6 Environmentálne náklady (a 3 prínosy) vodnej energie

Hydroelektrika je významným zdrojom energie v mnohých regiónoch sveta a poskytuje 24% celosvetovej potreby elektrickej energie. Brazília a Nórsko sa takmer výlučne spoliehajú na vodnú energiu. V Spojených štátoch sa 7 až 12% všetkej elektriny vyrába vodnou energiou; štáty, ktoré sú na ňom najviac závislé, sú Washington, Oregon, Kalifornia a New York.

Vodná energia je voda, ktorá sa používa na aktiváciu pohyblivých častí, ktoré zase môžu prevádzkovať mlyn, zavlažovací systém alebo elektrickú turbínu (v takom prípade môžeme použiť termín hydroelektrárna). Najčastejšie sa hydroelektrická energia vyrába, keď je voda zadržiavaná pomocou a priehrada, viedol dole prívod cez turbínu a potom sa uvoľnil do rieky dole. Voda je tlačená tlakom zo zásobníka nad a ťahaná tiažou a táto energia točí turbínu spojenú s generátorom produkujúcim elektrinu. Zriedkavejšie vodné toky majú priehradu, ale za ňou nie je žiadna nádrž; turbíny sa pohybujú riečnou vodou tečúcou okolo nich prirodzeným prietokom.

Nakoniec sa výroba elektrickej energie opiera o cyklus prirodzenej vody pri doplňovaní nádrže, čo z nej robí proces obnoviteľnej energie bez potreby vstupu fosílneho paliva. Naše využívanie fosílnych palív je spojené s mnohými environmentálnymi problémami: napríklad ťažbou ropy z dechtové piesky spôsobuje znečistenie ovzdušia; fracking pre zemný plyn je spojené so znečistením vody; produkuje spaľovanie fosílnych palív zmena podnebia-inducing Emisie skleníkových plynov. Preto hľadíme zdroje obnoviteľnej energie ako čisté alternatívy k fosílnym palivám. Rovnako ako všetky zdroje energie, či už obnoviteľné alebo nie, existujú aj environmentálne náklady spojené s vodnou energiou. Tu je prehľad niektorých z týchto nákladov spolu s niektorými výhodami.

• Bariéra pre ryby. Mnohé sťahovavé druhy rýb plávajú nahor a nadol, aby dokončili svoj životný cyklus. Anadromné ​​ryby, ako je losos, tieň alebo Jeseter atlantický, choďte vzpriamene k poteru a mladé ryby plávajú po rieke, aby dosiahli mora. Katadromózne ryby, podobne ako americký úhor, žijú v riekach, až kým sa nevyplávajú do oceánu, aby sa rozmnožili, a mladé úhory (úhyny) sa po vyliahnutí vrátia do sladkej vody. Priehrady zjavne blokujú priehrady. Niektoré priehrady sú vybavené rebríkmi alebo inými zariadeniami, ktoré ich nechajú prejsť bez zranenia. Účinnosť týchto štruktúr je pomerne variabilná, ale zlepšuje sa.
• Zmeny v povodňovom režime. Priehrady môžu tlmiť veľké, náhle objemy vody po jarnej tavenici silných dažďov. Môže to byť dobrá vec pre nadväzujúce spoločenstvá (pozri nižšie uvedené výhody), ale tiež pravidelne hladuje rieku z dôvodu pravidelného prílevu. usadenín a zabraňuje prirodzeným vysokým tokom pravidelným opätovným vyrovnaním koryta rieky, ktoré obnovuje biotop pre vodné prostredie. life. Na obnovenie týchto ekologických procesov úrady pravidelne vypúšťajú veľké množstvá vody po rieke Colorado, čo má pozitívny vplyv na pôvodnú vegetáciu pozdĺž rieky.
• Teplotná a kyslíková modulácia. V závislosti od konštrukcie priehrady voda, ktorá sa uvoľňuje po prúde, často pochádza z hlbších častí nádrže. Táto voda je preto takmer rovnaká studená teplota po celý rok. To má negatívny vplyv na život vo vode prispôsobený veľkým sezónnym výkyvom teploty vody. Podobne nízka hladina kyslíka v uvoľnenej vode môže zabiť vodný život po prúde, ale problém sa dá zmierniť zmiešaním vzduchu do vody na výstupe.
• vyparovanie. Rezervoáre zväčšujú povrchovú plochu rieky, čím zvyšujú množstvo vody stratenej odparovaním. V horúcich a slnečných oblastiach sú straty ohromujúce: pri odparovaní nádrže sa stráca viac vody, ako sa používa na domácu spotrebu. Keď sa voda odparí, rozpustené soli zostanú pozadu, zvyšujú hladiny slanosti po prúde a poškodzujú vodný život.
• Znečistenie ortuti. Ortuť sa ukladá na vegetáciu na veľké vzdialenosti po vetre od elektrární spaľujúcich uhlie. Keď sa vytvoria nové nádrže, ortuť nájdená v teraz ponorenej vegetácii sa uvoľní a baktériami sa zmení na metyl-ortuť. Táto metyl-ortuť sa čoraz viac koncentruje, keď sa pohybuje v potravinovom reťazci (proces nazývaný biomagnifikácia). Spotrebitelia dravých rýb vrátane ľudí sú potom vystavení nebezpečným koncentráciám toxickej zlúčeniny.
• Emisie metánu. Rezervoáre sa často nasýtia živinami pochádzajúcimi z rozkladajúcej sa vegetácie alebo z okolitých poľnohospodárskych polí. Tieto živiny konzumujú riasy a mikroorganizmy, ktoré zase uvoľňujú veľké množstvo metánu, silného skleníkového plynu. Tento problém zatiaľ nebol dostatočne preštudovaný, aby pochopil jeho skutočný rozsah.

