L'energia hidroelèctrica és, amb diferència, la renovable més gran del món, produint més del doble d'energia que l'energia eòlica i més de quatre vegades més que la solar. I el bombament d'aigua amunt d'un turó, també conegut com a "energia hidroelèctrica d'emmagatzematge per bombament", representa més del 90% de la capacitat total d'emmagatzematge d'energia del món.
Però malgrat l'impacte descomunal de l'energia hidroelèctrica, no en sentim gaire a parlar als Estats Units. Si bé les últimes dècades han vist com el preu de l'energia eòlica i solar ha caigut en picat i la disponibilitat s'ha disparat, la generació d'energia hidroelèctrica nacional s'ha mantingut relativament estable, ja que el país ja ha construït centrals hidroelèctriques a les ubicacions geogràficament més ideals.
Internacionalment, és una història diferent. La Xina ha impulsat la seva expansió econòmica construint milers de noves preses hidroelèctriques, sovint enormes, durant les últimes dècades. Àfrica, l'Índia i altres països d'Àsia i el Pacífic estan a punt de fer el mateix.
Però l'expansió sense una supervisió ambiental estricta podria causar problemes, ja que les preses i els embassaments pertorben els ecosistemes fluvials i els hàbitats circumdants, i estudis recents mostren que els embassaments poden emetre més diòxid de carboni i metà del que es pensava anteriorment. A més, la sequera impulsada pel clima fa que l'energia hidroelèctrica sigui una font d'energia menys fiable, ja que les preses de l'oest americà han perdut una quantitat important de la seva capacitat de generació d'electricitat.
«En un any típic, la presa Hoover genera uns 4.500 milions de quilowatts hora d'energia», va dir Mark Cook, gerent de l'icònica presa Hoover. «Amb el llac tal com està ara, són més aviat 3.500 milions de quilowatts hora».
Tot i això, els experts diuen que l'energia hidroelèctrica té un paper important en un futur 100% renovable, per la qual cosa aprendre a mitigar aquests reptes és imprescindible.
Energia hidroelèctrica domèstica
El 2021, l'energia hidroelèctrica va representar aproximadament el 6% de la generació d'electricitat a escala de serveis públics als EUA i el 32% de la generació d'electricitat renovable. A nivell nacional, va ser la renovable més gran fins al 2019, quan va ser superada per l'energia eòlica.
No s'espera que els EUA vegin gaire creixement de l'energia hidroelèctrica en la propera dècada, en part a causa del laboriós procés de llicències i permisos.
«Costa desenes de milions de dòlars i anys d'esforç passar pel procés de llicències. I algunes d'aquestes instal·lacions, sobretot algunes de les més petites, simplement no tenen aquests diners ni aquest temps», afirma Malcolm Woolf, president i director general de la National Hydropower Association. Calcula que hi ha desenes d'agències diferents implicades en la llicència o renovació de llicències d'una sola instal·lació hidroelèctrica. El procés, va dir, triga més que la llicència d'una central nuclear.
Com que la central hidroelèctrica mitjana dels Estats Units té més de 60 anys, moltes hauran de ser renovades per obtenir la llicència aviat.
«Així doncs, podríem estar davant d'una sèrie de renúncies de llicències, cosa que és irònica just quan intentem augmentar la quantitat de generació flexible i sense carboni que tenim en aquest país», va dir Woolf.
Però el Departament d'Energia diu que hi ha potencial per al creixement nacional, mitjançant la millora de les centrals antigues i l'addició d'energia a les preses existents.
«Tenim 90.000 preses en aquest país, la majoria de les quals es van construir per al control d'inundacions, per al reg, per a l'emmagatzematge d'aigua, per a l'esbarjo. Només el 3% d'aquestes preses s'utilitzen realment per generar energia», va dir Woolf.
El creixement del sector també depèn de l'expansió de l'energia hidroelèctrica d'emmagatzematge per bombament, que està guanyant força com a forma de "fermar" les energies renovables, emmagatzemant l'excés d'energia per al seu ús quan no brilla el sol i no bufa el vent.
