რატომ არის ჰიდროენერგია სუფთა ენერგიის დავიწყებული გიგანტი

ჰიდროენერგია მსოფლიოში უდიდესი განახლებადი ენერგიაა, რომელიც ქარის ენერგიაზე ორჯერ მეტ ენერგიას და მზის ენერგიაზე ოთხჯერ მეტს გამოიმუშავებს. წყლის გორაკზე ამოტუმბვა, იგივე „ტუმბო-წყლის დაგროვების ჰიდროენერგია“, მსოფლიოს ენერგიის შენახვის მთლიანი სიმძლავრის 90%-ზე მეტს შეადგენს.
თუმცა, ჰიდროენერგიის უზარმაზარი გავლენის მიუხედავად, აშშ-ში მის შესახებ ბევრს არ გვსმენია. მიუხედავად იმისა, რომ ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში ქარისა და მზის ენერგიის ფასები მკვეთრად დაეცა და ხელმისაწვდომობა მკვეთრად გაიზარდა, შიდა ჰიდროენერგიის გამომუშავება შედარებით სტაბილური დარჩა, რადგან ქვეყანამ უკვე ააშენა ჰიდროელექტროსადგურები გეოგრაფიულად ყველაზე იდეალურ ადგილებში.
საერთაშორისო დონეზე კი საქმე სხვაგვარადაა. ჩინეთმა ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში ათასობით ახალი, ხშირად მასიური, ჰიდროელექტროსადგურის აშენებით ხელი შეუწყო თავის ეკონომიკურ ექსპანსიას. აფრიკა, ინდოეთი და აზიისა და წყნარი ოკეანის სხვა ქვეყნებიც იგივეს აპირებენ.
თუმცა, მკაცრი გარემოსდაცვითი ზედამხედველობის გარეშე გაფართოებამ შესაძლოა პრობლემები გამოიწვიოს, რადგან კაშხლები და წყალსაცავები არღვევს მდინარის ეკოსისტემებსა და მიმდებარე ჰაბიტატებს, ხოლო ბოლოდროინდელი კვლევები აჩვენებს, რომ წყალსაცავებს შეუძლიათ გამოყონ მეტი ნახშირორჟანგი და მეთანი, ვიდრე აქამდე ეგონათ. გარდა ამისა, კლიმატური პირობებით გამოწვეული გვალვა ჰიდროენერგიას ნაკლებად საიმედო ენერგიის წყაროდ აქცევს, რადგან ამერიკის დასავლეთში კაშხლებმა ელექტროენერგიის გამომუშავების მნიშვნელოვანი მოცულობა დაკარგეს.
„ტიპიურ წელიწადში ჰუვერის კაშხალი დაახლოებით 4.5 მილიარდ კილოვატ/საათ ენერგიას გამოიმუშავებს“, - განაცხადა მარკ კუკმა, ლეგენდარული ჰუვერის კაშხლის მენეჯერმა. „ტბის ამჟამინდელი მდგომარეობით, ის დაახლოებით 3.5 მილიარდ კილოვატ/საათს გამოიმუშავებს“.
მიუხედავად ამისა, ექსპერტები ამბობენ, რომ ჰიდროენერგიას დიდი როლი აკისრია 100%-ით განახლებადი ენერგიის მომავალში, ამიტომ აუცილებელია ისწავლოთ, თუ როგორ შემსუბუქდეთ ეს გამოწვევები.

შიდა ჰიდროენერგია, რომელიც გამოიყენება შიდა ჰიდროენერგიით.
2021 წელს, ჰიდროენერგია აშშ-ში კომუნალური მასშტაბის ელექტროენერგიის წარმოების დაახლოებით 6%-ს და განახლებადი ელექტროენერგიის წარმოების 32%-ს შეადგენდა. ქვეყნის შიგნით, ის ყველაზე დიდი განახლებადი ენერგია იყო 2019 წლამდე, სანამ მას ქარის ენერგიამ არ გაუსწრო.
