Гидроэнергетика желден екі есе, ал күннен төрт есе көп энергия өндіретін әлемдегі ең ірі жаңартылатын энергия көзі болып табылады. Ал төбеге суды айдау, яғни «сорғымалы су электр қуаты» әлемдегі жалпы энергия сақтау сыйымдылығының 90%-дан астамын құрайды.
Бірақ гидроэнергетиканың ауқымды әсеріне қарамастан, біз бұл туралы АҚШ-та көп естімейміз Соңғы бірнеше онжылдықта жел мен күн бағасының күрт төмендеуін және қолжетімділіктің күрт өсуін көргенімен, отандық су электр қуатын өндіру салыстырмалы түрде тұрақты болып қалды, өйткені ел ең географиялық қолайлы жерлерде су электр станцияларын салып қойған.
Халықаралық деңгейде бұл басқа әңгіме. Қытай соңғы бірнеше онжылдықта мыңдаған жаңа, көбінесе үлкен су электр тоғандарын салу арқылы өзінің экономикалық экспансиясын күшейтті. Африка, Үндістан және Азия мен Тынық мұхитындағы басқа елдер де дәл осылай әрекет етуге дайын.
Бірақ қоршаған ортаны қатаң қадағалаусыз кеңейту қиындықтарға әкелуі мүмкін, өйткені бөгеттер мен су қоймалары өзен экожүйелері мен оның айналасындағы тіршілік ету ортасын бұзады, ал соңғы зерттеулер су қоймалары бұрын түсінілгеннен гөрі көбірек көмірқышқыл газы мен метан шығаруы мүмкін екенін көрсетеді. Сонымен қатар, климаттық құрғақшылық гидроэнергетиканың сенімді емес көзіне айналдырады, өйткені Американың батысындағы бөгеттер электр қуатын өндіру қабілетінің едәуір бөлігін жоғалтты.
«Әдеттегі жылы Гувер бөгеті шамамен 4,5 миллиард киловатт сағат энергия өндіреді», - деді Марк Кук, әйгілі Гувер бөгетінің менеджері. «Көл қазіргідей болса, ол 3,5 миллиард киловатт сағатқа жуықтайды».
Дегенмен сарапшылардың айтуынша, 100% жаңартылатын болашақта гидроның рөлі зор, сондықтан бұл қиындықтарды қалай жеңілдету керектігін үйрену керек.
Отандық гидроэнергетика
2021 жылы гидроэнергетика АҚШ-тағы коммуналдық ауқымдағы электр энергиясын өндірудің шамамен 6% және жаңартылатын электр энергиясын өндірудің 32% құрады. Отандық тұрғыда ол желден асып кеткен 2019 жылға дейін ең үлкен жаңартылатын энергия көзі болды.
АҚШ таяу онжылдықта гидроэнергетиканың айтарлықтай өсімін күтпейді, ішінара лицензиялау және рұқсат беру процесіне байланысты.
"Лицензиялау процесінен өту үшін ондаған миллион долларлар мен жылдар бойы күш жұмсалады. Бұл нысандардың кейбірі, әсіресе кейбір кішігірім нысандар үшін оларда мұндай ақша немесе уақыт жоқ", - дейді Ұлттық гидроэнергетика қауымдастығының президенті және бас директоры Малкольм Вулф. Оның бағалауынша, бір ғана гидроэнергетикалық нысанды лицензиялау немесе қайта лицензиялаумен айналысатын ондаған түрлі агенттіктер бар. Оның айтуынша, бұл процесс атом стансасын лицензиялаудан көп уақыт алады.
АҚШ-тағы орташа су электр станциясының жасы 60-тан асқандықтан, көп ұзамай лицензияны қайта алу қажет болады.
«Осылайша, біз лицензияны тапсырумен бетпе-бет келуіміз мүмкін, бұл елдегі икемді, көміртегісіз ұрпақтың санын арттыруға тырысып жатқанымыздай», - деді Вулф.
Бірақ Энергетика министрлігі ескі зауыттарды жаңарту және қолданыстағы бөгеттерге қуат қосу арқылы ішкі өсім үшін әлеует бар дейді.
"Бізде бұл елде 90 000 бөгет бар, олардың көпшілігі су тасқынына қарсы тұру, суару, суды сақтау және демалыс үшін салынған. Бұл бөгеттердің тек 3% ғана қуат өндіру үшін пайдаланылады", - деді Вулф.
Саладағы өсу сонымен қатар күн жарқырамаған және жел соқпаған кезде пайдалану үшін артық энергияны сақтай отырып, жаңартылатын қуат көздерін «бекіту» тәсілі ретінде тартымды болып келе жатқан сорғылық гидроэнергетиканы кеңейтуге байланысты.
