Зацртување позитивна патека на природата кон одржлива енергетска иднина

Конференцијата на ОН за климатски промени (COP27), која се приближува, што ќе се одржи во ноември во Египет, го фокусира вниманието на патиштата потребни за постигнување на глобалните климатски цели. Брзата декарбонизација на економиите е централно за стабилизирање на климата, вклучително и постигнување на нето-нула електроенергетски системи до 2050 година. заедници и екосистеми; стабилизирањето на климата треба да се стреми да биде конзистентно со одржувањето на системите за поддршка на животот на Земјата.

Неколку од проекциите за тоа што е потребно за да се постигнат електроенергетските системи се во согласност со 1.5° C климатската цел се карактеризира со удвојување на глобалниот капацитет на хидроенергија, како што се оние од Меѓународната агенција за енергетика (ИЕА) и Меѓународна агенција за обновлива енергија (ИРЕНА). Иако тоа е помал пропорционален пораст од другите обновливи извори, како што се ветерот и сончевиот PV, за кои се предвидува дека ќе се зголемат повеќе од дваесет пати, удвојувањето на глобалниот капацитет на хидроенергијата сепак претставува драматично проширување на главната инфраструктура што ќе влијае на светските реки - и разновидните придобивките што им ги обезбедуваат на општествата и економиите од слатководниот риболов што храни стотици милиони за ублажување на поплавите и стабилните делти.

Само една третина од најголемите реки во светот остануваат слободно течени – и удвојување на глобалниот капацитет на хидроенергијата би резултирало со бранење на околу половина од тие, додека генерирајќи помалку од 2% од потребното производство на обновливи извори во 2050 година.

Речиси сите нови енергетски проекти, вклучително и ветерот и сончевата енергија, ќе предизвикаат одредени негативни влијанија, но загуби на голем тип на екосистем - големи реки што течат слободно - на тој размер ќе има големи размени за луѓето и природата на глобално ниво. Како такво, проширувањето на хидроенергијата заслужува особено внимателно планирање и донесување одлуки. Овде, испитувам некои главни прашања релевантни за проценка на хидроенергијата, вклучително и прашања кои често се погрешно разбрани.

Малата хидроенергија често се претпоставува дека е одржлива или со мало влијание, но тоа често не е случај. Малата хидроенергија не е доследно дефинирана (на пример, некои земји ја класифицираат „малата хидроенергија“ како нешто до 50 MW), но често се категоризираат како проекти под 10 MW. Бидејќи проектите со таа големина често се претпоставува дека имаат мали влијанија врз животната средина, малите хидроенергетски проекти често добиваат стимулации или субвенции и/или имаат корист од ограничениот преглед на животната средина. Сепак, пролиферацијата на малите хидроенергетски брани може да предизвика значителни кумулативни влијанија. Понатаму, дури и мал проект на особено лоша локација може да предизвика изненадувачки големи негативни влијанија.

Хидроенергијата од реката, исто така, често се претставува како со ограничени негативни влијанија, но некои од браните со најголеми влијанија врз реките се брани од реката. Браните со протекување на реките не складираат вода долги временски периоди; количината на вода што се влева во проектот е иста како и количината што истекува од проектот – барем на дневна основа. Како и да е, проектите за протекување на реката може да се складираат во рок од еден ден кога работат за „хидронабивање“, складирајќи вода во текот на денот и ослободувајќи ја за време на неколку часа на максимална побарувачка. Овој начин на работа може да предизвика големи негативни влијанија врз речните екосистеми низводно. Бидејќи браните со протекување на реките немаат големи резервоари за складирање, тие не предизвикуваат некои од главните влијанија врз луѓето и реките поврзани со големите акумулации за складирање, вклучително поместување на заедниците од големи размери и нарушувања на сезонските обрасци на речниот тек. Но, овие разлики премногу често доведуваат до поопширни генерализации дека проектите за истекување на реката немаат влијание врз реките - или дури и таа хидроенергија од река не бара брана. Додека некои проекти за протекување на реката не вклучуваат брана низ целиот канал, за многу големи проекти за протекување на реката потребна е брана што го фрагментира речниот канал (види слика подолу). Оваа несоодветна генерализација станува особено проблематична кога застапниците на проектот посочуваат на неговиот статус на течението на реката како кратка рака за да тврдат дека ќе има минимални влијанија. Таа „избрзана генерализација“ беше употребена од поборниците на браната Ксајабури на реката Меконг, која има големи влијанија и врз миграцијата на рибите и врз заробувањето на седиментот потребен на делтата низводно.

