6 Περιβαλλοντικά κόστη (και 3 οφέλη) υδροηλεκτρικής ενέργειας

Η υδροηλεκτρική ενέργεια αποτελεί σημαντική πηγή ενέργειας σε πολλές περιοχές του πλανήτη, παρέχοντας το 24% των παγκόσμιων αναγκών σε ηλεκτρική ενέργεια. Η Βραζιλία και η Νορβηγία βασίζονται σχεδόν αποκλειστικά στην υδροηλεκτρική ενέργεια. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, 7 έως 12% του συνόλου της ηλεκτρικής ενέργειας παράγεται από υδροηλεκτρική ενέργεια. τα κράτη που εξαρτώνται περισσότερο από αυτό είναι η Ουάσινγκτον, το Όρεγκον, η Καλιφόρνια και η Νέα Υόρκη.

Η υδροδυναμική είναι όταν χρησιμοποιείται νερό για την ενεργοποίηση κινούμενων μερών, τα οποία με τη σειρά τους μπορεί να λειτουργούν σε μύλο, άρδευση ή σε ηλεκτρική στρόβιλο (οπότε μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον όρο υδροηλεκτρική ενέργεια). Συνήθως, η υδροηλεκτρική ενέργεια παράγεται όταν το νερό συγκρατείται από ένα α φράγμα, οδήγησε κάτω ένα στρόβιλο μέσω τουρμπίνα, και στη συνέχεια απελευθερώνεται στο ποτάμι κάτω. Το νερό ωθείται τόσο από την πίεση από τη δεξαμενή παραπάνω όσο και τραβιέται από τη βαρύτητα, και ότι η ενέργεια περιστρέφει έναν στρόβιλο συνδεδεμένο με μια γεννήτρια που παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Τα σπανιότερα υδροηλεκτρικά εργοστάσια τρέχουν επίσης στο ποτάμι, αλλά δεν υπάρχει δεξαμενή πίσω από αυτό. οι στρόβιλοι κινούνται από το νερό του ποταμού που ρέει πέρα ​​από αυτά με το φυσικό ρυθμό ροής.

Τελικά, η παραγωγή ηλεκτρισμού βασίζεται στον φυσικό κύκλο του νερού για να ξαναγεμίσει τη δεξαμενή, καθιστώντας την διαδικασία ανανεώσιμων πηγών χωρίς την ανάγκη εισροής ορυκτών καυσίμων. Η χρήση των ορυκτών καυσίμων συνδέεται με πολλά περιβαλλοντικά προβλήματα: για παράδειγμα, η εξόρυξη πετρελαίου πίσσα άμμοι προκαλεί ατμοσφαιρική ρύπανση · fracking για το φυσικό αέριο συνδέεται με τη ρύπανση των υδάτων. η καύση ορυκτών καυσίμων παράγει κλιματική αλλαγή-αναπνέει εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Ως εκ τούτου, εξετάζουμε τις πηγές ανανεώσιμης ενέργειας ως καθαρές εναλλακτικές λύσεις για τα ορυκτά καύσιμα. Ωστόσο, όπως όλες οι πηγές ενέργειας, ανανεώσιμες ή μη, υπάρχει περιβαλλοντικό κόστος που συνδέεται με την υδροηλεκτρική ενέργεια. Ακολουθεί μια ανασκόπηση μερικών από αυτές τις δαπάνες, μαζί με ορισμένα οφέλη.