აშშ-ში მომდევნო ათწლეულში ჰიდროენერგეტიკის დიდი ზრდა არ არის მოსალოდნელი, ნაწილობრივ ლიცენზირებისა და ნებართვების გაცემის რთული პროცესის გამო.
„ლიცენზირების პროცესის გავლა ათობით მილიონი დოლარი და წლების ძალისხმევა ჯდება. ზოგიერთი ასეთი ობიექტისთვის, განსაკუთრებით კი ზოგიერთი პატარა ობიექტისთვის, მათ უბრალოდ არ აქვთ ეს ფული ან დრო“, - ამბობს მალკოლმ ვულფი, ეროვნული ჰიდროენერგეტიკის ასოციაციის პრეზიდენტი და აღმასრულებელი დირექტორი. მისი შეფასებით, ერთი ჰიდროელექტროსადგურის ლიცენზირებაში ან ხელახალი ლიცენზირებაში ათობით სხვადასხვა სააგენტოა ჩართული. მისი თქმით, ეს პროცესი ატომური ელექტროსადგურის ლიცენზირებაზე მეტ დროს მოითხოვს.
რადგან აშშ-ში საშუალო ჰიდროელექტროსადგური 60 წელზე მეტია, ბევრ მათგანს მალე ხელახლა ლიცენზირება დასჭირდება.
„ამრიგად, შესაძლოა, ლიცენზიების დათმობის უამრავი შემთხვევის წინაშე აღმოვჩნდეთ, რაც ირონიულია ზუსტად მაშინ, როდესაც ვცდილობთ, გავზარდოთ მოქნილი, ნახშირბადისგან თავისუფალი გენერაციის რაოდენობა ამ ქვეყანაში“, - თქვა ვულფმა.
თუმცა, ენერგეტიკის დეპარტამენტი აცხადებს, რომ არსებობს შიდა ზრდის პოტენციალი ძველი ელექტროსადგურების განახლებისა და არსებული კაშხლებისთვის ენერგიის დამატების გზით.
„ჩვენს ქვეყანაში 90 000 კაშხალი გვაქვს, რომელთა უმეტესობა აშენდა წყალდიდობის კონტროლისთვის, სარწყავად, წყლის შესანახად და დასასვენებლად. ამ კაშხლებიდან მხოლოდ 3% გამოიყენება რეალურად ენერგიის გენერირებისთვის“, - თქვა ვულფმა.
სექტორში ზრდა ასევე დამოკიდებულია ტუმბოთი დაგროვებითი ჰიდროენერგეტიკის გაფართოებაზე, რომელიც სულ უფრო პოპულარული ხდება, როგორც განახლებადი ენერგიის „გამყარების“ საშუალება და ჭარბი ენერგიის შენახვა იმ დროს, როდესაც მზე არ ანათებს და ქარი არ უბერავს.
როდესაც ტუმბოთი მომუშავე საცავი ენერგიას გამოიმუშავებს, ის ისევე მუშაობს, როგორც ჩვეულებრივი ჰიდროელექტროსადგური: წყალი ზედა რეზერვუარიდან ქვედაში მიედინება და გზად ელექტროენერგიის გამომუშავებელ ტურბინას ატრიალებს. განსხვავება ისაა, რომ ტუმბოთი მომუშავე საცავს შეუძლია დატენვა, ქსელიდან მიღებული ენერგიის გამოყენებით წყალი ქვემოდან ზედა რეზერვუარში გადატუმბავს, რითაც ინახავს პოტენციურ ენერგიას, რომლის გამოთავისუფლებაც საჭიროების შემთხვევაში შეიძლება.
მიუხედავად იმისა, რომ ტუმბოს დაგროვებით ელექტროენერგიის გამომუშავების სიმძლავრე დღეს დაახლოებით 22 გიგავატია, განვითარების პროცესში 60 გიგავატზე მეტი სიმძლავრის პროექტია. ეს მაჩვენებელი მხოლოდ ჩინეთს ჩამორჩება.
