6 Troškovi zaštite okoliša (i 3 prednosti) hidroelektrane

Hidroelektrana je značajan izvor energije u mnogim regijama svijeta, pružajući 24% globalnih potreba za električnom energijom. Brazil i Norveška oslanjaju se gotovo isključivo na hidroelektrane. U Sjedinjenim Državama 7 do 12% sve električne energije proizvodi se hidroelektranama; države koje najviše ovise o tome su Washington, Oregon, California i New York.

Hidroelektrana je kada se voda koristi za aktiviranje pokretnih dijelova, koji zauzvrat mogu raditi mlin, sustav za navodnjavanje ili električna turbina (u tom slučaju možemo upotrijebiti pojam hidroelektričnost). Najčešće, hidroelektrana nastaje kada se voda zadržava vodom brana, vodio je niz turbinu kroz turbinu, a zatim pušten u rijeku ispod. Voda se istovremeno gura pritiskom iz rezervoara iznad i povlači gravitacijom, a ta energija okreće turbinu spojenu na generator koji proizvodi električnu energiju. Rijetke hidroelektrane s tekućim rijekama također imaju nasip, ali ne i rezervoar iza njega; turbine pokreću riječne vode koje teku kroz njih prirodnim protokom.

Konačno, proizvodnja električne energije oslanja se na prirodni vodni ciklus kako bi napunila rezervoar, čineći ga obnovljivim procesom bez potrebe za unosom fosilnog goriva. Naša upotreba fosilnih goriva povezana je s mnoštvom problema okoline: na primjer, vađenje nafte iz katranski pijesci proizvodi zagađenje zraka; fracking jer je prirodni plin povezan s zagađenjem vode; izgaranje fosilnih goriva proizvodi klimatske promjeneinducirajući emisija stakleničkih plinova. Stoga na izvore obnovljive energije gledamo kao na čistu alternativu fosilnim gorivima. Međutim, kao i svi izvori energije, obnovljivi ili ne, postoje i okolišni troškovi povezani s hidroelektranom. Ovdje je pregled nekih od tih troškova, zajedno s nekim prednostima.

• Prepreka ribama. Mnoge migracijske vrste riba plivaju rijekama gore i dolje kako bi dovršavale svoj životni ciklus. Anadromna riba, poput lososa, sjene ili Atlantska jesetra, idite uzbrdo na mrijest i mlade ribe plivaju niz rijeku da bi stigle do mora. Katadromne ribe, poput američke jegulje, žive u rijekama dok ne isplivaju u ocean kako bi se razmnožavale, a mlade jegulje (vilenjaci) vraćaju se u slatku vodu nakon što se izležu. Brane očito blokiraju prolazak ove ribe. Neke brane opremljene su ljestvama za ribu ili drugim uređajima kako bi prolazile neozlijeđene. Učinkovitost ovih struktura prilično je promjenjiva, ali poboljšava se.
• Promjene u režimu poplava. Brane mogu blokirati velike, iznenadne količine vode nakon proljeća koje su se rastopile od obilnih kiša. To može biti dobra stvar za zajednice nizvodno (vidi Prednosti dolje), ali isto tako gladuje rijeku od povremenog priliva. taloga i sprječava prirodne velike protoke redovitim ponovnim suprotstavljanjem korita rijeke, što obnavlja stanište za vodene vode život. Kako bi obnovili ove ekološke procese, vlasti povremeno ispuštaju velike količine vode niz rijeku Kolorado, što ima pozitivne učinke na autohtonu vegetaciju pored rijeke.
• Modulacija temperature i kisika. Ovisno o dizajnu brane, voda ispuštena nizvodno često dolazi iz dubljih dijelova rezervoara. Ta voda je, dakle, gotovo ista hladna temperatura tijekom cijele godine. To negativno utječe na vodni život prilagođen širokim sezonskim promjenama temperature vode. Slično tome, niska razina kisika u ispuštenoj vodi može ubiti život vode u vodi nizvodno, ali problem se može ublažiti miješanjem zraka u vodu na izlazu.
• Isparavanje. Rezervoari povećavaju površinu rijeke, povećavajući na taj način količinu vode izgubljenu isparavanjem. U vrućim, sunčanim regijama gubici su nevjerojatni: iz isparavanja iz rezervoara gubi se više vode nego što se koristi za kućnu potrošnju. Kad voda ispari, otopljene soli ostaju iza sebe, povećavajući razinu saliniteta nizvodno i šteteći vodenom životu.
• Zagađivanje žive. Merkur se taloži na vegetaciji na velikim udaljenostima niz vjetar od elektrana na ugalj. Kada se stvore novi rezervoari, živa koja se nalazi u sada već potopljenoj vegetaciji oslobađa se i bakterija pretvara u metil-živu. Ova metil-živa postaje sve koncentriranija kako se kreće uzlaznim dijelom prehrambenog lanca (proces zvan biomagnifikacija). Potrošači grabežljive ribe, uključujući ljude, tada su izloženi opasnim koncentracijama toksičnog spoja.
• Emisije metana. Akumulacije često postaju zasićene hranjivim tvarima koje dolaze iz raspadajuće vegetacije ili obližnjih poljoprivrednih polja. Ove hranjive tvari troše alge i mikroorganizmi koji zauzvrat oslobađaju velike količine metana, moćnog stakleničkog plina. Ovaj problem još nije dovoljno proučen da bi se shvatio njegov istinski opseg.

