Como a falta de transformadores ameaça a rede

ROANOKE, Virgínia — Um transformador de rede de alta tensão do tamanho de um vagão ferroviário está na doca de carga de uma fábrica aqui, pronto para enviar energia através das linhas de transmissão como uma parte indispensável da rede elétrica do país.

A Virginia Transformer Corp. enviará 550 desses transformadores este ano e espera produzir 665 no próximo ano em sua fábrica aqui e em três outras instalações na América do Norte. Mas é uma das oito empresas nos Estados Unidos capazes de fabricar os maiores transformadores do país – e as entregas atrasaram muito devido à pandemia de Covid-19.

Na verdade, os Estados Unidos estão a enfrentar uma escassez de uma gama de transformadores - desde unidades mais pequenas, montadas em postes, nas ruas das cidades, até às unidades massivas do Virginia Transformer - por razões que variam dependendo do equipamento. Isso significa que as empresas de serviços públicos poderão ter dificuldade em adicionar nova geração eólica e solar suficiente para cumprir as metas líquidas zero do país e para manter as luzes acesas quando as tempestades danificarem os seus esgotados stocks de transformadores.

Na quarta-feira, o poder público e as cooperativas de serviços públicos enviaram uma carta à secretária de Energia, Jennifer Granholm, enfatizando a crise e pedindo ao Departamento de Energia que utilizasse o financiamento da nova lei climática para impulsionar a produção de transformadores mais pequenos nos EUA. Os pedidos de transformadores de distribuição, disseram eles, agora levam em média um ano ou mais para chegar.

“Se não agirmos hoje, corremos o risco de não conseguirmos recuperar de uma tempestade amanhã”, escreveram os líderes da American Public Power Association e da National Rural Electric Cooperative Association. “A longo prazo, isso pode significar a incapacidade de cumprir as metas de eletrificação previstas pela administração Biden. Enquanto isso, a carteira de transformadores de distribuição continua a crescer.”

O DOE não respondeu a um pedido de comentário na quarta-feira.

O problema tem vindo a crescer há anos, com as agências federais a soar o alarme tanto sob as administrações Trump como Biden. Um relatório do Departamento de Comércio de 2020 preocupava-se com a dependência das importações dos EUA, enquanto o relatório do DOE deste ano sublinhava a necessidade de transformadores construirem uma rede com zero carbono.

O relatório do DOE conclui que o fornecimento de novos transformadores deve multiplicar-se dramaticamente para que a rede do país seja preenchida com nova geração eólica e solar e carregamento de veículos eléctricos. O DOE e o Comércio também alertaram que o fornecimento de transformadores é uma questão de segurança nacional – mesmo sem a pressão adicional de uma transição para energia limpa.

A maioria dos transformadores atualmente em operação nos Estados Unidos está próxima ou ultrapassada de sua vida útil projetada; as tempestades extremas estão a atingir com mais força a infraestrutura da rede, esgotando as reservas dos transformadores; e a pandemia de Covid-19 interrompeu as linhas de fornecimento de componentes, duplicando os prazos de entrega em alguns casos (Energywire, 22 de agosto).

Sincronizados para trabalharem juntos em redes multiestados, grandes transformadores lidam com saídas de até 765 quilovolts – ou 750.000 volts – de usinas de energia de combustíveis fósseis e parques solares e eólicos. No final da linha, os transformadores reduzem a potência até atingir o padrão de 240 volts para entrega segura às residências.

As concessionárias norte-americanas compraram 1.300 transformadores em 2020, de acordo com uma análise da Global Market Insights citada no relatório do DOE. A demanda estimada em 2027 será mais que o dobro desse valor.

Espera-se que a demanda pelos grandes transformadores de energia de US$ 4 milhões aumente de 700 em 2019 para 900 em 2027, informou o DOE.

Há quase dois séculos, o cientista britânico Michael Faraday demonstrou a capacidade única de um transformador enrolando laços de fios isolados em torno de uma barra de ferro e depois enrolando um segundo fio isolado em cima do primeiro.

Essa técnica básica continua sendo o princípio operacional dos transformadores hoje.

Uma corrente alternada (CA) enviada através do primeiro fio inicia uma corrente no segundo fio, graças à força do eletromagnetismo. A tensão no segundo fio aumenta se ele for enrolado mais vezes na barra de ferro do que o primeiro fio. Dobrar o embrulho duplica a voltagem.