Quan una instal·lació d'emmagatzematge per bombament genera energia, funciona igual que una central hidroelèctrica normal: l'aigua flueix del dipòsit superior al inferior, fent girar una turbina generadora d'electricitat al llarg del camí. La diferència és que una instal·lació d'emmagatzematge per bombament es pot recarregar, utilitzant l'energia de la xarxa per bombar aigua des de baix fins al dipòsit superior, emmagatzemant així energia potencial que es pot alliberar quan calgui.
Tot i que l'emmagatzematge per bombament té uns 22 gigawatts de capacitat de generació d'electricitat avui dia, hi ha més de 60 gigawatts de projectes proposats en desenvolupament. Això només és superat per la Xina.
En els darrers anys, les sol·licituds de permisos i llicències per a sistemes d'emmagatzematge per bombament han augmentat considerablement, i s'estan considerant noves tecnologies. Aquestes inclouen instal·lacions de "circuit tancat", en què cap dels dos embassaments està connectat a una font d'aigua externa, o instal·lacions més petites que utilitzen dipòsits en lloc de dipòsits. Ambdós mètodes probablement serien menys perjudicials per al medi ambient circumdant.
Emissions i sequera
La construcció de preses als rius o la creació de nous embassaments pot obstruir la migració dels peixos i arruïnar els ecosistemes i hàbitats circumdants. Les preses i els embassaments han fins i tot desplaçat desenes de milions de persones al llarg de la història, generalment comunitats indígenes o rurals.
Aquests danys són àmpliament reconeguts. Però un nou repte —les emissions dels embassaments— està rebent ara una atenció creixent.
«El que la gent no s'adona és que aquests embassaments emeten molt diòxid de carboni i metà a l'atmosfera, dos gasos d'efecte hivernacle», va dir Ilissa Ocko, científica sènior del clima de l'Environmental Defense Fund.
Les emissions provenen de la vegetació en descomposició i altra matèria orgànica, que es descomponen i alliberen metà quan una zona s'inunda per crear un embassament. "Normalment, aquest metà es converteix en diòxid de carboni, però es necessita oxigen per fer-ho. I si l'aigua és realment molt calenta, les capes inferiors s'esgoten d'oxigen", va dir Ocko, cosa que significa que el metà s'allibera a l'atmosfera.
Pel que fa a l'escalfament del món, el metà és més de 80 vegades més potent que el CO2 durant els primers 20 anys després de la seva alliberació. Fins ara, la investigació mostra que les parts més càlides del món, com l'Índia i l'Àfrica, tendeixen a tenir plantes més contaminants, mentre que Ocko diu que els embassaments de la Xina i els EUA no són una preocupació particular. Però Ocko diu que cal una manera més robusta de mesurar les emissions.
«I aleshores podríeu tenir tot tipus d'incentius per reduir-ho, o regulacions per part de diferents autoritats per assegurar-vos que no emeteu massa», va dir Ocko.
Un altre problema important per a l'energia hidroelèctrica és la sequera provocada pel clima. Els embassaments poc profunds produeixen menys energia, i això és especialment preocupant a l'oest americà, que ha experimentat el període de 22 anys més sec dels darrers 1.200 anys.
A mesura que embassaments com el llac Powell, que alimenta la presa de Glen Canyon, i el llac Mead, que alimenta la presa Hoover, produeixen menys electricitat, els combustibles fòssils estan prenent el relleu. Un estudi va descobrir que entre el 2001 i el 2015 es van alliberar 100 milions de tones addicionals de diòxid de carboni a 11 estats de l'oest a causa del canvi de l'energia hidroelèctrica induït per la sequera. Durant una època particularment difícil per a Califòrnia entre el 2012 i el 2016, un altre estudi va estimar que la pèrdua de generació d'energia hidroelèctrica va costar a l'estat 2.450 milions de dòlars.
