Tenaga air minangka energi terbarukan paling gedhe ing donya, ngasilake energi kaping pindho luwih akeh tinimbang angin, lan kaping papat luwih akeh tinimbang surya. Lan mompa banyu saka ndhuwur bukit, utawa "tenaga air panyimpenan sing dipompa", nyakup luwih saka 90% saka total kapasitas panyimpenan energi ing donya.
Nanging senadyan dampak tenaga air gedhe banget, kita ora krungu akeh babagan iki ing AS. Sanajan sawetara dekade kepungkur wis ndeleng angin lan surya mudhun drastis lan kasedhiyan saya akeh, pembangkit listrik tenaga air domestik tetep relatif stabil, amarga negara kasebut wis mbangun pembangkit listrik tenaga air ing lokasi sing paling ideal sacara geografis.
Ing tingkat internasional, critane beda. China wis nyurung ekspansi ekonomine kanthi mbangun ewonan bendungan hidroelektrik anyar, sing asring gedhe, sajrone sawetara dekade pungkasan. Afrika, India, lan negara liya ing Asia lan Pasifik uga bakal nindakake perkara sing padha.
Nanging ekspansi tanpa pengawasan lingkungan sing ketat bisa nyebabake masalah, amarga bendungan lan waduk ngganggu ekosistem kali lan habitat sekitar, lan panliten anyar nuduhake yen waduk bisa ngetokake karbon dioksida lan metana luwih akeh tinimbang sing dingerteni sadurunge. Kajaba iku, kekeringan sing disebabake iklim ndadekake hidro dadi sumber energi sing kurang dipercaya, amarga bendungan ing Amerika Kulon wis kelangan kapasitas pembangkit listrik sing signifikan.
"Ing taun lumrah, Bendungan Hoover bakal ngasilake energi udakara 4,5 milyar kilowatt jam," ujare Mark Cook, Manajer Bendungan Hoover sing ikonik. "Amarga tlaga sing kaya saiki, luwih kaya 3,5 milyar kilowatt jam."
Nanging para ahli ujar manawa hidro nduweni peran gedhe ing masa depan sing 100% bisa dianyari, mula sinau carane ngatasi tantangan kasebut iku kudu ditindakake.
Tenaga air domestik
Ing taun 2021, tenaga air nyumbang udakara 6% saka pembangkit listrik skala utilitas ing AS lan 32% saka pembangkit listrik terbarukan. Ing domestik, iki minangka energi terbarukan paling gedhe nganti taun 2019, nalika dikalahake dening angin.
AS ora diarepake bakal weruh akeh pertumbuhan tenaga air ing dekade ngarep, sebagian amarga proses lisensi lan perizinan sing angel.
"Butuh puluhan yuta dolar lan pirang-pirang taun gaweyan kanggo ngliwati proses lisensi. Lan kanggo sawetara fasilitas kasebut, utamane sawetara fasilitas sing luwih cilik, dheweke ora duwe dhuwit utawa wektu kasebut," ujare Malcolm Woolf, Presiden lan CEO Asosiasi Tenaga Air Nasional. Dheweke ngira-ngira ana puluhan agensi sing beda-beda sing melu menehi lisensi utawa menehi lisensi maneh ing siji fasilitas tenaga air. Proses kasebut, ujare, mbutuhake wektu luwih suwe tinimbang menehi lisensi pembangkit listrik tenaga nuklir.
Amarga rata-rata pembangkit listrik tenaga air ing AS umure luwih saka 60 taun, akeh sing kudu rauh diwenehi lisensi maneh.
"Dadi kita bisa uga ngadhepi akeh penyerahan lisensi, sing ironis nalika kita nyoba nambah jumlah pembangkit listrik sing fleksibel lan bebas karbon sing kita duwe ing negara iki," ujare Woolf.
Nanging Departemen Energi ujar manawa ana potensi kanggo pertumbuhan domestik, liwat peningkatan pembangkit listrik lawas lan nambah daya menyang bendungan sing wis ana.
"Kita duwe 90.000 bendungan ing negara iki, sing umume dibangun kanggo pengendalian banjir, kanggo irigasi, kanggo panyimpenan banyu, kanggo rekreasi. Mung 3% saka bendungan kasebut sing digunakake kanggo ngasilake listrik," ujare Woolf.
Pertumbuhan ing sektor iki uga gumantung marang perluasan tenaga air panyimpenan sing dipompa, sing saya tambah populer minangka cara kanggo "nguatake" energi terbarukan, nyimpen energi sing berlebihan kanggo digunakake nalika srengenge ora sumunar lan angin ora nyebul.
