जलविद्युत ही जगभरातील सर्वात मोठी अक्षय ऊर्जा आहे, जी पवनऊर्जेपेक्षा दुप्पट आणि सौरऊर्जेपेक्षा चार पट जास्त ऊर्जा निर्माण करते. आणि टेकडीवर पाणी उपसणे, ज्याला "पंप्ड स्टोरेज हायड्रोपॉवर" असेही म्हणतात, ते जगातील एकूण ऊर्जा साठवण क्षमतेच्या ९०% पेक्षा जास्त आहे.
परंतु जलविद्युताचा प्रचंड प्रभाव असूनही, आपल्याला अमेरिकेत त्याबद्दल फारसे ऐकायला मिळत नाही. गेल्या काही दशकांमध्ये पवन आणि सौरऊर्जेच्या किमतीत घसरण झाली आहे आणि उपलब्धता गगनाला भिडली आहे, परंतु देशांतर्गत जलविद्युत निर्मिती तुलनेने स्थिर राहिली आहे, कारण देशाने आधीच सर्वात भौगोलिकदृष्ट्या आदर्श ठिकाणी जलविद्युत प्रकल्प बांधले आहेत.
आंतरराष्ट्रीय स्तरावर, ही एक वेगळीच गोष्ट आहे. गेल्या काही दशकांत चीनने हजारो नवीन, बहुतेकदा मोठे, जलविद्युत धरणे बांधून आपल्या आर्थिक विस्ताराला चालना दिली आहे. आफ्रिका, भारत आणि आशिया आणि पॅसिफिकमधील इतर देशही असेच करण्यास सज्ज आहेत.
परंतु कडक पर्यावरणीय देखरेखीशिवाय विस्तारामुळे समस्या उद्भवू शकतात, कारण धरणे आणि जलाशय नदीच्या परिसंस्था आणि आसपासच्या अधिवासांना विस्कळीत करतात आणि अलीकडील अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की जलाशय पूर्वी समजल्यापेक्षा जास्त कार्बन डायऑक्साइड आणि मिथेन उत्सर्जित करू शकतात. शिवाय, हवामान-चालित दुष्काळामुळे जलविद्युत ऊर्जा कमी विश्वासार्ह स्त्रोत बनत आहे, कारण अमेरिकन पश्चिमेकडील धरणांनी त्यांची वीज निर्मिती क्षमता लक्षणीय प्रमाणात गमावली आहे.
"एका सामान्य वर्षात, हूवर धरण सुमारे ४.५ अब्ज किलोवॅट तास ऊर्जा निर्माण करेल," असे प्रतिष्ठित हूवर धरणाचे व्यवस्थापक मार्क कुक म्हणाले. "सरोवर आता जसे आहे तसे असल्याने, ते ३.५ अब्ज किलोवॅट तासांपेक्षा जास्त आहे."
तरीही तज्ञांचे म्हणणे आहे की १००% अक्षय ऊर्जा भविष्यात जलविद्युत ऊर्जाची मोठी भूमिका आहे, म्हणून या आव्हानांना कसे कमी करायचे हे शिकणे आवश्यक आहे.
घरगुती जलविद्युत
२०२१ मध्ये, अमेरिकेतील उपयुक्तता-प्रमाणात वीज निर्मितीमध्ये जलविद्युतचा वाटा सुमारे ६% होता आणि अक्षय वीज निर्मितीमध्ये ३२% होता. देशांतर्गतदृष्ट्या, २०१९ पर्यंत, जेव्हा पवनऊर्जेने त्याला मागे टाकले, तोपर्यंत ते सर्वात मोठे अक्षय ऊर्जा होते.
येत्या दशकात अमेरिकेत जलविद्युत क्षेत्रात फारशी वाढ होण्याची अपेक्षा नाही, याचे एक कारण परवाना आणि परवानगी देण्याची प्रक्रिया कठीण आहे.
"परवाना प्रक्रियेतून जाण्यासाठी लाखो डॉलर्स आणि वर्षानुवर्षे प्रयत्न करावे लागतात. आणि यापैकी काही सुविधांसाठी, विशेषतः काही लहान सुविधांसाठी, त्यांच्याकडे फक्त तेवढे पैसे किंवा वेळ नसतो," असे नॅशनल हायड्रोपॉवर असोसिएशनचे अध्यक्ष आणि सीईओ माल्कम वुल्फ म्हणतात. त्यांचा अंदाज आहे की एकाच जलविद्युत सुविधेला परवाना देण्यात किंवा पुन्हा परवाना देण्यात डझनभर वेगवेगळ्या एजन्सी गुंतलेल्या आहेत. त्यांनी सांगितले की, ही प्रक्रिया अणुऊर्जा प्रकल्पाला परवाना देण्यापेक्षा जास्त वेळ घेते.