ბოლო წლებში მნიშვნელოვნად გაიზარდა ტუმბოს ტიპის წყლის დაგროვების სისტემების ნებართვებისა და ლიცენზირების განაცხადების რაოდენობა და განიხილება ახალი ტექნოლოგიები. ესენია „დახურული ციკლის“ ობიექტები, სადაც არც ერთი წყალსაცავი არ არის დაკავშირებული გარე წყლის წყაროსთან, ან უფრო მცირე ზომის ობიექტები, რომლებიც წყალსაცავების ნაცვლად ავზებს იყენებენ. ორივე მეთოდი, სავარაუდოდ, ნაკლებად დამანგრეველი იქნება გარემოსთვის.

გამონაბოლქვი და გვალვა
მდინარეების კაშხლების აშენებამ ან ახალი წყალსაცავების შექმნამ შეიძლება თევზის მიგრაცია შეაფერხოს და მიმდებარე ეკოსისტემები და ჰაბიტატები გაანადგუროს. კაშხლებმა და წყალსაცავებმა ისტორიის განმავლობაში ათობით მილიონი ადამიანიც კი გადაასახლა, ძირითადად მკვიდრი ან სოფლის თემები.
ეს ზიანი ფართოდ არის აღიარებული. თუმცა, ახალი გამოწვევა - წყალსაცავებიდან გამონაბოლქვი - ახლა სულ უფრო მეტ ყურადღებას იპყრობს.
„ხალხმა არ იცის, რომ ეს წყალსაცავები სინამდვილეში ატმოსფეროში დიდი რაოდენობით ნახშირორჟანგს და მეთანს გამოყოფს, რომლებიც ძლიერი სათბურის აირებია“, - თქვა ილისა ოკომ, გარემოს დაცვის ფონდის უფროსმა კლიმატის მეცნიერმა.
გამონაბოლქვი წარმოიქმნება დაშლილი მცენარეულობისა და სხვა ორგანული ნივთიერებებისგან, რომლებიც იშლება და გამოყოფს მეთანს, როდესაც ტერიტორია დატბორილია წყალსაცავის შესაქმნელად. „ჩვეულებრივ, ეს მეთანი შემდეგ ნახშირორჟანგად გარდაიქმნება, მაგრამ ამისათვის ჟანგბადი გჭირდებათ. და თუ წყალი ძალიან, ძალიან თბილია, მაშინ ქვედა ფენებში ჟანგბადი იცლება“, - თქვა ოკომ, რაც იმას ნიშნავს, რომ მეთანი შემდეგ ატმოსფეროში გამოიყოფა.
როდესაც საქმე მსოფლიოს დათბობას ეხება, მეთანი გამოყოფიდან პირველი 20 წლის განმავლობაში CO2-ზე 80-ჯერ უფრო ძლიერია. ჯერჯერობით, კვლევები აჩვენებს, რომ მსოფლიოს უფრო ცხელ ნაწილებში, როგორიცაა ინდოეთი და აფრიკა, უფრო მეტი დამაბინძურებელი მცენარეა, ხოლო ოკო ამბობს, რომ ჩინეთისა და აშშ-ს წყალსაცავები განსაკუთრებულ შეშფოთებას არ იწვევს. თუმცა, ოკო ამბობს, რომ ემისიების გაზომვის უფრო საიმედო გზაა საჭირო.
„შემდეგ კი შეიძლება გქონდეთ ყველანაირი სტიმული მისი შესამცირებლად, ან სხვადასხვა ორგანოს მიერ დადგენილი რეგულაციები იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ძალიან ბევრ გამონაბოლქვს არ ასხივებთ“, - თქვა ოკომ.