Nalika fasilitas panyimpenan sing dipompa ngasilake daya, fasilitas kasebut beroperasi kaya pembangkit listrik tenaga air biasa: Banyu mili saka waduk ndhuwur menyang ngisor, muter turbin pembangkit listrik ing sadawane dalan. Bedane yaiku fasilitas panyimpenan sing dipompa bisa diisi ulang, nggunakake daya saka jaringan kanggo mompa banyu saka ngisor menyang waduk sing luwih dhuwur, saengga nyimpen energi potensial sing bisa dirilis nalika dibutuhake.
Sanajan panyimpenan sing dipompa saiki duwe kapasitas pembangkit listrik udakara 22 gigawatt, ana luwih saka 60 gigawatt proyek sing diusulake ing jalur pembangunan. Kuwi nomer loro sawise China.
Ing taun-taun pungkasan, aplikasi ijin lan lisensi kanggo sistem panyimpenan sing dipompa wis tambah akeh, lan teknologi anyar lagi ditimbang. Iki kalebu fasilitas "loop tertutup", ing ngendi ora ana waduk sing nyambung menyang sumber banyu njaba, utawa fasilitas sing luwih cilik sing nggunakake tangki tinimbang waduk. Kaloro cara kasebut kemungkinan bakal kurang ngganggu lingkungan sekitar.
Emisi lan kekeringan
Membendung kali utawa nggawe waduk anyar bisa ngalangi migrasi iwak lan ngrusak ekosistem lan habitat ing sakubenge. Bendungan lan waduk malah wis ngungsi puluhan yuta wong sajrone sejarah, biasane komunitas pribumi utawa pedesaan.
Kerugian iki wis diakoni sacara wiyar. Nanging tantangan anyar — emisi saka waduk — saiki saya tambah akeh perhatian.
"Sing ora disadari wong-wong yaiku waduk-waduk iki sejatine ngetokake akeh karbon dioksida lan metana menyang atmosfer, sing loro-lorone minangka gas omah kaca sing kuwat," ujare Ilissa Ocko, Ilmuwan Iklim Senior ing Environmental Defense Fund.
Emisi kasebut asale saka vegetasi sing bosok lan bahan organik liyane, sing rusak lan ngeculake metana nalika sawijining wilayah kebanjiran kanggo nggawe waduk. "Biasane metana kasebut banjur malih dadi karbon dioksida, nanging sampeyan butuh oksigen kanggo nindakake iku. Lan yen banyu pancen anget banget, mula lapisan ngisor bakal kekurangan oksigen," ujare Ocko, tegese metana banjur dibebasake menyang atmosfer.
Nalika ngomong babagan anget donya, metana luwih saka 80 kali luwih kuat tinimbang CO2 sajrone 20 taun pisanan sawise dirilis. Nganti saiki, riset nuduhake yen wilayah sing luwih panas ing donya, kaya India lan Afrika, cenderung duwe luwih akeh pabrik sing nyebabake polusi, dene Ocko ujar manawa waduk ing China lan AS ora dadi perhatian khusus. Nanging Ocko ujar manawa kudu ana cara sing luwih kuat kanggo ngukur emisi.
"Lan banjur sampeyan bisa uga duwe macem-macem insentif kanggo nyuda, utawa peraturan saka macem-macem panguwasa kanggo mesthekake yen sampeyan ora ngetokake kakehan," ujare Ocko.
Masalah utama liyane kanggo tenaga banyu yaiku kekeringan sing disebabake iklim. Waduk cethek ngasilake daya sing luwih sithik, lan iki dadi perhatian khusus ing Amerika Kulon, sing wis ngalami periode paling garing sajrone 22 taun sajrone 1.200 taun pungkasan.
Amarga waduk kaya Tlaga Powell, sing nyedhiyakake sumber daya kanggo Bendungan Glen Canyon, lan Tlaga Mead, sing nyedhiyakake sumber daya kanggo Bendungan Hoover, ngasilake listrik sing luwih sithik, bahan bakar fosil saya suda. Siji panliten nemokake yen saka taun 2001-2015, tambahan 100 yuta ton karbon dioksida dirilis ing 11 negara bagian ing sisih kulon amarga owah-owahan saka tenaga banyu sing disebabake dening kekeringan. Sajrone wektu sing angel banget kanggo California antarane taun 2012-2016, panliten liyane ngira-ngira yen pembangkit listrik tenaga banyu sing ilang ngentekake biaya $2,45 milyar kanggo negara bagian kasebut.