• Φράγμα στα ψάρια. Πολλά αποδημητικά είδη ψαριών κολυμπούν επάνω και κάτω ποτάμια για να ολοκληρώσουν τον κύκλο ζωής τους. Αναδρομικά ψάρια, όπως σολομός, σκιά, ή Ατλαντικός του Ατλαντικού, πηγαίνετε προς τα πάνω για να αναπαραγάγετε, και τα νεαρά ψάρια κολυμπούν κάτω από το ποτάμι για να φτάσουν στη θάλασσα. Τα κατατροπικά ψάρια, όπως το αμερικανικό χέλι, ζουν στα ποτάμια μέχρι να κολυμπήσουν στον ωκεανό για να αναπαραχθούν και τα νεαρά χέλια (ξωτικά) επιστρέφουν στο γλυκό νερό μετά την εκκόλαψη. Τα φράγματα προφανώς εμποδίζουν τη διέλευση αυτών των ψαριών. Ορισμένα φράγματα είναι εξοπλισμένα με σκάλες ψαριών ή άλλες συσκευές που τους επιτρέπουν να περάσουν άθικτα. Η αποτελεσματικότητα αυτών των δομών είναι αρκετά μεταβλητή αλλά βελτιώνεται.
• Αλλαγές στο καθεστώς πλημμύρας. Τα φράγματα μπορούν να απομακρύνουν μεγάλους, ξαφνικούς όγκους ύδατος μετά από την τήξη των ελαφρών βροχών. Αυτό μπορεί να είναι καλό για τις κατάντη κοινότητες (βλ. Πλεονεκτήματα κατωτέρω), αλλά λιώσει επίσης τον ποταμό από μια περιοδική εισροή των ιζημάτων και εμποδίζει τις φυσικές υψηλές ροές από την κανονική επανεμφάνιση της κοίτης του ποταμού, η οποία ανανεώνει τον βιότοπο για τα υδρόβια ΖΩΗ. Για να αναδημιουργήσουν αυτές τις οικολογικές διεργασίες, οι αρχές εκλύουν περιοδικά μεγάλους όγκους νερού κάτω από τον ποταμό Κολοράντο, με θετικές επιπτώσεις στην φυσική βλάστηση παράλληλα με τον ποταμό.
• Διαμόρφωση θερμοκρασίας και οξυγόνου. Ανάλογα με το σχεδιασμό του φράγματος, το νερό που απελευθερώνεται κατάντη συχνά προέρχεται από τα βαθύτερα τμήματα της δεξαμενής. Το νερό είναι επομένως πολύ η ίδια ψυχρή θερμοκρασία καθ 'όλη τη διάρκεια του έτους. Αυτό έχει αρνητικές επιπτώσεις στην υδρόβια ζωή προσαρμοσμένες σε μεγάλες εποχιακές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του νερού. Ομοίως, τα χαμηλά επίπεδα οξυγόνου στο απελευθερωμένο νερό μπορούν να καταστρέψουν την υδρόβια ζωή κατάντη, αλλά το πρόβλημα μπορεί να μετριαστεί με την ανάμιξη αέρα στο νερό στην έξοδο.
• Εξάτμιση. Οι δεξαμενές αυξάνουν την επιφάνεια του ποταμού, αυξάνοντας έτσι την ποσότητα νερού που χάνεται μέχρι την εξάτμιση. Σε θερμές, ηλιόλουστες περιοχές, οι απώλειες είναι κλιμακωτές: χάνονται περισσότερες ποσότητες νερού από την εξάτμιση της δεξαμενής από ό, τι χρησιμοποιείται για οικιακή κατανάλωση. Όταν το νερό εξατμίζεται, τα διαλυμένα άλατα παραμένουν πίσω, αυξάνοντας τα επίπεδα αλατότητας κατάντη και βλάπτοντας την υδρόβια ζωή.
• Ρύπανση υδραργύρου. Ο υδράργυρος εναποτίθεται στη βλάστηση σε μεγάλες αποστάσεις προς τα κάτω από τις μονάδες ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα. Όταν δημιουργούνται νέες δεξαμενές, ο υδράργυρος που βρίσκεται στην τώρα βυθισμένη βλάστηση απελευθερώνεται και μετατρέπεται από βακτήρια σε μεθυλο-υδράργυρο. Αυτός ο μεθυλ-υδράργυρος γίνεται όλο και πιο συγκεντρωμένος καθώς μετακινείται προς την τροφική αλυσίδα (μια διαδικασία που ονομάζεται βιομάζα). Οι καταναλωτές αρπακτικών ψαριών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, στη συνέχεια εκτίθενται σε επικίνδυνες συγκεντρώσεις της τοξικής ένωσης.
• Εκπομπές μεθανίου. Οι δεξαμενές είναι συχνά κορεσμένες με θρεπτικά συστατικά που προέρχονται από την αποσύνθεση της βλάστησης ή τα κοντινά αγροτικά πεδία. Αυτά τα θρεπτικά συστατικά καταναλώνονται από φύκια και μικροοργανισμούς, οι οποίοι με τη σειρά τους απελευθερώνουν μεγάλες ποσότητες μεθανίου, ένα ισχυρό αέριο θερμοκηπίου. Το πρόβλημα αυτό δεν έχει ακόμη μελετηθεί αρκετά ώστε να κατανοήσει την πραγματική του έκταση.

