జలశక్తి ఎందుకు క్లీన్ ఎనర్జీలో మరచిపోయిన దిగ్గజం

జలశక్తి ప్రపంచవ్యాప్తంగా పునరుత్పాదక శక్తిలో అతిపెద్దది, ఇది గాలి కంటే రెండు రెట్లు ఎక్కువ శక్తిని మరియు సౌరశక్తి కంటే నాలుగు రెట్లు ఎక్కువ శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. మరియు "పంప్డ్ స్టోరేజ్ హైడ్రోపవర్" అని కూడా పిలువబడే కొండపైకి నీటిని పంపింగ్ చేయడం ప్రపంచంలోని మొత్తం శక్తి నిల్వ సామర్థ్యంలో 90% కంటే ఎక్కువ ఉంటుంది.
కానీ జలవిద్యుత్ యొక్క భారీ ప్రభావం ఉన్నప్పటికీ, USలో దాని గురించి మనం పెద్దగా వినలేము. గత కొన్ని దశాబ్దాలుగా గాలి మరియు సౌరశక్తి ధరలు క్షీణించి లభ్యతలో ఆకాశాన్ని అంటుకున్నప్పటికీ, దేశీయ జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తి సాపేక్షంగా స్థిరంగా ఉంది, ఎందుకంటే దేశం ఇప్పటికే భౌగోళికంగా అత్యంత ఆదర్శవంతమైన ప్రదేశాలలో జలవిద్యుత్ ప్లాంట్లను నిర్మించింది.
అంతర్జాతీయంగా, ఇది వేరే కథ. గత కొన్ని దశాబ్దాలుగా వేలాది కొత్త, తరచుగా భారీ, జలవిద్యుత్ ఆనకట్టలను నిర్మించడం ద్వారా చైనా తన ఆర్థిక విస్తరణకు ఆజ్యం పోసింది. ఆఫ్రికా, భారతదేశం మరియు ఆసియా మరియు పసిఫిక్‌లోని ఇతర దేశాలు కూడా అదే చేయనున్నాయి.
కానీ కఠినమైన పర్యావరణ పర్యవేక్షణ లేకుండా విస్తరణ ఇబ్బందులకు దారితీయవచ్చు, ఎందుకంటే ఆనకట్టలు మరియు జలాశయాలు నదీ పర్యావరణ వ్యవస్థలను మరియు చుట్టుపక్కల ఆవాసాలను దెబ్బతీస్తాయి మరియు ఇటీవలి అధ్యయనాలు జలాశయాలు గతంలో అర్థం చేసుకున్న దానికంటే ఎక్కువ కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు మీథేన్‌ను విడుదల చేయగలవని చూపిస్తున్నాయి. అంతేకాకుండా, వాతావరణ-ఆధారిత కరువు జలశక్తిని తక్కువ విశ్వసనీయ శక్తి వనరుగా మారుస్తోంది, ఎందుకంటే అమెరికన్ వెస్ట్‌లోని ఆనకట్టలు వాటి విద్యుత్ ఉత్పత్తి సామర్థ్యంలో గణనీయమైన మొత్తాన్ని కోల్పోయాయి.
"సాధారణ సంవత్సరంలో, హూవర్ డ్యామ్ దాదాపు 4.5 బిలియన్ కిలోవాట్ గంటల శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది" అని ఐకానిక్ హూవర్ డ్యామ్ మేనేజర్ మార్క్ కుక్ అన్నారు. "సరస్సు ఇప్పుడు ఉన్న విధంగా ఉండటంతో, ఇది 3.5 బిలియన్ కిలోవాట్ గంటల మాదిరిగానే ఉంటుంది."
అయినప్పటికీ 100% పునరుత్పాదక భవిష్యత్తులో హైడ్రో పెద్ద పాత్ర పోషించాల్సి ఉందని నిపుణులు అంటున్నారు, కాబట్టి ఈ సవాళ్లను ఎలా తగ్గించాలో నేర్చుకోవడం తప్పనిసరి.

