تقنيات وآفاق الطاقة الكهرومائية الصغيرة والطاقة الكهرومائية ذات الرأس المنخفض

أدت المخاوف بشأن تغير المناخ إلى إعادة التركيز على زيادة إنتاج الطاقة الكهرومائية كبديل محتمل للكهرباء المولدة من الوقود الأحفوري. تمثل الطاقة الكهرومائية حاليًا حوالي 6% من الكهرباء المنتجة في الولايات المتحدة، ولا ينتج عن توليد الكهرباء منها أي انبعاثات كربونية تقريبًا. ومع ذلك، ونظرًا لتطوير معظم موارد الطاقة الكهرومائية الكبيرة والتقليدية، فقد بات من الممكن الآن إيجاد مبرر لتطوير موارد الطاقة الكهرومائية الصغيرة ذات الارتفاع المنخفض.
لا يخلو توليد الطاقة من الأنهار والجداول من الجدل، وسيتعين الموازنة بين القدرة على إنتاج الطاقة من هذه المصادر وبين الاعتبارات البيئية وغيرها من الاعتبارات المتعلقة بالمصلحة العامة. ويمكن تعزيز هذه الموازنة من خلال البحث في التقنيات الجديدة واللوائح المستقبلية التي تشجع على تطوير هذه الموارد بطرق فعالة من حيث التكلفة وصديقة للبيئة، مع الأخذ في الاعتبار أن هذه المنشآت، بمجرد إنشائها، يمكن أن تدوم لمدة 50 عامًا على الأقل.
قدمت دراسة جدوى أجراها مختبر أيداهو الوطني عام 2006 تقييمًا لإمكانية تطوير موارد الطاقة الكهرومائية الصغيرة والمنخفضة الارتفاع في الولايات المتحدة. وتبين أن حوالي 5400 موقع من أصل 100000 موقع تتمتع بإمكانية إنشاء مشاريع كهرومائية صغيرة (أي توفر ما بين 1 و30 ميغاواط من متوسط ​​الطاقة السنوي). وقدّرت وزارة الطاقة الأمريكية أن هذه المشاريع (في حال تطويرها) ستؤدي إلى زيادة تتجاوز 50% في إجمالي توليد الطاقة الكهرومائية. ويُقصد بالطاقة الكهرومائية منخفضة الارتفاع عادةً المواقع التي يقل فيها فرق الارتفاع عن خمسة أمتار (حوالي 16 قدمًا).

تعتمد محطات توليد الطاقة الكهرومائية الجارية عمومًا على التدفق الطبيعي للأنهار والجداول، وتستطيع استغلال كميات أقل من المياه دون الحاجة إلى بناء خزانات ضخمة. كما يمكن تسخير البنية التحتية المصممة لنقل المياه في قنوات مثل القنوات المائية، وقنوات الري، والأنابيب، لإنتاج الكهرباء. وتوفر صمامات تخفيض الضغط، المستخدمة في أنظمة إمداد المياه والصناعة لتقليل تراكم ضغط السوائل في الصمام أو لخفض الضغط إلى مستوى مناسب للاستخدام من قبل مستهلكي المياه، فرصًا إضافية لتوليد الطاقة.
تسعى عدة مشاريع قوانين معروضة حاليًا على الكونغرس للتخفيف من آثار تغير المناخ والطاقة النظيفة إلى وضع معيار فيدرالي للطاقة المتجددة (أو الكهرباء). ومن أبرز هذه المشاريع مشروع قانون الطاقة النظيفة والأمن الأمريكي لعام 2009 (HR 2454) ومشروع قانون قيادة الطاقة النظيفة الأمريكي لعام 2009 (S. 1462). وبموجب المقترحات الحالية، سيُلزم معيار الطاقة المتجددة موردي الكهرباء بالتجزئة بالحصول على نسب متزايدة من الكهرباء المتجددة مقابل الطاقة التي يقدمونها للمستهلكين. ورغم أن الطاقة الكهرومائية تُعتبر عمومًا مصدرًا نظيفًا للطاقة الكهربائية، إلا أن التقنيات الحركية المائية (التي تعتمد على المياه الجارية) والتطبيقات المحدودة للطاقة الكهرومائية هي فقط التي ستستوفي شروط معيار الطاقة المتجددة. وبالنظر إلى الصياغة الحالية في مشاريع القوانين المعروضة، فمن غير المرجح أن تستوفي معظم مشاريع الطاقة الكهرومائية الصغيرة والمنخفضة الارتفاع الجديدة متطلبات "الطاقة الكهرومائية المؤهلة" ما لم تُنشأ هذه المشاريع على سدود قائمة غير مخصصة لتوليد الطاقة الكهرومائية.
نظراً لصغر حجم مشاريع الطاقة الكهرومائية الصغيرة والمنخفضة مقارنةً بتكاليف تطويرها، فإنّ تقديم حوافز مالية للكهرباء المنتجة على المدى الطويل قد يزيد من جدوى المشروع القائم على بيع الطاقة. وبالتالي، ومع وجود سياسة الطاقة النظيفة كمحرك أساسي، قد تكون الحوافز الحكومية مفيدة. ومن المرجح أن يتطور هذا النوع من الطاقة الكهرومائية على نطاق واسع فقط نتيجةً لسياسة وطنية تهدف إلى تعزيز أهداف الطاقة النظيفة.