• Kontrola poplava. Razine rezervoara mogu se sniziti u iščekivanju jake kiše ili otapanja snijega, odbacivanjem zajednica nizvodno od opasnih razina rijeka.
• Rekreacija. Veliki rezervoari se često koriste za rekreativne aktivnosti poput ribolova i plovidbe.
• Alternativa fosilnim gorivima. Proizvodnja hidroelektrane oslobađa nižu neto količinu stakleničkih plinova od fosilnih goriva. Kao dio energetskih izvora, hidroelektrana omogućava veće oslanjanje na domaće za razliku od fosilnih goriva koja se dokopaju u inozemstvu, na mjestima sa manje strogim okolišem propisi.

Budući da se ekonomske koristi starijih brana smanjuju, a troškovi zaštite okoliša rastu, uočili smo porast uklanjanja i uklanjanja brana. Ova uklanjanja brana su spektakularna, ali najvažnije omogućavaju znanstvenicima da promatraju kako se prirodni procesi obnavljaju duž rijeka.

Veliki dio ovdje opisanih problema zaštite okoliša povezan je s velikim hidroelektranama. Postoji mnoštvo vrlo malih projekata (često nazvanih „mikro-hidro“) gdje promišljeno postavljene male turbine koriste potoke niskog volumena za proizvodnju električne energije za jednu kuću ili kuću susjedstvo. Ovi projekti imaju mali utjecaj na okoliš ako su pravilno dizajnirani.

• Filho, Geraldo Lucio Tiago, Ivan Felipe Silva dos Santos i Regina Mambeli Barros. "Procjena troškova malih hidroelektrana na temelju faktora aspekta." Recenzije o obnovljivoj i održivoj energiji 77 (2017): 229–38. Ispis.
• Forsund, Finn R. "Ekonomija hidroelektrane." Springer, 2007.
• Hancock, Kathleen J i Benjamin K Sovacool. "Međunarodna politička ekonomija i obnovljivi izvori energije: hidroelektrana i prokletstvo resursa." Međunarodni pregled 20.4 (2018): 615–32. Ispis.
• Johansson, Per-Olov i Bengt Kriström. "Ekonomija i socijalni troškovi hidroelektrane." Umeå, Švedska: Ekonomski odjel, Sveučilište Umeå, 2018. Ispis.
• , izd. "Suvremena analiza troškova i koristi sukoba hidroelektrana." Cheltenham, Velika Britanija: Edward Elgar, 2011.
• , izd. "Ekonomika ocjenjivanja vodnih projekata: hidroelektrana prema ostalim namjenama." Springer, 2012.