6 hidroelektrinės aplinkos išlaidos (ir 3 privalumai)

Hidroelektrinė yra svarbus energijos šaltinis daugelyje pasaulio regionų, tenkinanti 24% viso pasaulio poreikio. Brazilija ir Norvegija beveik išimtinai naudojasi hidroenergija. Jungtinėse Valstijose 7–12% visos elektros energijos pagaminama iš hidroenergijos; valstijos, nuo kurių labiausiai priklauso, yra Vašingtonas, Oregonas, Kalifornija ir Niujorkas.

Hidroenergija yra tada, kai vanduo naudojamas judančioms dalims suaktyvinti, kurios savo ruožtu gali eksploatuoti malūną, laistymo sistemą ar elektrinę turbiną (tokiu atveju mes galime vartoti terminą hidroelektrinė). Hidroelektrinė energija dažniausiai susidaro, kai vandenį sulaiko a užtvanka, per turbiną vedė žemyn pusiaukelėje, o po to išleido upėje žemiau. Vanduo tiek spaudžiamas aukščiau esančio rezervuaro, tiek traukiamas sunkio jėgos, o energija sukasi su turbina, sujungta su generatoriumi, gaminančiu elektrą. Retiau tekantys upės hidroelektriniai taip pat turi užtvanką, tačiau už jos nėra rezervuaro; turbinos juda upės vandeniu, tekančiu pro juos natūraliu srauto greičiu.

Galiausiai elektros energijos gamyba priklauso nuo natūralaus vandens ciklo, kad būtų galima papildyti rezervuarą, todėl tai yra atsinaujinantis procesas, nereikalaujantis iškastinio kuro. Mūsų naudojamas iškastinis kuras yra susijęs su daugybe aplinkos problemų: pavyzdžiui, naftos gavyba iš deguto smėlis gamina oro taršą; frakavimas gamtinės dujos yra susijusios su vandens tarša; deginant iškastinį kurą susidaro klimato kaita-sukelti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas. Todėl mes manome, kad atsinaujinantys energijos šaltiniai yra švarios iškastinio kuro alternatyvos. Tačiau, kaip ir visi energijos šaltiniai, atsinaujinantys ar neatsinaujinantys, su hidroelektrija susijusios aplinkosaugos išlaidos. Čia yra kai kurių tų išlaidų apžvalga ir nauda.

• Kliūtis žuvims. Daugelis migruojančių žuvų rūšių plaukia aukštyn ir žemyn upėmis, kad užbaigtų savo gyvenimo ciklą. Anadrominės žuvys, tokios kaip lašiša, šešėliai arba Atlanto eršketas, eikite aukštyn aukštyn neršti, ir jaunos žuvys plaukia upe, kad pasiektų jūrą. Katadrominės žuvys, kaip ir amerikinis ungurys, gyvena upėse, kol plaukia į vandenyną veistis, o jaunieji unguriai (elfai) grįžta į gėlo vandens telkinius, kai jie išperėja. Užtvankos akivaizdžiai blokuoja šių žuvų praėjimą. Kai kurios užtvankos yra aprūpintos žuvų kopėčiomis ar kitais prietaisais, kad jos galėtų praeiti nepažeistos. Šių struktūrų efektyvumas yra gana įvairus, tačiau gerėja.
• Potvynių režimo pokyčiai. Po pavasarį tirpstančiomis smarkiomis liūtimis užtvankos gali buferis dideliais kiekiais. Tai gali būti geras dalykas pasroviui priklausančioms bendruomenėms (žr. Privalumai žemiau), tačiau tai taip pat badauja upę nuo periodinio antplūdžio nuosėdų ir neleidžia natūraliems srautams reguliariai atstatyti upės vagos, kuri atnaujina vandens aplinką gyvenimas. Siekdamos atkurti šiuos ekologinius procesus, valdžios institucijos periodiškai išleidžia didelius vandens kiekius Kolorado upės link, darydamos teigiamą poveikį vietinei augmenijai šalia upės.
• Temperatūros ir deguonies moduliacija. Atsižvelgiant į užtvankos konstrukciją, pasroviui išleidžiamas vanduo dažnai patenka iš gilesnių rezervuaro dalių. Taigi vanduo yra toks pat šaltas, visus metus. Tai daro neigiamą poveikį vandens gyvybei, prisitaikydama prie didelių sezoninių vandens temperatūros pokyčių. Taip pat žemas deguonies kiekis išleistame vandenyje gali sunaikinti vandens gyvūnus pasroviui, tačiau šią problemą galima sumažinti sumaišant orą į vandenį išleidimo angoje.
• Garinimas. Rezervuarai padidina upės paviršiaus plotą, taigi padidėja vandens kiekis, prarandamas išgaravus. Karštuose, saulėtuose regionuose nuostoliai stulbinantys: garinant rezervuarus prarandama daugiau vandens, nei sunaudojama buitiniam vartojimui. Kai vanduo išgaruoja, ištirpusios druskos nelieka, todėl druskingumo lygis pasroviui didėja ir kenkia vandens gyvūnijai.
• Gyvsidabrio tarša. Gyvsidabris nusėda ant augalijos, esančios dideliu atstumu nuo akmens anglį deginančių elektrinių. Kai sukuriami nauji rezervuarai, gyvsidabris, esantis dabar panardintoje augalijoje, išsiskiria ir bakterijos virsta metilo gyvsidabriu. Šis metilo gyvsidabris vis labiau koncentruojasi, kai juda aukščiau maisto grandinės (procesas vadinamas biomagnifikacija). Tada plėšriųjų žuvų vartotojai, įskaitant žmones, susiduria su pavojingomis toksiško junginio koncentracijomis.
• Metano išmetimai. Rezervuarai dažnai būna prisotinami maistinėmis medžiagomis, atsirandančiomis dėl ardančios augalijos ar netoliese esančių žemės ūkio laukų. Šias maistines medžiagas sunaudoja dumbliai ir mikroorganizmai, kurie savo ruožtu išskiria didelius kiekius metano - galingų šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Ši problema dar nebuvo pakankamai ištirta, kad būtų galima suprasti jos tikrąjį mastą.

