6 Okoljski stroški (in 3 koristi) hidroelektrarne

Hidroelektrarna je pomemben vir energije v mnogih regijah sveta in zagotavlja 24% svetovnih potreb po električni energiji. Brazilija in Norveška se skoraj izključno zanašata na hidroenergijo. V ZDA 7 do 12% vse električne energije proizvede s hidroelektrarno; države, ki so od tega najbolj odvisne, so Washington, Oregon, Kalifornija in New York.

Hidroelektrarna je takrat, ko se voda uporablja za aktiviranje gibljivih delov, ki lahko delujejo na mlin, namakalni sistem ali električno turbino (v tem primeru lahko uporabimo izraz hidroelektričnost). Najpogosteje se hidroelektrarnost proizvaja, ko vodo zadržuje voda jez, vodil navzdol skozi turbino, in nato spustil v reko spodaj. Voda se potisne s pritiskom iz rezervoarja zgoraj in jo potegne gravitacija, ta energija pa vrti turbino, povezano s generatorjem, ki proizvaja električno energijo. Redkejše rečne hidroelektrarne imajo tudi jez, vendar za njim ni rezervoarja; turbine premika rečna voda, ki teče mimo njih z naravnim pretokom.

Konec koncev se električna energija za dolivanje rezervoarja zanaša na naravni vodni krog, zaradi česar je obnovljiv postopek brez vnosa fosilnega goriva. Naša uporaba fosilnih goriv je povezana z množico okoljskih težav: na primer s črpanjem nafte iz katranski peski povzroča onesnaževanje zraka; fracking ker je zemeljski plin povezan z onesnaževanjem vode; izgorevanje fosilnih goriv povzroči sprememba podnebja-induciranje emisije toplogrednih plinov. Zato na vire obnovljive energije gledamo kot na čisto alternativo fosilnim gorivom. Vendar pa, tako kot vsi viri energije, obnovljivi ali ne, obstajajo okoljski stroški, povezani s hidroelektrarno. Tukaj je pregled nekaterih teh stroškov, skupaj z nekaterimi koristmi.

• Pregrada za ribe. Mnoge selitvene vrste rib plavajo po rekah gor in dol, da dokončajo svoj življenjski cikel. Anadromne ribe, kot so losos, senca ali Atlantski jeseter, pojdite navzgor na drstišče in mlade ribe plavajo po reki, da pridejo do morja. Katadromne ribe, kot ameriška jegulja, živijo v rekah, dokler ne zaplujejo v ocean, da bi se razmnožile, mlade jegulje (elvers) pa se po izvalitvi vrnejo v sladko vodo. Jeze očitno blokirajo prehod teh rib. Nekateri jezovi so opremljeni z ribjimi lestvi ali drugimi napravami, s katerimi lahko neovirano preidejo. Učinkovitost teh struktur je precej različna, vendar izboljšuje.
• Spremembe v poplavnem režimu. Jezovi lahko pomladijo velike, nenadne količine vode po pomladanskem taljenju močnega dežja. To je lahko dobro za skupnosti na koncu reke (glej Prednosti spodaj), hkrati pa reka gladi pred občasnim dotokom. usedlin in preprečuje naravne visoke tokove iz rednega ponovnega zatiranja rečnega dna, ki obnavlja habitat za vodne organizme življenje. Za poustvarjanje teh ekoloških procesov oblasti občasno sproščajo velike količine vode po reki Kolorado, kar ima pozitivne učinke na domačo rastlinstvo ob reki.
• Modulacija temperature in kisika. Glede na zasnovo jezu voda, ki se sprošča navzdol po toku, pogosto prihaja iz globljih delov rezervoarja. Ta voda je torej skoraj enako hladna temperatura skozi vse leto. To negativno vpliva na vodno življenje, prilagojeno širokim sezonskim nihanjem temperature vode. Podobno lahko nizka raven kisika v sproščeni vodi uniči vodno življenje spodvodno, vendar lahko težavo omilimo z mešanjem zraka v vodo na iztoku.
• Izhlapevanje. Rezervoarji povečujejo površino reke in s tem povečajo količino izgubljene vode zaradi izhlapevanja. V vročih, sončnih regijah so izgube osupljive: zaradi izhlapevanja iz rezervoarja se izgubi več vode, kot se porabi za domačo porabo. Ko voda izhlapi, se raztopljene soli pustijo za seboj, kar poveča koncentracijo slanosti navzdol in škoduje vodnemu življenju.
• Onesnaženje živega srebra. Živo srebro se odlaga na vegetacijo na dolge razdalje od vetrnih elektrarn. Ko nastajajo novi rezervoarji, se živo srebro, ki ga najdemo v zdaj potopljeni vegetaciji, sprosti in bakterije pretvorijo v metil-živo srebro. Ta metil-živo srebro postaja vedno bolj koncentrirano, ko se premika po prehranski verigi (proces, imenovan biomagnifikacija). Potrošniki plenilskih rib, vključno z ljudmi, so nato izpostavljeni nevarnim koncentracijam strupene spojine.
• Emisije metana. Rezervoarji pogosto postanejo nasičeni s hranili, ki prihajajo iz razpadajoče vegetacije ali bližnjih kmetijskih polj. Te hranilne snovi porabijo alge in mikroorganizmi, ki posledično sproščajo velike količine metana, močnega toplogrednega plina. Ta problem še ni bil dovolj raziskan, da bi razumeli njegov resnični obseg.