• Αντιπλημμυρικός έλεγχος. Τα επίπεδα των δεξαμενών μπορούν να μειωθούν με την πρόβλεψη της έντονης βροχής ή της χιονοπτώσεως, η οποία περιορίζει τις κοινότητες κατάντη από τα επικίνδυνα ποτάμια.
• Αναψυχή. Οι μεγάλες δεξαμενές χρησιμοποιούνται συχνά για ψυχαγωγικές δραστηριότητες όπως η αλιεία και η βαρκάδα.
• Εναλλακτική λύση για τα ορυκτά καύσιμα. Η παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας απελευθερώνει χαμηλότερη καθαρή ποσότητα αερίων θερμοκηπίου από ό, τι τα ορυκτά καύσιμα. Ως μέρος ενός χαρτοφυλακίου πηγών ενέργειας, η υδροηλεκτρική ενέργεια επιτρέπει μεγαλύτερη εμπιστοσύνη στις εγχώριες ενέργειας, σε αντίθεση με τα ορυκτά καύσιμα που εξορύσσονται στο εξωτερικό, σε τοποθεσίες με λιγότερο αυστηρές περιβαλλοντικές συνθήκες Κανονισμοί.

Επειδή τα οικονομικά οφέλη από τα μεγαλύτερα φράγματα μειώνονται, ενώ το περιβαλλοντικό κόστος αυξάνεται, παρατηρήσαμε αύξηση των παροπλισμού και απομάκρυνσης των φραγμάτων. Αυτές οι απομακρύνσεις φράγματος είναι θεαματικές, αλλά το πιο σημαντικό είναι ότι επιτρέπουν στους επιστήμονες να παρατηρούν πως οι φυσικές διαδικασίες αποκαθίστανται κατά μήκος των ποταμών.

Πολλά από τα περιβαλλοντικά προβλήματα που περιγράφονται εδώ συνδέονται με έργα υδροηλεκτρικής μεγάλης κλίμακας. Υπάρχει ένα πλήθος έργων μικρής κλίμακας (συχνά αποκαλούμενα "μικρο-υδροηλεκτρικά") όπου είναι εύλογο οι μικρές τουρμπίνες χρησιμοποιούν μικρού όγκου ρεύματα για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια για ένα μόνο σπίτι ή ένα γειτονιά. Τα έργα αυτά έχουν ελάχιστες περιβαλλοντικές επιπτώσεις εάν έχουν σχεδιαστεί σωστά.

• Filho, Geraldo Lucio Tiago, Ιβάν Φελίπε Σίλβα ντο Σάντος και Regina Mambeli Barros. "Εκτίμηση κόστους για μικρές μονάδες υδροηλεκτρικής ενέργειας με βάση τον παράγοντα πτυχής." Ανανεώσιμες και βιώσιμες πηγές ενέργειας 77 (2017): 229–38. Τυπώνω.
• Forsund, Finn R. "Οικονομία Υδροηλεκτρικής Ενέργειας". Springer, 2007.
• Hancock, Kathleen J, και Benjamin K Sovacool. "Διεθνής Πολιτική Οικονομία και Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας: Υδροηλεκτρική Ενέργεια και Καταστροφή Πόρων." Ανασκόπηση Διεθνών Σπουδών 20.4 (2018): 615–32. Τυπώνω.
• Johansson, Per-Olov και Bengt Kriström. "Οικονομικά και κοινωνικά κόστη Υδροηλεκτρικής Ενέργειας". Umeå, Σουηδία: Τμήμα Οικονομικών Επιστημών, Πανεπιστήμιο Umeå, 2018. Τυπώνω.
• , eds. "Σύγχρονη ανάλυση κόστους-οφέλους των συγκρούσεων υδροηλεκτρικής ενέργειας". Cheltenham, ΗΒ: Edward Elgar, 2011.
• , eds. "Η Οικονομία της Αξιολόγησης των Υδατικών Έργων: Υδροηλεκτρικό Υλικό έναντι άλλων χρήσεων." Springer, 2012.