Per primera vegada a la història, s'ha declarat escassetat d'aigua al llac Mead, cosa que ha provocat retallades en l'assignació d'aigua a Arizona, Nevada i Mèxic. Es preveu que el nivell de l'aigua, actualment a 327 metres, baixi encara més, ja que l'Oficina de Reclamació ha pres la mesura sense precedents de retenir l'aigua al llac Powell, situat riu amunt del llac Mead, perquè la presa de Glen Canyon pugui continuar produint energia. Si el llac Mead baixa per sota dels 275 metres, deixarà de generar energia.
El futur de l'energia hidroelèctrica
La modernització de la infraestructura hidroelèctrica existent podria augmentar l'eficiència i recuperar algunes pèrdues relacionades amb la sequera, així com garantir que les centrals puguin funcionar durant moltes dècades.
Entre ara i el 2030, es destinaran 127.000 milions de dòlars a la modernització de centrals antigues a nivell mundial. Això representa gairebé una quarta part de la inversió total en energia hidroelèctrica mundial i gairebé el 90% de la inversió a Europa i Amèrica del Nord.
A la presa Hoover, això ha significat modernitzar algunes de les seves turbines per funcionar de manera més eficient a altituds més baixes, instal·lar comportes més primes, que controlen el flux d'aigua a les turbines i injectar aire comprimit a les turbines per augmentar l'eficiència.
Però en altres parts del món, la major part de la inversió es destina a noves centrals. Es preveu que els grans projectes estatals a Àsia i Àfrica representin més del 75% de la nova capacitat hidroelèctrica fins al 2030. Però alguns es preocupen per l'impacte que aquests projectes tindran sobre el medi ambient.
«En la meva humil opinió, estan sobreconstruïts. Estan construïts amb una capacitat massiva que no és necessària», va dir Shannon Ames, directora executiva del Low Impact Hydropower Institute, «Es podrien fer a pas d'aigua i simplement es podrien dissenyar de manera diferent».
Les instal·lacions de flux fluvial no inclouen un embassament i, per tant, tenen menys impacte sobre el medi ambient, però no poden generar energia a demanda, ja que la producció depèn dels cabals estacionals. Es preveu que l'energia hidroelèctrica de flux fluvial representi aproximadament el 13% de les addicions totals de capacitat aquesta dècada, mentre que l'energia hidroelèctrica tradicional representarà el 56% i la hidroelèctrica de bombeig el 29%.
Però en general, el creixement de l'energia hidroelèctrica s'està alentint i es preveu que es contragui al voltant d'un 23% fins al 2030. Invertir aquesta tendència dependrà en gran mesura de la racionalització dels processos reguladors i de permisos, i de l'establiment d'estàndards de sostenibilitat elevats i programes de mesurament d'emissions per garantir l'acceptació de la comunitat. Un termini de desenvolupament més curt ajudaria els promotors a obtenir acords de compra d'energia, incentivant així la inversió, ja que els rendiments estarien garantits.
«Part del motiu pel qual de vegades no sembla tan atractiu com l'energia solar i l'eòlica és perquè l'horitzó de les instal·lacions és diferent. Per exemple, una planta eòlica i solar normalment es considera un projecte de 20 anys», va dir Ames. «D'altra banda, l'energia hidroelèctrica té llicència i funciona durant 50 anys. I moltes d'elles fa 100 anys que funcionen... Però els nostres mercats de capitals no necessàriament aprecien un rendiment més llarg com aquest».
Trobar els incentius adequats per al desenvolupament de l'energia hidroelèctrica i l'emmagatzematge per bombament, i garantir que es faci de manera sostenible, serà fonamental per deslligar el món dels combustibles fòssils, diu Woolf.
«No rebem els titulars que reben algunes de les altres tecnologies. Però crec que la gent s'adona cada cop més que no es pot tenir una xarxa fiable sense energia hidroelèctrica.»
Data de publicació: 14 de juliol de 2022
