas de rua da cidade de Niagara Falls foram alimentadas por energia hidrelétrica.
Desde o início do século XX, o termo tem sido usado quase exclusivamente em conjunto com o moderno desenvolvimento da energia hidrelétrica. Instituições internacionais como o Banco Mundial vêem a energia hidrelétrica como um meio de desenvolvimento econômico sem adicionar quantidades substanciais de carbono à atmosfera, mas as barragens podem ter impactos sociais e ambientais negativos significativos.
A história da energia hidrelétrica
Algumas das primeiras inovações no uso da água para energia foram concebidas na China durante a Dinastia Han entre 202 AC e 9 DC. Martelos de viagem movidos por uma roda d’água de ajuste vertical foram usados para triturar e triturar grãos, quebrar minério e no início da fabricação de papel.
A disponibilidade de energia hidráulica há muito tempo tem sido intimamente associada com o início do crescimento econômico. Quando Richard Arkwright montou a Cromford Mill no vale Derwent, na Inglaterra, em 1771, para fiar algodão e assim montar um dos primeiros sistemas de fábrica do mundo, a energia hidrelétrica foi a fonte de energia que ele usou.
Alguns dos principais desenvolvimentos na tecnologia hidrelétrica aconteceram na primeira metade do século XX. Em 1827, o engenheiro francês Benoit Fourneyron desenvolveu uma turbina capaz de produzir cerca de 6 cavalos de potência – a versão mais antiga da turbina de reação Fourneyron.
Em 1849, o engenheiro anglo-americano James Francis desenvolveu a primeira turbina de água moderna – a turbina Francis – que continua a ser a turbina de água mais utilizada no mundo de hoje. Na década de 1870, o inventor americano Lester Allan Pelton desenvolveu a roda Pelton, uma turbina de água de impulso, que ele patenteou em 1880.
No século XX, o professor austríaco Viktor Kaplan desenvolveu a turbina Kaplan em 1913 – uma turbina do tipo hélice com pás ajustáveis.
Os primeiros projetos hidrelétricos
O primeiro projeto hidrelétrico do mundo foi utilizado para alimentar uma única lâmpada na casa de campo de Cragside, em Northumberland, Inglaterra, em 1878. Quatro anos depois, a primeira usina para atender um sistema de clientes particulares e comerciais foi aberta em Wisconsin, EUA, e dentro de uma década, centenas de usinas hidrelétricas estavam em operação.
Na América do Norte, usinas hidrelétricas foram instaladas em Grand Rapids, Michigan (1880), Ottawa, Ontário (1881), Dolgeville, Nova York (1881) e Niagara Falls, Nova York (1881). Eles eram usados para abastecer moinhos e iluminar alguns edifícios locais.
Na virada do século, a tecnologia estava se espalhando pelo mundo, com a Alemanha produzindo o primeiro sistema hidroelétrico trifásico em 1891, e a Austrália lançando a primeira usina pública no Hemisfério Sul em 1895. Em 1895, o maior desenvolvimento hidroelétrico do mundo da época, a Usina Elétrica Edward Dean Adams, foi criada em Niagara Falls.
Em 1900, centenas de pequenas usinas hidrelétricas estavam em operação à medida que a tecnologia emergente se espalhava pelo mundo. Na China, em 1905, foi construída uma estação hidroelétrica no riacho Xindian, perto de Taipei, com uma capacidade instalada de 500 kW. O século XX testemunhou rápidas inovações e mudanças no projeto das instalações hidrelétricas.
As políticas promulgadas pelo Presidente dos EUA Franklin Roosevelt, incluindo o New Deal na década de 1930, apoiaram a construção de vários projetos multiuso, como as barragens Hoover e Grand Coulee, com a energia hidrelétrica respondendo por 40% da geração de eletricidade do país até 1940.
Entre os anos 40 e 70, impulsionados inicialmente pela Segunda Guerra Mundial, seguida de um forte crescimento econômico e populacional do pós-guerra, as empresas estatais construíram importantes empreendimentos hidroelétricos em toda a Europa Ocidental, bem como na União Soviética, América do Norte e Japão.
A energia hidroeléctrica de baixo custo era vista como uma das melhores formas de satisfazer a crescente procura de energia e estava muitas vezes ligada ao desenvolvimento de indústrias intensivas em energia, como as fundições de alumínio e as siderurgias.
Nas últimas décadas do século XX, o Brasil e a China tornaram-se líderes mundiais em energia hidrelétrica. A barragem de Itaipu, que atravessa o Brasil e o Paraguai, foi inaugurada em 1984 com uma capacidade de 12.600 MW – desde então foi ampliada e ampliada para 14.000 MW – e hoje só é eclipsada em tamanho pela barragem das Três Gargantas, de 22.500 MW, na China.
O crescimento da capacidade da Decadal estagnou no final da década de 1980, antes de cair na década de 1990. Isto deveu-se às crescentes restrições financeiras e preocupações expressas sobre os impactos ambientais e sociais do desenvolvimento hidrelétrico, o que interrompeu muitos projetos em todo o mundo.