ჰიდროენერგიის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი პრობლემა კლიმატური პირობებით გამოწვეული გვალვაა. არაღრმა წყალსაცავები ნაკლებ ენერგიას გამოიმუშავებენ და ეს განსაკუთრებით შემაშფოთებელია ამერიკის დასავლეთისთვის, სადაც ბოლო 1200 წლის განმავლობაში ყველაზე მშრალი 22-წლიანი პერიოდი დაფიქსირდა.
რადგან ისეთი წყალსაცავები, როგორიცაა ტბა პაუელი, რომელიც გლენ კანიონის კაშხალს კვებავს, და ტბა მიდი, რომელიც ჰუვერის კაშხალს კვებავს, ნაკლებ ელექტროენერგიას გამოიმუშავებენ, წიაღისეული საწვავი ამ დეფიციტის შევსებას ახერხებს. ერთ-ერთი კვლევის თანახმად, 2001-2015 წლებში დასავლეთის 11 შტატში ჰიდროენერგიიდან გვალვის შედეგად გადასვლის გამო დამატებით 100 მილიონი ტონა ნახშირორჟანგი გამოიყო. კალიფორნიისთვის განსაკუთრებით რთულ პერიოდში, 2012-2016 წლებში, სხვა კვლევის თანახმად, ჰიდროენერგიის დაკარგვამ შტატს 2.45 მილიარდი დოლარი დაუჯდა.
ისტორიაში პირველად, მიდის ტბაზე წყლის დეფიციტი გამოცხადდა, რამაც წყლის განაწილების შემცირება გამოიწვია არიზონაში, ნევადასა და მექსიკაში. წყლის დონე, რომელიც ამჟამად 1047 ფუტზეა, მოსალოდნელია, რომ კიდევ უფრო დაეცემა, რადგან მელიორაციის ბიურომ უპრეცედენტო ნაბიჯი გადადგა და მიდის ტბის ზემო ნაწილში მდებარე პაუელის ტბაში წყალი შეაჩერა, რათა გლენ კანიონის კაშხალმა ელექტროენერგიის გამომუშავება განაგრძოს. თუ მიდის ტბის დონე 950 ფუტზე დაბლა დაეშვება, ის ელექტროენერგიას აღარ გამოიმუშავებს.

ჰიდროენერგეტიკის მომავალი
არსებული ჰიდროელექტროსადგურების ინფრასტრუქტურის მოდერნიზაციამ შესაძლოა გაზარდოს ეფექტურობა და აანაზღაუროს გვალვასთან დაკავშირებული ზოგიერთი დანაკარგი, ასევე უზრუნველყოს, რომ ელექტროსადგურები შეძლებენ ფუნქციონირებას მომავალი ათწლეულების განმავლობაში.
დღეიდან 2030 წლამდე, მსოფლიო მასშტაბით ძველი ელექტროსადგურების მოდერნიზაციაზე 127 მილიარდი დოლარი დაიხარჯება. ეს ჰიდროენერგეტიკაში გლობალური ინვესტიციების თითქმის მეოთხედს და ევროპასა და ჩრდილოეთ ამერიკაში ინვესტიციების თითქმის 90%-ს შეადგენს.
ჰუვერის კაშხალში ეს ნიშნავდა მათი ზოგიერთი ტურბინის მოდერნიზებას დაბალ სიმაღლეებზე უფრო ეფექტურად მუშაობისთვის, უფრო თხელი კარიბჭეების დამონტაჟებას, რომლებიც აკონტროლებენ ტურბინებში წყლის ნაკადს და ეფექტურობის გაზრდის მიზნით ტურბინებში შეკუმშული ჰაერის შეყვანას.
თუმცა, მსოფლიოს სხვა ნაწილებში ინვესტიციების უმეტესი ნაწილი ახალი ელექტროსადგურების მშენებლობაზე იხარჯება. აზიასა და აფრიკაში სახელმწიფო საკუთრებაში არსებული მსხვილი პროექტები, სავარაუდოდ, 2030 წლისთვის ახალი ჰიდროელექტროსადგურების სიმძლავრის 75%-ზე მეტს შეადგენს. თუმცა, ზოგიერთი შეშფოთებულია იმ ზეგავლენით, რაც ასეთ პროექტებს გარემოზე ექნებათ.