• Potvynių kontrolė. Rezervuaro lygį galima sumažinti, tikintis stipraus lietaus ar sniego tirpsmo, buferiams šalinant nuo pavojingų upių lygių.
• Poilsis. Dideli rezervuarai dažnai naudojami rekreacinei veiklai, pavyzdžiui, žvejybai ir valtims.
• Alternatyva iškastiniam kurui. Gaminant hidroelektrą išskiriamas mažesnis grynasis šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekis nei iškastiniam kurui. Kaip dalis energijos šaltinių, hidroelektrinė leidžia labiau pasikliauti buitine energija energijos, priešingai nei iškastinis kuras, išgaunamas užsienyje, vietose, kuriose ne tokia griežta aplinka reglamentas.

Kadangi senų užtvankų ekonominė nauda mažėja, nors didėja aplinkosaugos išlaidos, matėme, kad užtvankų uždarymas ir pašalinimas padidėjo. Šios užtvankos pašalintos yra įspūdingos, tačiau svarbiausia, kad jos leidžia mokslininkams stebėti, kaip upėse atkuriami natūralūs procesai.

Didžioji dalis čia aprašytų aplinkos problemų yra susijusi su didelio masto hidroelektrinių projektais. Yra daugybė labai mažų projektų (dažnai vadinamų „mikrohidro“), kur jie priimtini pastatytos mažos turbinos naudoja nedidelio tūrio srautus elektros energijai gaminti vienam namui ar kaimynystėje. Tinkamai suprojektuoti šie projektai nedaro jokio poveikio aplinkai.

• Filho, Geraldo Lucio Tiago, Ivano Felipe Silva dos Santos ir Reginos Mambeli Barros. "Mažų hidroelektrinių sąnaudų sąmata, pagrįsta aspekto koeficientu." Atsinaujinančios ir tvarios energijos apžvalgos 77 (2017): 229–38. Spausdinti.
• Forsundas, Finnas R. "Hidroenergijos ekonomika". „Springer“, 2007 m.
• Hancockas, Kathleen J ir Benjamin K Sovacool. "Tarptautinė politinė ekonomika ir atsinaujinanti energija: hidroelektrinė ir išteklių prakeikimas." Tarptautinių studijų apžvalga 20.4 (2018): 615–32. Spausdinti.
• Johanssonas, Per-Olovas ir Bengt Kriström. "Hidroelektrinės ekonominės ir socialinės išlaidos". Umeå, Švedija: Umeo universiteto Ekonomikos katedra, 2018 m. Spausdinti.
• , red. "Šiuolaikinė hidroenergetikos konfliktų ekonominės naudos analizė". Čeltnamas, JK: Edwardas Elgaras, 2011 m.
• , red. "Vandens projektų įvertinimo ekonomika: hidroenergija palyginti su kitais tikslais". „Springer“, 2012 m.