• Nadzor poplave. Ravni rezervoarjev se lahko znižajo v pričakovanju močnega dežja ali sneženja, kar skupnost prepreči nizvodno pred nevarnimi nivoji rek.
• Rekreacija. Veliki rezervoarji se pogosto uporabljajo za rekreacijske dejavnosti, kot so ribolov in čolnarjenje.
• Alternativa fosilnim gorivom. Proizvodnja hidroelektrarne sprošča nižjo neto količino toplogrednih plinov kot fosilna goriva. Kot del zbirke virov energije hidroelektrarna omogoča večjo odvisnost od domačih energija, v nasprotju s fosilnimi gorivi, ki se pridobivajo v tujini, na lokacijah z manj strogim okoljem predpisi.

Ker se gospodarske koristi starejših jezov zmanjšujejo, medtem ko se okoljski stroški povečujejo, smo opazili povečanje razgradnje in odstranitve jezov. Te odstranitve jezov so spektakularne, najpomembneje pa je, da znanstvenikom omogočajo opazovanje, kako se ob rekah obnavljajo naravni procesi.

Več tu opisanih okoljskih problemov je povezanih z velikimi hidroelektrarnimi projekti. Obstaja množica zelo majhnih projektov (ki jih pogosto imenujemo mikro-hidro), kjer je to razumno postavljene majhne turbine uporabljajo tokove majhne količine za proizvodnjo električne energije za en dom ali stanovanje soseska. Če so pravilno zasnovani, ti projekti malo vplivajo na okolje.

• Filho, Geraldo Lucio Tiago, Ivan Felipe Silva dos Santos in Regina Mambeli Barros. "Ocena stroškov malih hidroelektrarn na podlagi faktorja vidika." Pregledi o obnovljivi in ​​trajnostni energiji 77 (2017): 229–38. Natisni
• Forsund, Finn R. "Ekonomika hidroelektrarn." Springer, 2007.
• Hancock, Kathleen J in Benjamin K Sovacool. "Mednarodna politična ekonomija in obnovljivi viri energije: hidroelektrarna in prekletstvo virov." Mednarodni pregled 20.4 (2018): 615–32. Natisni
• Johansson, Per-Olov in Bengt Kriström. "Ekonomika in družbeni stroški hidroelektrarne." Umeå, Švedska: Oddelek za ekonomijo, Univerza Umeå, 2018. Natisni
• , eds. "Sodobna analiza stroškov in koristi za spore med hidroelektrarno." Cheltenham, Velika Britanija: Edward Elgar, 2011.
• , eds. "Ekonomika vrednotenja vodnih projektov: Hidroelektrarna in druge rabe." Springer, 2012.