अमेरिकेतील सरासरी जलविद्युत प्रकल्प ६० वर्षांहून अधिक जुने असल्याने, अनेकांना लवकरच पुन्हा परवाना घ्यावा लागेल.
"म्हणून आपल्याला परवाने परतफेडीचा सामना करावा लागू शकतो, जे विडंबनात्मक आहे कारण आपण या देशात लवचिक, कार्बन-मुक्त निर्मितीचे प्रमाण वाढवण्याचा प्रयत्न करत आहोत," वुल्फ म्हणाले.
परंतु ऊर्जा विभागाचे म्हणणे आहे की जुन्या प्रकल्पांमध्ये सुधारणा करून आणि विद्यमान धरणांमध्ये वीज जोडून देशांतर्गत वाढीची शक्यता आहे.
"आपल्या देशात ९०,००० धरणे आहेत, त्यापैकी बहुतेक धरणे पूर नियंत्रणासाठी, सिंचनासाठी, पाणी साठवणुकीसाठी, मनोरंजनासाठी बांधली गेली आहेत. त्यापैकी फक्त ३% धरणे प्रत्यक्षात वीज निर्मितीसाठी वापरली जातात," असे वुल्फ म्हणाले.
या क्षेत्रातील वाढ पंप केलेल्या साठवणूक जलविद्युत प्रकल्पांच्या विस्तारावर देखील अवलंबून आहे, जी अक्षय ऊर्जा "मजबूत" करण्यासाठी एक मार्ग म्हणून बळकट होत आहे, सूर्यप्रकाश नसताना आणि वारा नसताना वापरण्यासाठी अतिरिक्त ऊर्जा साठवून ठेवत आहे.
जेव्हा पंप केलेली साठवण सुविधा वीज निर्मिती करत असते, तेव्हा ती नेहमीच्या जलविद्युत प्रकल्पासारखीच कार्य करते: पाणी वरच्या जलाशयातून खालच्या भागात वाहते, वाटेत वीजनिर्मिती करणारी टर्बाइन फिरवते. फरक असा आहे की पंप केलेली साठवण सुविधा रिचार्ज करू शकते, ग्रिडमधील वीज वापरून खालून वरच्या जलाशयात पाणी पंप करू शकते, ज्यामुळे संभाव्य ऊर्जा साठवली जाते जी गरज पडल्यास सोडता येते.
पंप केलेल्या साठवणुकीची क्षमता आज सुमारे २२ गिगावॅट इतकी आहे, तर विकास पाइपलाइनमध्ये ६० गिगावॅटपेक्षा जास्त प्रस्तावित प्रकल्प आहेत. हे चीननंतर दुसऱ्या क्रमांकाचे आहे.
अलिकडच्या वर्षांत, पंप केलेल्या साठवण प्रणालींसाठी परवानग्या आणि परवाना अर्जांमध्ये लक्षणीय वाढ झाली आहे आणि नवीन तंत्रज्ञानाचा विचार केला जात आहे. यामध्ये "क्लोज्ड-लूप" सुविधांचा समावेश आहे, ज्यामध्ये कोणताही जलाशय बाहेरील जलस्रोताशी जोडलेला नाही किंवा जलाशयांऐवजी टाक्या वापरणाऱ्या लहान सुविधांचा समावेश आहे. दोन्ही पद्धती कदाचित आजूबाजूच्या पर्यावरणाला कमी विस्कळीत करतील.
उत्सर्जन आणि दुष्काळ
नद्यांना बंधारे बांधणे किंवा नवीन जलाशय तयार करणे माशांच्या स्थलांतराला अडथळा आणू शकते आणि आजूबाजूच्या परिसंस्था आणि अधिवास नष्ट करू शकते. धरणे आणि जलाशयांनी इतिहासात लाखो लोकांना विस्थापित केले आहे, सहसा स्थानिक किंवा ग्रामीण समुदाय.
या हानींना सर्वत्र मान्यता आहे. परंतु एक नवीन आव्हान - जलाशयांमधून होणारे उत्सर्जन - आता अधिक लक्ष वेधून घेत आहे.
"लोकांना हे कळत नाही की हे जलाशय प्रत्यक्षात वातावरणात भरपूर कार्बन डायऑक्साइड आणि मिथेन उत्सर्जित करतात, जे दोन्हीही मजबूत हरितगृह वायू आहेत," पर्यावरण संरक्षण निधीतील वरिष्ठ हवामान शास्त्रज्ञ इलिसा ओको म्हणाल्या.
