6 екологични разходи (и 3 ползи) от хидроелектричеството

Хидроелектричеството е важен източник на енергия в много региони на света, като осигурява 24% от глобалните нужди от електроенергия. Бразилия и Норвегия разчитат почти изключително на хидроенергията. В Съединените щати 7 до 12% от цялата електроенергия се произвежда от хидроенергия; щатите, които най-много зависят от него са Вашингтон, Орегон, Калифорния и Ню Йорк.

Хидроенергията е, когато водата се използва за активиране на движещи се части, които от своя страна могат да работят мелница, напоителна система или електрическа турбина (в този случай можем да използваме термина хидроелектричество). Най-често хидроелектричеството се получава, когато водата се задържа от а язовирна стена, поведе надолу през турбина и след това се пусна в реката отдолу. Водата се изтласква от натиск от резервоара отгоре и се изтегля от гравитацията и тази енергия върти турбина, свързана с генератор, произвеждащ електричество. По-редките течащи речни водноелектрически централи също имат язовир, но зад него няма резервоар; турбините се движат от речната вода, която тече покрай тях, с естествения дебит.

В крайна сметка, производството на електроенергия разчита на естествения воден цикъл за зареждане на резервоара, което го прави възобновяем процес, без да е необходимо влагане на изкопаеми горива. Използването на изкопаеми горива е свързано с множество екологични проблеми: например извличането на нефт от катранени пясъци произвежда замърсяване на въздуха; фракинга природният газ е свързан с замърсяване на водата; изгарянето на изкопаеми горива произвежда изменението на климатаиндуциращ емисии на парникови газове. Следователно ние разглеждаме източниците на възобновяема енергия като чисти алтернативи на изкопаемите горива. Въпреки това, като всички източници на енергия, възобновяеми или не, съществуват екологични разходи, свързани с хидроелектричеството. Ето преглед на някои от тези разходи, заедно с някои предимства.

• Бариера за рибите. Много мигриращи видове риби плуват нагоре и надолу по реките, за да завършат жизнения си цикъл. Анадромна риба, като сьомга, шад или Атлантическа есетра, отидете нагоре на хвърляне на хайвера и младите риби плуват по река, за да стигнат до морето. Катадромни риби, като американската змиорка, живеят в реките, докато не изплуват до океана, за да се размножават, а младите змиорки (елфи) се връщат в сладководни, след като се излюпят. Язовирите очевидно блокират преминаването на тези риби. Някои язовири са оборудвани с рибни стълби или други устройства, за да ги пуснат невредими. Ефективността на тези структури е доста променлива, но се подобрява.
• Промени в режима на наводнения. Язовирите могат да буферират големи, внезапни обеми вода след пролетната стопяване на силни дъждове. Това може да бъде добро за общностите надолу по течението (вижте ползите по-долу), но също така гладува реката от периодичен приток на седимент и предотвратява естествените високи потоци от редовно повторно противодействие на коритото на реката, което подновява местообитанията за водни води живот. За да пресъздадат тези екологични процеси, властите периодично изпускат големи обеми вода по река Колорадо, с положително въздействие върху местната растителност покрай реката.
• Температура и кислородна модулация. В зависимост от дизайна на язовира, водата, изпускана по течението, често идва от по-дълбоките части на резервоара. Следователно тази вода е почти една и съща студена температура през цялата година. Това има отрицателно въздействие върху водния живот, адаптиран към широките сезонни колебания в температурата на водата. По същия начин ниските нива на кислород в освободената вода могат да убият водния живот надолу по течението, но проблемът може да бъде смекчен чрез смесване на въздух във водата на изхода.
• изпаряване. Резервоарите увеличават повърхността на реката, като по този начин увеличават количеството загубена вода при изпаряване. В горещите, слънчеви райони загубите са поразителни: повече вода се губи от изпарението на резервоарите, отколкото се използва за домашна консумация. Когато водата се изпарява, разтворените соли се оставят след себе си, увеличавайки нивата на соленост надолу по течението и увреждайки водния живот.
• Замърсяване с живак. Живакът се отлага на растителността на дълги разстояния надолу от вятърните централи. Когато се създават нови резервоари, живакът, намиращ се в сега потопената растителност, се освобождава и превръща от бактериите в метил-живак. Този метил-живак става все по-концентриран, когато се движи нагоре по хранителната верига (процес, наречен биомагнификация). След това потребителите на хищна риба, включително хората, са изложени на опасни концентрации на токсичното съединение.
• Емисии на метан. Резервоарите често се насищат с хранителни вещества, идващи от разлагаща се растителност или близки селскостопански ниви. Тези хранителни вещества се консумират от водорасли и микроорганизми, които от своя страна отделят големи количества метан, мощен парников газ. Този проблем все още не е проучен достатъчно, за да се разбере истинската му степен.

• Контрол на наводненията. Нивата на резервоара могат да бъдат понижени в очакване на силен дъжд или снеговалеж, буферирайки общностите надолу от течението на опасни реки.
• развлечение. Големите резервоари често се използват за развлекателни дейности като риболов и гребане.
• Алтернатива на изкопаемите горива. Производството на хидроелектричество освобождава по-ниско нетно количество парникови газове от изкопаемите горива. Като част от портфолиото от енергийни източници, хидроелектричеството позволява по-голямо разчитане на битовите енергия, за разлика от изкопаемите горива, добивани в чужбина, в места с по-малко строга околна среда регламенти.

Тъй като икономическите ползи от по-старите язовири намаляват, докато екологичните разходи нарастват, видяхме увеличаване на извеждането от експлоатация и отстраняването на язовирите. Тези премахвания на язовирите са зрелищни, но най-важното е, че позволяват на учените да наблюдават как се възстановяват естествените процеси по реките.

Голяма част от описаните тук екологични проблеми са свързани с мащабни водноелектрически проекти. Има множество много малки мащабни проекти (често наричани „микро-хидро“), където разумно поставени малки турбини използват потоци с малък обем, за да произвеждат електричество за единичен дом или а квартал. Тези проекти имат малко въздействие върху околната среда, ако са правилно проектирани.

• Фильо, Джералдо Лусио Тиаго, Иван Фелипе Силва дос Сантос и Реджина Мамбели Барос. "Оценка на разходите за малки водноелектрически централи въз основа на фактора на аспекта." Прегледи за възобновяема и устойчива енергия 77 (2017): 229–38. Печат.
• Форсунд, Фин Р. „Икономика на ВЕЦ“. Спрингер, 2007.
• Hancock, Kathleen J и Benjamin K Sovacool. "Международна политическа икономия и възобновяема енергия: водноелектрическа енергия и проклятие за ресурси." Международен преглед на изследванията 20.4 (2018): 615–32. Печат.
• Йохансон, Пер-Олов и Бенгт Крьрьом. "Икономика и социални разходи на водноелектрическата енергия." Umeå, Швеция: Икономически катедра, Уме Университет, 2018. Печат.
• , изд. „Съвременен анализ на разходите и ползите от конфликтите с водноелектрическа енергия.“ Челтън, Великобритания: Едуард Елгар, 2011 г.
• , изд. „Икономиката на оценяването на водни проекти: хидроелектричество в сравнение с други употреби.“ Спрингер, 2012.