Os empréstimos e outras formas de apoio das instituições financeiras internacionais (IFI), especialmente o Banco Mundial, secaram no final dos anos 90, o que afetou particularmente a construção de centrais hidrelétricas nos países em desenvolvimento.
O boom no investimento e comércio Sul-Sul (entre países em desenvolvimento) tornou-se uma fonte crítica de financiamento hidrelétrico e de transferência de tecnologia. De 2004 a 2012, o comércio Sul-Sul de produtos e equipamentos hidrelétricos aumentou de menos de 10% do comércio global total para quase 50%.
Os bancos nacionais de desenvolvimento e investidores privados de economias emergentes como a China, o Brasil e a Tailândia tornaram-se grandes contribuintes para o investimento directo estrangeiro (IDE), que no passado era em grande parte fornecido por agências internacionais de desenvolvimento e bancos multilaterais de desenvolvimento.
Como parte da estratégia “Going Out” do governo chinês e da sua iniciativa “Belt and Road Initiative”, empresas e bancos chineses investiram quase 25 mil milhões de dólares em projetos no estrangeiro entre 2000 e 2016 e, no processo, tornaram-se líderes mundiais no desenvolvimento hidrelétrico.
No final do século, durante o qual a compreensão global aumentou sobre os impactos ambientais e sociais, houve um processo de reavaliação do valor e do papel da energia hidrelétrica no desenvolvimento nacional. Em 2000, um relatório de referência publicado pela Comissão Mundial de Barragens (CMB) desafiou as práticas existentes e iniciou uma mudança no planejamento e desenvolvimento da energia hidrelétrica em direção a um foco na sustentabilidade e nas comunidades afetadas.
A Associação Internacional de Hidroeléctricas (IHA), formada sob os auspícios da UNESCO em 1995, começou a trabalhar nas Directrizes de Sustentabilidade da IHA em 2004, que tiveram em conta as Prioridades Estratégicas da CMB, bem como as Políticas de Salvaguarda do Banco Mundial, os Padrões de Desempenho da Corporação Financeira Internacional e os Princípios do Equador. Essas diretrizes levaram ao desenvolvimento do Hydropower Sustainability Assessment Protocol (HSAP), uma ferramenta multi-stakeholder para avaliação de projetos em todas as fases de seu ciclo de vida.
Estes desenvolvimentos levaram a uma mudança fundamental na melhor forma de planear, desenvolver e operar projectos hidroeléctricos e resultaram numa apreciação crescente do papel da tecnologia no combate às alterações climáticas, na redução da pobreza e no aumento da prosperidade.
Uma nova era para a energia hidrelétrica
Pouco depois da virada do século XXI, o desenvolvimento hidroeléctrico ganhou um impulso renovado, particularmente na Ásia e na América do Sul.
Entre 2000 e 2017, quase 500 GW de capacidade instalada de energia hidrelétrica foram adicionados em todo o mundo, representando um aumento de 65%, com crescimento desde 2010 já superior ao registrado na primeira década do século.
O aumento significativo da capacidade instalada e da geração de energia hidrelétrica tem sido impulsionado por uma variedade de fatores muitas vezes inter-relacionados.
A procura de energia nas economias emergentes
Os países em desenvolvimento, incluindo o Brasil e a China, precisavam de uma fonte de eletricidade acessível, confiável e sustentável para apoiar o rápido crescimento econômico. Desde 2000, a China quadruplicou sua capacidade instalada para 341 GW (2017), respondendo por mais da metade do crescimento mundial da capacidade hidrelétrica.
O boom no investimento e comércio entre países em desenvolvimento tornou-se uma fonte crítica de financiamento hidrelétrico e de transferência de tecnologia. De 2004 a 2012, o comércio Sul-Sul de produtos e equipamentos hidrelétricos aumentou de menos de 10% do comércio global total para quase 50%.
Os bancos nacionais de desenvolvimento e investidores privados de economias emergentes como a China, o Brasil e a Tailândia tornaram-se grandes contribuintes para o investimento directo estrangeiro (IDE), que no passado era em grande parte fornecido por agências internacionais de desenvolvimento e bancos multilaterais de desenvolvimento.
Como parte da estratégia “Going Out” do governo chinês e da sua iniciativa “Belt and Road Initiative”, empresas e bancos chineses investiram quase 25 mil milhões de dólares em projetos no estrangeiro entre 2000 e 2016 e, no processo, tornaram-se líderes mundiais no desenvolvimento hidrelétrico.
Na última década, houve um maior reconhecimento do papel da energia hidrelétrica na obtenção de resultados de desenvolvimento acordados internacionalmente, como através dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável e metas climáticas, incluindo o Acordo de Paris, que influenciaram as metas políticas nacionais. Pequenos projetos hidrelétricos (com menos de 20 MW), em particular, beneficiaram-se do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo que foi introduzido no âmbito do Protocolo de Quioto, o precursor do Acordo de Paris, para incentivar o desenvolvimento limpo e sustentável.