हे उत्सर्जन वनस्पती आणि इतर सेंद्रिय पदार्थांच्या कुजण्यामुळे होते, जे एखाद्या भागात पाणी भरल्यावर विघटित होतात आणि मिथेन सोडतात आणि जलाशय तयार करतात. "सहसा ते मिथेन नंतर कार्बन डायऑक्साइडमध्ये बदलते, परंतु ते करण्यासाठी तुम्हाला ऑक्सिजनची आवश्यकता असते. आणि जर पाणी खरोखरच, खरोखर उबदार असेल, तर तळाच्या थरांमध्ये ऑक्सिजन कमी होतो," ओको म्हणाले, म्हणजेच मिथेन नंतर वातावरणात सोडले जाते.
जगाच्या तापमानवाढीचा विचार केला तर, मिथेन सोडल्यानंतर पहिल्या २० वर्षांत CO2 पेक्षा ८० पट जास्त शक्तिशाली आहे. आतापर्यंतच्या संशोधनातून असे दिसून आले आहे की भारत आणि आफ्रिका सारख्या जगातील उष्ण भागात जास्त प्रदूषणकारी वनस्पती आहेत, तर ओको म्हणतात की चीन आणि अमेरिकेतील जलाशय विशेष चिंतेचा विषय नाहीत. परंतु ओको म्हणतात की उत्सर्जन मोजण्यासाठी अधिक मजबूत मार्ग असणे आवश्यक आहे.
"आणि मग ते कमी करण्यासाठी तुम्हाला सर्व प्रकारचे प्रोत्साहन मिळू शकते किंवा तुम्ही जास्त उत्सर्जन करत नाही याची खात्री करण्यासाठी वेगवेगळ्या अधिकाऱ्यांकडून नियम लागू केले जाऊ शकतात," ओको म्हणाले.
जलविद्युत निर्मितीसाठी आणखी एक मोठी समस्या म्हणजे हवामान-चालित दुष्काळ. उथळ जलाशय कमी वीज निर्मिती करतात आणि अमेरिकन पश्चिमेकडे ही विशेष चिंतेची बाब आहे, जिथे गेल्या १,२०० वर्षांतील सर्वात कोरडा २२ वर्षांचा कालावधी अनुभवला आहे.
ग्लेन कॅन्यन धरणाला पाणीपुरवठा करणारे लेक पॉवेल आणि हूवर धरणाला पाणीपुरवठा करणारे लेक मीड यांसारख्या जलाशयांमध्ये कमी वीजनिर्मिती होत असल्याने, जीवाश्म इंधनांचा वापर कमी होत आहे. एका अभ्यासात असे आढळून आले आहे की २००१ ते २०१५ पर्यंत, दुष्काळामुळे जलविद्युत उत्पादनापासून दूर जाण्याच्या पार्श्वभूमीवर पश्चिमेकडील ११ राज्यांमध्ये अतिरिक्त १०० दशलक्ष टन कार्बन डायऑक्साइड सोडण्यात आला. २०१२ ते २०१६ दरम्यान कॅलिफोर्नियातील विशेषतः कठीण काळात, दुसऱ्या एका अभ्यासात असा अंदाज आहे की जलविद्युत निर्मिती कमी झाल्यामुळे राज्याला २.४५ अब्ज डॉलर्सचे नुकसान झाले.
इतिहासात पहिल्यांदाच, लेक मीड येथे पाणीटंचाई जाहीर करण्यात आली आहे, ज्यामुळे अॅरिझोना, नेवाडा आणि मेक्सिकोमध्ये पाणी वाटपात कपात करण्यात आली आहे. सध्या १,०४७ फूट असलेल्या पाण्याची पातळी आणखी कमी होण्याची अपेक्षा आहे, कारण ब्युरो ऑफ रिक्लेमेशनने लेक मीडच्या वरच्या बाजूला असलेल्या लेक पॉवेल येथे पाणी रोखण्याचे अभूतपूर्व पाऊल उचलले आहे, जेणेकरून ग्लेन कॅन्यन धरण वीज निर्मिती सुरू ठेवू शकेल. जर लेक मीड ९५० फूटांपेक्षा कमी झाले तर ते वीज निर्मिती करणार नाही.
जलविद्युताचे भविष्य
विद्यमान जलविद्युत पायाभूत सुविधांचे आधुनिकीकरण केल्याने कार्यक्षमता वाढू शकते आणि दुष्काळाशी संबंधित काही नुकसान भरून निघू शकते, तसेच येत्या अनेक दशकांपर्यंत प्रकल्प चालू राहू शकतील याची खात्री करता येते.