• Protipovodňová ochrana. Hladiny rezervoárov sa môžu znížiť v očakávaní silného dažďa alebo topenia snehu, čo tlmí spoločenstvá po prúde od nebezpečných hladín riek.
• rekreácia. Veľké nádrže sa často používajú na rekreačné aktivity, ako je rybolov a člnkovanie.
• Alternatíva k fosílnym palivám. Produkcia hydroelektrárne uvoľňuje menšie čisté množstvo skleníkových plynov ako fosílne palivá. V rámci portfólia energetických zdrojov umožňuje vodná energia väčšiu závislosť od domácich zdrojov energia, na rozdiel od fosílnych palív ťažených v zámorí, na miestach s menej prísnym prostredím predpisy.

Pretože ekonomické prínosy starších priehrad strácajú, zatiaľ čo sa zvyšujú environmentálne náklady, došlo k nárastu vyraďovania a odstraňovania priehrad. Tieto odstraňovania hrádzí sú veľkolepé, ale čo je najdôležitejšie, umožňujú vedcom pozorovať, ako sa prirodzené procesy obnovujú pozdĺž riek.

Väčšina tu opísaných environmentálnych problémov je spojená s rozsiahlymi vodnými projektmi. Existuje veľa veľmi malých projektov (často nazývaných „mikro-hydro“), kde sa rozumne uvažuje umiestnené malé turbíny používajú nízkoobjemové prúdy na výrobu elektriny pre jeden dom alebo a susedstve. Tieto projekty majú malý vplyv na životné prostredie, ak sú správne navrhnuté.

• Filho, Geraldo Lucio Tiago, Ivan Felipe Silva dos Santos a Regina Mambeli Barros. "Odhad nákladov malých vodných elektrární na základe aspektu." Recenzie obnoviteľnej a trvalo udržateľnej energie 77 (2017): 229–38. Tlačiť.
• Forsund, Finn R. „Hydroenergetika.“ Springer, 2007.
• Hancock, Kathleen J. a Benjamin K. Sovacool. "Medzinárodné politické hospodárstvo a obnoviteľná energia: vodná energia a kliatba zdrojov." Prehľad medzinárodných štúdií 20.4 (2018): 615–32. Tlačiť.
• Johansson, Per-Olov a Bengt Kriström. "Ekonomika a sociálne náklady na vodnú energiu." Umeå, Švédsko: Katedra ekonómie, Univerzita Umeå, 2018. Tlačiť.
• , eds. „Moderná analýza nákladov a prínosov konfliktov vo vodnej energii.“ Cheltenham, UK: Edward Elgar, 2011.
• , eds. „Ekonomika hodnotenia vodohospodárskych projektov: vodná versus iné použitia.“ Springer, 2012.