Гідраэнергетыка з'яўляецца, безумоўна, найбуйнейшай аднаўляльнай крыніцай энергіі ў свеце, вырабляючы больш чым удвая больш энергіі, чым вецер, і больш чым у чатыры разы больш, чым сонечная. А перапампоўванне вады ўверх па ўзгорку, таксама вядомае як «гідраакумулюючыя электрастанцыі», складае больш за 90% ад агульнай магутнасці захоўвання энергіі ў свеце.
Але, нягледзячы на велізарны ўплыў гідраэнергетыкі, у ЗША пра яе мала што кажуць. У той час як за апошнія некалькі дзесяцігоддзяў цэны на ветравую і сонечную энергію рэзка ўпалі, а іх даступнасць рэзка ўзрасла, вытворчасць гідраэнергіі ў краіне заставалася адносна стабільнай, бо краіна ўжо пабудавала гідраэлектрастанцыі ў найбольш геаграфічна ідэальных месцах.
На міжнародным узроўні справа ідзе зусім інакш. Кітай за апошнія некалькі дзесяцігоддзяў стымуляваў сваю эканамічную экспансію, пабудаваўшы тысячы новых, часта велізарных гідраэлектрастанцый. Афрыка, Індыя і іншыя краіны Азіі і Ціхага акіяна маюць намер зрабіць тое ж самае.
Але пашырэнне без строгага экалагічнага кантролю можа прывесці да праблем, бо плаціны і вадасховішчы парушаюць рачныя экасістэмы і навакольныя асяроддзі пражывання, а нядаўнія даследаванні паказваюць, што вадасховішчы могуць выкідваць больш вуглякіслага газу і метану, чым меркавалася раней. Акрамя таго, выкліканая кліматам засуха робіць гідраэлектрастанцыі менш надзейнай крыніцай энергіі, бо плаціны на амерыканскім Захадзе страцілі значную частку сваёй магутнасці па вытворчасці электраэнергіі.
«У звычайны год плаціна Гувера выпрацоўвае каля 4,5 мільярда кілават-гадзін энергіі», — сказаў Марк Кук, кіраўнік знакамітай плаціны Гувера. «Улічваючы цяперашні стан возера, гэта больш за 3,5 мільярда кілават-гадзін».
Тым не менш, эксперты сцвярджаюць, што гідраэнергетыка адыгрывае вялікую ролю ў будучыні, якая цалкам залежыць ад аднаўляльных крыніц энергіі, таму неабходна навучыцца змякчаць гэтыя праблемы.
Айчынная гідраэнергетыка
У 2021 годзе гідраэнергетыка складала каля 6% ад агульнай вытворчасці электраэнергіі ў ЗША і 32% ад вытворчасці электраэнергіі з аднаўляльных крыніц энергіі. Унутры краіны яна была найбуйнейшым відам аднаўляльнай энергіі да 2019 года, калі яе саступіў вецер.
Не чакаецца, што ў ЗША ў бліжэйшае дзесяцігоддзе назіраецца значны рост гідраэнергетыкі, часткова з-за складанага працэсу ліцэнзавання і атрымання дазволаў.
«Праходжанне працэсу ліцэнзавання каштуе дзесяткі мільёнаў долараў і гады намаганняў. А для некаторых з гэтых аб'ектаў, асабліва для некаторых невялікіх, проста няма ні грошай, ні часу», — кажа Малкальм Вулф, прэзідэнт і генеральны дырэктар Нацыянальнай асацыяцыі гідраэнергетыкі. Паводле яго ацэнак, у ліцэнзаванні або пераліцэнзаванні аднаго гідраэнергетычнага аб'екта ўдзельнічаюць дзясяткі розных агенцтваў. Паводле яго слоў, гэты працэс займае больш часу, чым ліцэнзаванне атамнай электрастанцыі.
Паколькі сярэдні ўзрост гідраэлектрастанцый у ЗША перавышае 60 гадоў, многім з іх неўзабаве трэба будзе пераліцэнзаваць.
«Такім чынам, мы можам сутыкнуцца з цэлай кучай адмоваў ад ліцэнзій, што іранічна, бо мы спрабуем павялічыць аб'ём гнуткай, безвугляроднай вытворчасці электраэнергіі ў гэтай краіне», — сказаў Вулф.
Але Міністэрства энергетыкі сцвярджае, што існуе патэнцыял для ўнутранага росту за кошт мадэрнізацыі старых электрастанцый і павелічэння магутнасці існуючых плацін.
«У нашай краіне 90 000 плацін, большасць з якіх былі пабудаваны для барацьбы з паводкамі, для арашэння, для захоўвання вады, для адпачынку. Толькі 3% з гэтых плацін фактычна выкарыстоўваюцца для выпрацоўкі энергіі», — сказаў Вулф.