„ჩემი მოკრძალებული აზრით, ისინი გადატვირთულია. ისინი აშენებულია უზარმაზარი სიმძლავრით, რაც აუცილებელი არ არის“, - თქვა შენონ ეიმსმა, დაბალი ზემოქმედების ჰიდროელექტროსადგურების ინსტიტუტის აღმასრულებელმა დირექტორმა, „ისინი შეიძლება გაკეთდეს მდინარის კალაპოტის სახით და უბრალოდ სხვაგვარად იყოს დაპროექტებული“.
მდინარის მოდინებაზე მომუშავე ნაგებობებს წყალსაცავი არ აქვთ და შესაბამისად, გარემოზე ნაკლები ზემოქმედება აქვთ, თუმცა მათ არ შეუძლიათ მოთხოვნისამებრ ენერგიის გენერირება, რადგან გამომუშავება სეზონურ ნაკადებზეა დამოკიდებული. მოსალოდნელია, რომ მდინარის მოდინებაზე მომუშავე ჰიდროენერგია ამ ათწლეულში მთლიანი სიმძლავრის დამატებების დაახლოებით 13%-ს შეადგენს, მაშინ როდესაც ტრადიციული ჰიდროენერგია 56%-ს, ხოლო ტუმბოზე მომუშავე ჰიდროენერგია 29%-ს შეადგენს.
თუმცა, საერთო ჯამში, ჰიდროენერგიის ზრდა შენელდება და 2030 წლისთვის დაახლოებით 23%-ით შემცირდება. ამ ტენდენციის შეცვლა დიდწილად დამოკიდებული იქნება მარეგულირებელი და ნებართვების გაცემის პროცესების გამარტივებაზე, ასევე მაღალი მდგრადი განვითარების სტანდარტებისა და ემისიების გაზომვის პროგრამების დამკვიდრებაზე, რათა უზრუნველყოფილი იყოს საზოგადოების მიერ მათი მიღება. განვითარების უფრო მოკლე ვადები დაეხმარება დეველოპერებს ელექტროენერგიის შესყიდვის ხელშეკრულებების მიღებაში, რითაც ინვესტიციების წახალისება იქნება, რადგან შემოსავალი გარანტირებული იქნება.
„ზოგჯერ მზისა და ქარის ენერგიასავით მიმზიდველად ის არ გამოიყურება, რომ ობიექტების ჰორიზონტი განსხვავებულია. მაგალითად, ქარისა და მზის ელექტროსადგური, როგორც წესი, 20-წლიან პროექტად განიხილება“, - თქვა ეიმსმა, - „მეორეს მხრივ, ჰიდროელექტროსადგურებს ლიცენზია აქვთ და 50 წელია მუშაობენ. ბევრი მათგანი 100 წელია მუშაობს... თუმცა, ჩვენი კაპიტალის ბაზრები ასეთ ხანგრძლივ შემოსავალს აუცილებლად არ აფასებენ“.

ვულფის თქმით, ჰიდროენერგეტიკისა და ტუმბოებით დაგროვების განვითარებისთვის სწორი სტიმულის პოვნა და იმის უზრუნველყოფა, რომ ეს მდგრადი გზით განხორციელდეს, კრიტიკულად მნიშვნელოვანი იქნება მსოფლიოს წიაღისეული საწვავისგან თავის დასაღწევად.
„ჩვენ არ ვხვდებით ისეთ სათაურებს, როგორსაც სხვა ტექნოლოგიები იღებენ. თუმცა, ვფიქრობ, ხალხი სულ უფრო მეტად აცნობიერებს, რომ ჰიდროელექტროსადგურის გარეშე საიმედო ქსელი ვერ გექნებათ.“