Сорылатын қойма қуат өндіріп жатқанда, ол кәдімгі гидростанция сияқты жұмыс істейді: су жоғарғы резервуардан төменге қарай ағып, жол бойында электр энергиясын өндіретін турбинаны айналдырады. Айырмашылығы мынада: сорғы қоймасы суды төменнен жоғары резервуарға айдау үшін желіден алынған қуатты пайдалана отырып, қайта зарядталады, осылайша қажет кезде босатылуы мүмкін әлеуетті энергияны сақтай алады.
Сорғы қоймасы бүгінде шамамен 22 гигаватт электр қуатын өндіретін болса, даму құбырында 60 гигаватттан астам ұсынылған жобалар бар. Бұл Қытайдан кейінгі екінші орында.
Соңғы жылдары сорғылық сақтау жүйелеріне рұқсаттар мен лицензиялық өтінімдер айтарлықтай өсті, жаңа технологиялар қарастырылуда. Оларға ешбір су қоймасы сыртқы су көзіне қосылмаған «тұйық жүйе» қондырғылары немесе резервуарлардың орнына резервуарларды пайдаланатын кішігірім нысандар жатады. Екі әдіс те қоршаған ортаға аз зиян келтіреді.
Шығарындылар және құрғақшылық
Өзендерді бөгеу немесе жаңа су қоймаларын құру балықтардың миграциясына кедергі келтіруі және қоршаған экожүйелер мен мекендеу орындарын бұзуы мүмкін. Бөгеттер мен су қоймалары тіпті тарих бойы ондаған миллион адамдарды, әдетте жергілікті немесе ауылдық қауымдастықтарды көшірді.
Бұл зияндар кеңінен мойындалады. Бірақ жаңа міндет - су қоймаларынан шығарындылар - қазір көбірек назар аударуда.
«Адамдар түсінбейтін нәрсе - бұл су қоймалары атмосфераға көмірқышқыл газы мен метанның көп мөлшерін шығарады, олардың екеуі де күшті парниктік газдар», - деді Илисса Окко, Қоршаған ортаны қорғау қорының аға климатологы.
Шығарындылар өсімдіктер мен басқа органикалық заттардың ыдырауынан туындайды, олар су қоймасын құру үшін аумақты су басқан кезде метанды ыдыратады. "Әдетте бұл метан содан кейін көмірқышқыл газына айналады, бірақ бұл үшін сізге оттегі қажет. Ал егер су шынымен де жылы болса, онда оның астыңғы қабаттары оттегінің азаяды", - деді Окко, бұл метанның атмосфераға таралатынын білдіреді.
Әлемді жылытуға келетін болсақ, метан шығарылғаннан кейінгі алғашқы 20 жыл ішінде СО2-ден 80 есе күштірек. Әзірге зерттеулер көрсеткендей, Үндістан мен Африка сияқты әлемнің ыстық бөліктерінде ластаушы зауыттар көбірек болады, ал Окко Қытай мен АҚШ-тағы су қоймалары ерекше алаңдаушылық тудырмайды дейді. Бірақ Окко шығарындыларды өлшеудің сенімді әдісі болуы керек дейді.
«Сосын сізде оны азайту үшін әртүрлі ынталандырулар немесе тым көп шығармайтыныңызға көз жеткізу үшін әртүрлі органдардың ережелері болуы мүмкін», - деді Окко.
Гидроэнергетиканың тағы бір маңызды мәселесі - климаттық құрғақшылық. Таяз су қоймалары аз қуат өндіреді және бұл соңғы 1200 жылдағы ең құрғақ 22 жылдық кезеңді көрген Американың Батысында ерекше алаңдаушылық туғызады.
Глен каньоны бөгетін қоректендіретін Пауэлл көлі және Гувер бөгетін қоректендіретін Мид көлі сияқты су қоймалары азырақ электр энергиясын өндіретіндіктен, қазба отындары әлсіреуде. Бір зерттеу көрсеткендей, 2001-2015 жылдар аралығында құрғақшылық салдарынан су энергетикасынан бас тарту салдарынан батыстағы 11 штатта қосымша 100 миллион тонна көмірқышқыл газы шығарылды. Калифорния үшін 2012-2016 жылдар аралығындағы ерекше өрескел патч кезінде, тағы бір зерттеуге сәйкес, гидроэнергетиканың жоғалуы штатқа 2,45 миллиард долларға шығын әкелді.