Kanggo pisanan ing sejarah, kekurangan banyu diumumake ing Tlaga Mead, sing nyebabake pangurangan alokasi banyu ing Arizona, Nevada, lan Meksiko. Tingkat banyu, sing saiki ana ing 1.047 kaki, diarepake bakal mudhun maneh, amarga Biro Reklamasi wis njupuk langkah sing durung tau ana sadurunge kanggo nahan banyu ing Tlaga Powell, sing dumunung ing hulu Tlaga Mead, supaya Bendungan Glen Canyon bisa terus ngasilake listrik. Yen Tlaga Mead mudhun ing ngisor 950 kaki, Bendungan kasebut ora bakal ngasilake listrik maneh.
Masa depan tenaga air
Modernisasi infrastruktur tenaga air sing wis ana bisa nambah efisiensi lan ngatasi sawetara kerugian sing ana gandhengane karo kekeringan, uga njamin manawa pembangkit listrik bisa beroperasi nganti pirang-pirang dekade sing bakal teka.
Antarane saiki lan taun 2030, $127 milyar bakal digunakake kanggo modernisasi pembangkit listrik lawas sacara global. Kuwi nyumbang meh saprapat saka total investasi tenaga air global, lan meh 90% investasi ing Eropa lan Amerika Utara.
Ing Bendungan Hoover, kuwi tegese ndandani sawetara turbin supaya bisa beroperasi luwih efisien ing elevasi sing luwih endhek, masang gerbang wicket sing luwih tipis, sing ngontrol aliran banyu menyang turbin lan nyuntikake udara sing dikompres menyang turbin kanggo nambah efisiensi.
Nanging ing wilayah liya ing donya, mayoritas investasi ditujokake kanggo pabrik anyar. Proyek gedhe milik negara ing Asia lan Afrika diarepake bakal nyumbang luwih saka 75% kapasitas tenaga air anyar nganti taun 2030. Nanging sawetara kuwatir babagan dampak proyek kasebut marang lingkungan.
"Miturut pamanggihku, iki dibangun kanthi kapasitas gedhe banget. Iki dibangun kanthi kapasitas sing gedhe banget sing ora perlu," ujare Shannon Ames, Direktur Eksekutif Low Impact Hydropower Institute, "Iki bisa digawe minangka saluran banyu lan bisa uga dirancang kanthi beda."
Fasilitas aliran kali ora kalebu waduk, mula duwe dampak sing luwih sithik marang lingkungan, nanging ora bisa ngasilake energi miturut panjaluk, amarga output gumantung saka aliran musiman. Tenaga air aliran kali diarepake bakal nyumbang udakara 13% saka total tambahan kapasitas dekade iki, dene tenaga air tradisional bakal nyumbang 56% lan ngompa 29%.
Nanging sakabèhé, pertumbuhan tenaga air saya alon, lan diprediksi bakal mudhun udakara 23% nganti taun 2030. Mbalikke tren iki bakal gumantung banget karo penyederhanaan proses peraturan lan perizinan, lan nyetel standar keberlanjutan sing dhuwur lan program pangukuran emisi kanggo njamin panampa masyarakat. Garis wektu pembangunan sing luwih cendhek bakal mbantu para pengembang entuk perjanjian tuku listrik, saengga menehi insentif investasi amarga pengembalian bakal dijamin.
"Sebagéan alesan kenapa kadhangkala ora katon apik kaya tenaga surya lan angin yaiku amarga cakrawala kanggo fasilitas kasebut beda. Contone, pembangkit listrik tenaga angin lan surya biasane dideleng minangka proyek 20 taun," ujare Ames, "Ing sisih liya, tenaga air dilisensi lan beroperasi sajrone 50 taun. Lan akeh sing wis beroperasi sajrone 100 taun ... Nanging pasar modal kita ora mesthi ngapresiasi bali sing luwih suwe kaya ngono."
Nggoleki insentif sing tepat kanggo tenaga banyu lan pangembangan panyimpenan sing dipompa, lan mesthekake yen ditindakake kanthi cara sing lestari, bakal dadi penting banget kanggo nyapih jagad saka bahan bakar fosil, ujare Woolf.
"Kita ora ngerti berita utama kaya teknologi liyane. Nanging aku mikir wong-wong saya ngerti yen sampeyan ora bisa duwe jaringan listrik sing bisa dipercaya tanpa tenaga air."
Wektu kiriman: 14 Juli 2022