Додека еколошките прегледи на хидроенергетските брани често се фокусираат на локалните услови, негативните влијанија всушност може да се манифестираат дури и на стотици километри оддалеченост од браната. Кога хидроенергетските брани го блокираат движењето на рибите преселници, тие можат да предизвикаат негативни влијанија врз екосистемите низ целиот речен слив, и горе и низводно од браната. И бидејќи преселните риби честопати се меѓу најважните придонесувачи за слатководниот риболов, ова се преведува на негативни влијанија врз луѓето, дури и некои кои можат да живеат стотици километри од браната. Хидроенергетските брани беа примарен придонесувач до драматични глобални загуби на преселните риби, кои имаат опадна за 76% од 1970 година, со примери од висок профил како што се реките Колумбија и Меконг. Второто влијание на долги растојанија е седиментот. Реката е повеќе од проток на вода, таа е и проток на талог, како што се тиња и песок. Реките го депонираат овој талог кога ќе влезат во океанот, создавајќи делта. Делтите можат да бидат исклучително продуктивни - и за земјоделството и за рибарството - и повеќе од 500 милиони луѓе сега живеат на делти низ целиот свет, вклучувајќи ги и оние на Нил, Ганг, Меконг и Јангце. Меѓутоа, кога реката влегува во резервоар, струјата значително се забавува, а голем дел од седиментот испаѓа и е „заробен“ зад браната. Резервоарите сега зафаќаат приближно една четвртина од глобалниот годишен флукс на седименти -тиња и песок што инаку би помогнале во одржувањето на делтите наспроти ерозијата и порастот на нивото на морето. Некои клучни делти, како што е Нил, сега изгубија повеќе од 90% од резервите на седимент и сега тонат и се намалуваат. Така, хидроенергетските брани може да имаат големи влијанија врз клучните ресурси низ големите речни сливови, вклучително и глобално важни резерви на храна, но, премногу често, еколошкиот преглед на хидроенергетските проекти се фокусира првенствено на локалните влијанија.

Преминот на риби околу браните ретко ги ублажува негативните влијанија на браните врз преселните риби. Преминот на рибите, како што се рибните скали или дури и лифтовите, е вообичаен услов за ублажување на браните. Рибниот премин првично беше развиен на реки кои имаа моќни видови риби кои пливаат и скокаат, како што е лососот, но преминските структури сега се додаваат на браните на големите тропски реки - како што се Меконг или притоките на Амазон - иако има многу ограничени податоци или примери за тоа како функционира рибниот премин во овие реки. А Преглед од 2012 година на сите рецензирани студии за перформансите на рибниот премин откриле дека рибниот премин функционира многу подобро за лососот отколку за другите видови риби; во просек, структурите имаат стапка на успех од 62% за пливање лосос возводно. Таа бројка може да изгледа висока, но повеќето риби мора да навигираат повеќе брани по ред; дури и со релативно високата стапка на успех од 62% на секоја брана, помалку од една четвртина од лососот успешно ќе помине три брани. За не-лосос, стапката на успех беше 21% - дури и со само две брани, само 4% од мигрирачките риби ќе бидат успешни (види подолу). Понатаму, на повеќето риби им е потребна миграција низводно, барем за ларви или малолетни риби, а стапката на премин низводно е често дури и помала.