Рост у гэтым сектары таксама залежыць ад пашырэння гідраэлектрастанцый, якія набіраюць абароты як спосаб «ўмацавання» аднаўляльных крыніц энергіі, захоўваючы лішнюю энергію для выкарыстання, калі сонца не свеціць і вецер не дзьме.
Калі гідраакумулюючая станцыя выпрацоўвае электраэнергію, яна працуе гэтак жа, як звычайная гідраэлектрастанцыя: вада цячэ з верхняга рэзервуара ў ніжні, па дарозе круцячы турбіну, якая выпрацоўвае электраэнергію. Розніца ў тым, што гідраакумулюючая станцыя можа падзараджацца, выкарыстоўваючы энергію з сеткі для перапампоўвання вады знізу ўверх у верхні рэзервуар, тым самым захоўваючы патэнцыйную энергію, якая можа быць вызвалена пры неабходнасці.
Нягледзячы на тое, што сёння гідраакумулюючыя электрастанцыі маюць каля 22 гігаватаў магутнасцей па выпрацоўцы электраэнергіі, у распрацоўцы знаходзіцца больш за 60 гігаватаў прапанаваных праектаў. Гэта другі паказчык пасля Кітая.
У апошнія гады колькасць дазволаў і заявак на ліцэнзаванне гідраакумулюючых сістэм значна павялічылася, і разглядаюцца новыя тэхналогіі. Сярод іх — збудаванні з «замкнёным цыклам», у якіх ніводнае з вадасховішчаў не падключана да знешняй крыніцы вады, або меншыя збудаванні, у якіх замест вадасховішчаў выкарыстоўваюцца рэзервуары. Абодва метады, верагодна, будуць менш шкоднымі для навакольнага асяроддзя.
Выкіды і засуха
Плаціны на рэках або стварэнне новых вадасховішчаў могуць перашкаджаць міграцыі рыб і разбураць навакольныя экасістэмы і асяроддзі пражывання. Плаціны і вадасховішчы на працягу гісторыі нават прывялі да выгнання дзясяткаў мільёнаў людзей, звычайна карэннага насельніцтва або сельскіх абшчын.
Гэтая шкода шырока прызнаецца. Але новая праблема — выкіды з вадасховішчаў — цяпер прыцягвае ўсё большую ўвагу.
«Людзі не разумеюць, што гэтыя вадасховішчы насамрэч выкідваюць у атмасферу шмат вуглякіслага газу і метану, якія з'яўляюцца моцнымі парніковымі газамі», — сказала Іліса Ока, старшы кліматычны навуковец Фонду абароны навакольнага асяроддзя.
Выкіды адбываюцца ў выніку раскладання расліннасці і іншых арганічных рэчываў, якія расшчапляюцца і вызваляюць метан, калі тэрыторыя затапляецца, ствараючы рэзервуар. «Звычайна гэты метан затым ператвараецца ў вуглякіслы газ, але для гэтага патрэбен кісларод. А калі вада вельмі, вельмі цёплая, то ніжнія пласты збяднелі кіслародам», — сказаў Ока, маючы на ўвазе, што метан затым выкідваецца ў атмасферу.
Калі гаворка ідзе пра пацяпленне навакольнага асяроддзя, метан на працягу першых 20 гадоў пасля свайго выкіду ў атмасферу ў 80 разоў мацнейшы за CO2. Пакуль што даследаванні паказваюць, што ў больш гарачых частках свету, такіх як Індыя і Афрыка, як правіла, больш забруджвальных электрастанцый, у той час як Ако сцвярджае, што вадасховішчы ў Кітаі і ЗША не выклікаюць асаблівай заклапочанасці. Аднак Ако кажа, што патрэбен больш надзейны спосаб вымярэння выкідаў.
«І тады ў вас могуць быць розныя стымулы для яго скарачэння або правілы з боку розных органаў, каб пераканацца, што вы не выкідваеце занадта шмат», — сказаў Ока.
Яшчэ адной сур'ёзнай праблемай для гідраэнергетыкі з'яўляецца засуха, выкліканая кліматам. Неглыбокія вадасховішчы выпрацоўваюць менш энергіі, і гэта выклікае асаблівую заклапочанасць на амерыканскім Захадзе, дзе назіраўся самы сухі 22-гадовы перыяд за апошнія 1200 гадоў.
Паколькі вадасховішчы, такія як возера Паўэл, якое сілкуе плаціну Глен-Каньён, і возера Мід, якое сілкуе плаціну Гувера, выпрацоўваюць менш электраэнергіі, выкапнёвае паліва кампенсуе гэтае з'яўленне. Адно даследаванне паказала, што з 2001 па 2015 год у 11 штатах на захадзе было выкінута дадаткова 100 мільёнаў тон вуглякіслага газу з-за выкліканага засухай пераходу ад гідраэнергетыкі. У асабліва цяжкі перыяд для Каліфорніі паміж 2012 і 2016 гадамі, іншае даследаванне падлічыла, што страта вытворчасці гідраэнергіі каштавала штату 2,45 мільярда долараў.