आता ते २०३० पर्यंत, जागतिक स्तरावर जुन्या प्रकल्पांच्या आधुनिकीकरणासाठी १२७ अब्ज डॉलर्स खर्च केले जातील. हे एकूण जागतिक जलविद्युत गुंतवणुकीच्या जवळजवळ एक चतुर्थांश आहे आणि युरोप आणि उत्तर अमेरिकेतील गुंतवणुकीच्या जवळजवळ ९०% आहे.
हूवर धरणात, याचा अर्थ त्यांच्या काही टर्बाइन कमी उंचीवर अधिक कार्यक्षमतेने चालविण्यासाठी रीट्रोफिटिंग करणे, पातळ विकेट गेट्स बसवणे, जे टर्बाइनमध्ये पाण्याचा प्रवाह नियंत्रित करतात आणि कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी टर्बाइनमध्ये संकुचित हवा इंजेक्ट करणे असा होतो.
परंतु जगाच्या इतर भागात, बहुतेक गुंतवणूक नवीन प्रकल्पांकडे जात आहे. आशिया आणि आफ्रिकेतील मोठे, सरकारी मालकीचे प्रकल्प २०३० पर्यंत नवीन जलविद्युत क्षमतेच्या ७५% पेक्षा जास्त असतील अशी अपेक्षा आहे. परंतु काहींना अशा प्रकल्पांचा पर्यावरणावर काय परिणाम होईल याबद्दल चिंता आहे.
"माझ्या नम्र मते, ते जास्त बांधलेले आहेत. ते मोठ्या क्षमतेने बांधलेले आहेत जे आवश्यक नाही," लो इम्पॅक्ट हायड्रोपॉवर इन्स्टिट्यूटचे कार्यकारी संचालक शॅनन एम्स म्हणाले, "ते नदीच्या प्रवाहात करता येतात आणि ते वेगळ्या पद्धतीने डिझाइन केले जाऊ शकतात."
नदीच्या प्रवाहातील सुविधांमध्ये जलाशय समाविष्ट नसतो आणि त्यामुळे पर्यावरणावर कमी परिणाम होतो, परंतु मागणीनुसार ऊर्जा निर्माण करू शकत नाही, कारण उत्पादन हंगामी प्रवाहांवर अवलंबून असते. या दशकात एकूण क्षमता वाढीपैकी नदीच्या प्रवाहातील जलविद्युत सुमारे १३% असेल अशी अपेक्षा आहे, तर पारंपारिक जलविद्युत ५६% आणि पंप केलेल्या जलविद्युत २९% असेल.
परंतु एकंदरीत, जलविद्युत विकास मंदावत आहे आणि २०३० पर्यंत सुमारे २३% ने कमी होण्याची शक्यता आहे. ही प्रवृत्ती उलट करणे हे मुख्यत्वे नियामक आणि परवानगी प्रक्रिया सुलभ करण्यावर आणि समुदायाची स्वीकृती सुनिश्चित करण्यासाठी उच्च शाश्वतता मानके आणि उत्सर्जन मोजण्याचे कार्यक्रम निश्चित करण्यावर अवलंबून असेल. कमी विकास कालावधीमुळे विकासकांना वीज खरेदी करार मिळविण्यात मदत होईल, ज्यामुळे गुंतवणूकीला प्रोत्साहन मिळेल कारण परतावा हमी असेल.
"कधीकधी ते सौर आणि पवन ऊर्जा प्रकल्पाइतके आकर्षक दिसत नाही याचे एक कारण म्हणजे सुविधांसाठीचा दृष्टीकोन वेगळा असतो. उदाहरणार्थ, पवन आणि सौर ऊर्जा प्रकल्पाकडे सामान्यतः २० वर्षांचा प्रकल्प म्हणून पाहिले जाते," एम्स म्हणाले, "दुसरीकडे, जलविद्युत प्रकल्प परवानाकृत आहे आणि ५० वर्षांपासून कार्यरत आहे. आणि त्यापैकी बरेच जण १०० वर्षांपासून कार्यरत आहेत... परंतु आपल्या भांडवली बाजारपेठांना अशा दीर्घ परताव्याची आवश्यकता नाही."
जगाला जीवाश्म इंधनापासून मुक्त करण्यासाठी जलविद्युत आणि पंप केलेल्या साठवणूक विकासासाठी योग्य प्रोत्साहने शोधणे आणि ते शाश्वत पद्धतीने केले जाईल याची खात्री करणे अत्यंत महत्त्वाचे ठरणार आहे, असे वुल्फ म्हणतात.
"इतर तंत्रज्ञानांप्रमाणे आपल्याला बातम्या मिळत नाहीत. पण मला वाटते की लोकांना हे लक्षात येत आहे की जलविद्युतशिवाय विश्वासार्ह ग्रिड असू शकत नाही."
पोस्ट वेळ: जुलै-१४-२०२२