Тарихта алғаш рет Мид көлінде су тапшылығы жарияланды, бұл Аризона, Невада және Мексикада су бөлудің қысқаруына әкелді. Қазіргі уақытта 1,047 футтағы су деңгейі одан әрі төмендейді деп күтілуде, өйткені Мелиорация бюросы Глен каньоны бөгеті қуат өндіруді жалғастыра алу үшін Мид көлінің жоғары жағында орналасқан Пауэлл көлінде суды ұстап тұрудың бұрын-соңды болмаған қадамын жасады. Егер Мид көлі 950 футтан төмен түссе, ол бұдан былай қуат өндірмейді.
Гидроэнергетиканың болашағы
Қолданыстағы гидроэнергетикалық инфрақұрылымды жаңғырту тиімділікті арттыруға және құрғақшылыққа байланысты кейбір шығындарды өтеуге, сондай-ақ зауыттардың көптеген онжылдықтар бойы жұмыс істеуін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.
Қазір мен 2030 жылға дейін дүние жүзінде ескі зауыттарды жаңғыртуға 127 миллиард доллар жұмсалады. Бұл жалпы әлемдік гидроэнергетикаға салынған инвестицияның төрттен бір бөлігін және Еуропа мен Солтүстік Америкадағы инвестицияның 90%-ға жуығын құрайды.
Гувер бөгетінде бұл олардың кейбір турбиналарын төменгі биіктіктерде тиімдірек жұмыс істеу үшін қайта жабдықтауды, турбиналарға су ағынын бақылайтын жұқа қақпаларды орнатуды және тиімділікті арттыру үшін турбиналарға сығылған ауаны айдауды білдіреді.
Бірақ әлемнің басқа бөліктерінде инвестицияның басым бөлігі жаңа зауыттарға бағытталады. Азия мен Африкадағы ірі мемлекеттік жобалар 2030 жылға дейін жаңа гидроэнергетикалық қуаттардың 75%-дан астамын құрайды деп күтілуде. Бірақ кейбіреулер мұндай жобалардың қоршаған ортаға тигізетін әсері туралы алаңдайды.
"Менің кішіпейіл пікірімше, олар шамадан тыс салынған. Олар қажет емес үлкен қуаттылыққа салынған", - деді Шэннон Эймс, Төмен әсерлі гидроэнергетика институтының атқарушы директоры, "Оларды өзен ағыны ретінде жасауға болады және оларды басқаша жобалауға болады."
Өзен ағындары су қоймасын қамтымайды, сондықтан қоршаған ортаға аз әсер етеді, бірақ олар сұраныс бойынша энергия өндіре алмайды, өйткені өнім маусымдық ағындарға байланысты. Осы онжылдықта жалпы қуаттардың шамамен 13%-ын өзен ағыны су энергиясы құрайды деп күтілуде, ал дәстүрлі гидроэнергетика 56%-ды және айдалатын су 29%-ды құрайды.
Бірақ тұтастай алғанда, гидроэнергетиканың өсімі баяулауда және 2030 жылға дейін шамамен 23%-ға қысқарады. Бұл тенденцияны қайтару негізінен реттеу және рұқсат беру процестерін оңтайландыруға және қоғамдастықтың қабылдауын қамтамасыз ету үшін жоғары тұрақтылық стандарттары мен шығарындыларды өлшеу бағдарламаларын орнатуға байланысты болады. Дамудың қысқа мерзімдері әзірлеушілерге электр қуатын сатып алу туралы келісімдер алуға көмектеседі, осылайша инвестицияны ынталандырады, өйткені табысқа кепілдік беріледі.
"Кейде күн мен жел сияқты тартымды көрінбейтін себептердің бір бөлігі - бұл нысандардың көкжиегі әртүрлі. Мысалы, жел және күн станциясы әдетте 20 жылдық жоба ретінде қарастырылады ", - деді Эймс, "Екінші жағынан, гидроэнергетика лицензияланған және 50 жыл жұмыс істейді. Олардың көпшілігі 100 жыл бойы жұмыс істейді. сол».
Вулфтың айтуынша, гидроэнергетика мен сорғылық қоймаларды дамыту үшін дұрыс ынталандыруды табу және оның тұрақты түрде жасалуын қамтамасыз ету әлемді қазба отынынан арылту үшін маңызды болады.
"Біз кейбір басқа технологиялар сияқты тақырыптарды алмаймыз. Бірақ менің ойымша, адамдар гидроэнергетикасыз сенімді желіге ие бола алмайтынын көбірек түсінеді."
Жіберу уақыты: 14 шілде 2022 ж