Хидроенергијата веќе не е најевтина технологија за производство на обновливи извори. Во изминатите децении, цената на ветерот се намали за околу една третина, а цената на сончевата енергија се намали за 90% - и овие намалувања на трошоците се чини дека ќе продолжат. Во меѓу време, просечната цена на хидроенергијата е малку зголемена во текот на изминатата деценија, така што ветерот на брегот сега стана најниската просечна цена меѓу обновливите извори на енергија. Иако неговата просечна цена е сè уште малку повисока од хидроенергијата, соларните проекти сега постојано го поставува рекордот за енергетски проект со најниска цена.

Хидроенергијата има најголема зачестеност на одложувања и пречекорувања на трошоците меѓу големите инфраструктурни проекти. Студијата на EY покажа дека 80 отсто од хидроенергетските проекти доживеале пречекорување на трошоците со просечно надминување од 60 отсто. И двете од овие пропорции беа највисоки меѓу типовите на големи инфраструктурни проекти во нивната студија, вклучувајќи фосилни и нуклеарни централи, проекти за вода и проекти за ветер на брегот. Студијата, исто така, покажа дека 60 отсто од хидроенергетските проекти доживеале доцнења со просечно доцнење од речиси три години, надминати само од проектите за јаглен кои имале малку поголеми просечни доцнења.

Хидроенергијата може да обезбеди цврсто производство или складирање на енергија за поддршка на променливите обновливи извори како што се ветерот и сончевата енергија….

Ветерот и сончевата енергија се веќе водечка форма на нова генерација што се додава секоја година и прогнозите предвидуваат мрежи со ниска содржина на јаглерод каде ветерот и сончевата енергија се доминантни форми на производство. Но стабилните мрежи ќе имаат потреба од повеќе од ветер и сончева енергија, исто така ќе им треба некоја комбинација на цврсто генерирање и складирање што ќе ги балансира мрежите за време на периоди - од минути до недели - кога достапноста на тие ресурси паѓа. Во многу мрежи, хидроенергијата е меѓу технологиите кои можат да обезбедат цврста енергија. Еден тип на хидроенергија - хидроенергија со пумпа за складирање (PSH) - во моментов е доминантна форма на складирање во комунални размери на мрежите (околу 95%). Во проектот PSH, водата се пумпа по угорнина кога струјата е обилна и се складира во горниот резервоар. Кога е потребна струја, водата се враќа надолу кон долниот резервоар, генерирајќи електрична енергија за мрежата.

…но овие услуги често може да се обезбедат без понатамошно губење на реките што течат слободно. Истражувањето фокусирано на опциите за проширување на мрежата покажа дека земјите често можат да ја задоволат идната побарувачка за електрична енергија со опции со ниска содржина на јаглерод што избегнуваат нови брани на реките што течат слободно, било преку поголема инвестиција во ветер и сончева енергија за да се замени хидроенергијата со големи негативни влијанија или преку внимателно распоредување на новата хидроцентрала со што се избегнува развојот на браната на големите реки кои слободно течат или во заштитените подрачја. Понатаму, двата резервоари на проектот за складирање со пумпа може да се изградат на локации подалеку од реките и да ја движат водата напред-назад меѓу нив. Истражувачите од Австралискиот национален универзитет мапираа 530,000 локации низ светот со соодветна топографија за поддршка на складирање со пумпа надвор од каналот, со само мал дел потребен за да се обезбеди доволно складирање за мрежите во кои доминираат обновливите извори ширум светот. Постојните резервоари или други карактеристики како на пр напуштени рударски јами може да се користи и во проекти за складирање со пумпа.