Упершыню ў гісторыі на возеры Мід быў абвешчаны дэфіцыт вады, што прывяло да скарачэння водазабеспячэння ў Арызоне, Невадзе і Мексіцы. Чакаецца, што ўзровень вады, які ў цяперашні час складае 1047 футаў, яшчэ больш знізіцца, бо Бюро меліярацыі зрабіла беспрэцэдэнтны крок, стрымліваючы ваду ў возеры Паўэл, размешчаным вышэй па цячэнні ад возера Мід, каб плаціна Глен-Каньён магла працягваць выпрацоўваць электраэнергію. Калі ўзровень возера Мід апусціцца ніжэй за 950 футаў, яно больш не будзе выпрацоўваць электраэнергію.
Будучыня гідраэнергетыкі
Мадэрнізацыя існуючай гідраэнергетычнай інфраструктуры можа павысіць эфектыўнасць і кампенсаваць частку страт, звязаных з засухай, а таксама забяспечыць магчымасць працы электрастанцый на працягу многіх дзесяцігоддзяў наперад.
Пачынаючы з сённяшняга дня і да 2030 года на мадэрнізацыю старых электрастанцый па ўсім свеце будзе выдаткавана 127 мільярдаў долараў. Гэта складае амаль чвэрць ад агульнага аб'ёму сусветных інвестыцый у гідраэнергетыку і амаль 90% інвестыцый у Еўропе і Паўночнай Амерыцы.
На плаціне Гувера гэта азначала мадэрнізацыю некаторых турбін для больш эфектыўнай працы на меншых вышынях, усталяванне больш тонкіх засавак, якія кантралююць паток вады ў турбіны, і падачу сціснутага паветра ў турбіны для павышэння эфектыўнасці.
Але ў іншых частках свету большая частка інвестыцый ідзе на новыя электрастанцыі. Чакаецца, што буйныя дзяржаўныя праекты ў Азіі і Афрыцы будуць складаць больш за 75% новых гідраэнергетычных магутнасцей да 2030 года. Аднак некаторыя турбуюцца пра ўплыў такіх праектаў на навакольнае асяроддзе.
«На маю сціплую думку, яны забудаваныя занадта шмат. Яны пабудаваны з велізарнай магутнасцю, якая не патрэбная», — сказала Шэнан Эймс, выканаўчы дырэктар Інстытута гідраэнергетыкі з нізкім уздзеяннем. «Іх можна было б зрабіць русловымі, і іх можна было б проста спраектаваць па-іншаму».
Рухавыя гідраэлектрастанцыі не маюць вадасховішча і таму аказваюць меншы ўплыў на навакольнае асяроддзе, але яны не могуць выпрацоўваць энергію па патрабаванні, бо аб'ём вытворчасці залежыць ад сезоннага патоку. Чакаецца, што рухавая гідраэнергетыка складзе каля 13% ад агульнага аб'ёму дадатковай магутнасці ў гэтым дзесяцігоддзі, у той час як традыцыйная гідраэнергетыка складзе 56%, а гідраэлектрастанцыя — 29%.
Але ў цэлым рост гідраэнергетыкі запавольваецца і, як чакаецца, скароціцца прыкладна на 23% да 2030 года. Змена гэтай тэндэнцыі будзе ў значнай ступені залежаць ад спрашчэння працэсаў рэгулявання і атрымання дазволаў, а таксама ад устанаўлення высокіх стандартаў устойлівага развіцця і праграм вымярэння выкідаў для забеспячэння прыняцця грамадскасцю. Карацейшыя тэрміны распрацоўкі дапамогуць забудоўшчыкам атрымаць дамовы на куплю электраэнергіі, тым самым стымулюючы інвестыцыі, паколькі прыбытак будзе гарантаваны.
«Часткова прычына таго, што часам гэта выглядае не так прывабна, як сонечная і ветравая энергетыка, заключаецца ў тым, што гарызонт для аб'ектаў адрозніваецца. Напрыклад, ветраная і сонечная электрастанцыя звычайна разглядаецца як 20-гадовы праект», — сказаў Эймс. «З іншага боку, гідраэнергетыка мае ліцэнзію і працуе 50 гадоў. А многія з іх працуюць ужо 100 гадоў... Але нашы рынкі капіталу не абавязкова ацэньваюць такую больш працяглую прыбытковасць».
Па словах Вулфа, пошук правільных стымулаў для развіцця гідраэнергетыкі і гідраакумуляцыйных электрастанцый, а таксама забеспячэнне ўстойлівага падыходу да гэтага, будзе мець вырашальнае значэнне для адмовы свету ад выкапнёвага паліва.
«Мы не атрымліваем такіх загалоўкаў, як некаторыя іншыя тэхналогіі. Але я думаю, што людзі ўсё больш разумеюць, што немагчыма мець надзейную электрасетку без гідраэнергетыкі».
Час публікацыі: 14 ліпеня 2022 г.