Не сите глобални сценарија во согласност со климатските цели вклучуваат удвојување на хидроенергијата. Иако, неколку истакнати организации (на пример, IEA и IRENA) кои моделираат како идните електроенергетски системи можат да бидат конзистентни со климатските цели вклучуваат удвојување на глобалниот хидроенергетски капацитет, не сите такви сценарија го прават тоа. На пример, додека моделите на IEA и IRENA вклучуваат најмалку 1200 GW нов хидроенергетски капацитет до 2050 година, меѓу сценаријата што ги користи Меѓувладиниот панел за климатски промени (IPCC) кои се во согласност со 1.5° Целта C, приближно една четвртина од нив вклучуваа помалку од 500 GW нова хидроенергија. Слично на тоа, на Еден Земјински климатски модел, исто така во согласност со 1.5° Целта Ц, вклучува само околу 300 GW нова хидроенергија до 2050 година.

Производството на хидроенергија може да се прошири без нови брани Енергетските системи можат да додадат производство на хидроенергија без додавање на нови хидроенергетски брани на два основни начини: (1) доградба на постоечките хидроенергетски проекти со модерни турбини и друга опрема; и (2) додавање турбини на ненапојувани брани. А студија на американското Министерство за енергетика откри дека, со соодветни финансиски стимулации, тие два пристапа би можеле да додадат 11 GW хидроенергија на хидроенергетската флота на САД, што претставува зголемување за 14% од денешниот капацитет. Доколку сличен потенцијал би бил достапен и во други земји низ светот, тоа претставува повеќе од половина од дополнителниот глобален хидроенергетски капацитет вклучен во Еден Земјински климатски модел до 2050 година. Понатаму, додавањето на „пловечки соларни“ проекти на резервоарите зад хидроенергетските брани, покривајќи само 10% од нивната површина, може да додаде 4,000 GW нов капацитет, способни да генерираат приближно двојно повеќе енергија отколку што се генерира од сите хидроенергија денес.

Хидроенергијата е ранлива на климатските промени, нагласувајќи ја вредноста на диверзифицираните мрежи. Бев водечки автор на една студија тоа покажа дека до 2050 година, 61 процент од сите глобални хидроенергетски брани ќе бидат во басени со многу висок или екстремен ризик за суши, поплави или и двете. До 2050 година, 1 од 5 постоечки хидроенергетски брани ќе бидат во области со висок ризик од поплави поради климатските промени, за разлика од 1 на 25 денес. А студираат внатре Природата климатски промени предвиде дека до три четвртини од хидроенергетските проекти ширум светот ќе имаат намалено производство поради промените во хидрологијата предизвикани од климата до средината на овој век. Земјите кои се многу зависни од хидроенергијата се ранливи на суша и, во многу региони, овој ризик ќе се зголеми. На пример, хидроенергијата ја обезбедува речиси целата електрична енергија за Замбија и сушата во 2016 година во јужна Африка предизвика пад на националното производство на електрична енергија во Замбија за 40%, предизвикувајќи огромни економски нарушувања и загуби. Оваа ранливост ја нагласува вредноста на разновидните извори на производство во рамките на мрежите.

Хидроенергијата не е секогаш спорна, може да се најде заеднички јазик. Додека организациите за зачувување и хидроенергетскиот сектор честопати имаа спорни односи, може да се најде заеднички јазик. На пример, во Соединетите Држави, претставниците на хидроенергетскиот сектор, вклучително и Националната асоцијација за хидроенергија (NHA), и неколку организации за заштита формираа „Невообичаен дијалог за хидроенергија“ (целосно обелоденување: ја претставував мојата организација, World Wildlife Fund-US, во овој дијалог). Учесниците во Невообичаениот дијалог се согласија дека хидроенергијата има клучна улога во одржливата енергетска иднина и дека заштитата и обновувањето на реките во САД треба да бидат приоритет. Учесниците во Невообичаениот дијалог го поддржаа законодавството кое е во согласност со таа заедничка визија и Законот за инфраструктура, потпишан минатата година, вклучи 2.3 милијарди американски долари за зголемување на капацитетот на хидроенергијата без додавање нови брани (преку доградба и напојување на брани без напојување) и за отстранување на застарените брани за обновување на реките и подобрување на јавната безбедност.