దేశీయ జలశక్తి
2021లో, USలో యుటిలిటీ-స్కేల్ విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో జలవిద్యుత్ దాదాపు 6% మరియు పునరుత్పాదక విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో 32% వాటాను కలిగి ఉంది. దేశీయంగా, ఇది 2019 వరకు అతిపెద్ద పునరుత్పాదక శక్తిగా ఉంది, ఆ సమయంలో దీనిని గాలి శక్తి అధిగమించింది.
కఠినమైన లైసెన్సింగ్ మరియు అనుమతి ప్రక్రియ కారణంగా, రాబోయే దశాబ్దంలో USలో జలవిద్యుత్ వృద్ధి పెద్దగా కనిపించదని భావిస్తున్నారు.
"లైసెన్సింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా వెళ్ళడానికి పది మిలియన్ల డాలర్లు మరియు సంవత్సరాల కృషి ఖర్చవుతుంది. మరియు ఈ సౌకర్యాలలో కొన్నింటికి, ముఖ్యంగా కొన్ని చిన్న సౌకర్యాలకు, వారి వద్ద ఆ డబ్బు లేదా సమయం లేదు" అని నేషనల్ హైడ్రోపవర్ అసోసియేషన్ అధ్యక్షుడు మరియు CEO మాల్కం వూల్ఫ్ చెప్పారు. ఒకే జలవిద్యుత్ కేంద్రానికి లైసెన్స్ ఇవ్వడం లేదా తిరిగి లైసెన్స్ ఇవ్వడంలో డజన్ల కొద్దీ వేర్వేరు ఏజెన్సీలు పాల్గొంటాయని ఆయన అంచనా వేశారు. ఈ ప్రక్రియ, అణు విద్యుత్ ప్లాంట్‌కు లైసెన్స్ ఇవ్వడం కంటే ఎక్కువ సమయం పడుతుందని ఆయన అన్నారు.
USలో సగటు జలవిద్యుత్ ప్లాంట్ 60 సంవత్సరాల కంటే పాతది కాబట్టి, చాలా వాటికి త్వరలో తిరిగి లైసెన్స్ పొందవలసి ఉంటుంది.
"కాబట్టి మనం లైసెన్స్ సరెండర్ల తెప్పను ఎదుర్కోవలసి రావచ్చు, ఇది ఈ దేశంలో మనకు ఉన్న సౌకర్యవంతమైన, కార్బన్ రహిత ఉత్పత్తిని పెంచడానికి ప్రయత్నిస్తున్నట్లే విడ్డూరంగా ఉంది" అని వూల్ఫ్ అన్నారు.
కానీ పాత ప్లాంట్లకు అప్‌గ్రేడ్ చేయడం మరియు ఉన్న ఆనకట్టలకు విద్యుత్తును జోడించడం ద్వారా దేశీయ వృద్ధికి అవకాశం ఉందని ఇంధన శాఖ చెబుతోంది.
"ఈ దేశంలో 90,000 ఆనకట్టలు ఉన్నాయి, వాటిలో ఎక్కువ భాగం వరద నియంత్రణ కోసం, నీటిపారుదల కోసం, నీటి నిల్వ కోసం, వినోదం కోసం నిర్మించబడ్డాయి. ఆ ఆనకట్టలలో 3% మాత్రమే వాస్తవానికి విద్యుత్ ఉత్పత్తికి ఉపయోగించబడుతున్నాయి" అని వూల్ఫ్ అన్నారు.
ఈ రంగంలో వృద్ధి పంప్డ్ స్టోరేజ్ జలశక్తిని విస్తరించడంపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది పునరుత్పాదక శక్తిని "స్థిరపరచడానికి", సూర్యుడు ప్రకాశించనప్పుడు మరియు గాలి వీచనప్పుడు ఉపయోగం కోసం అదనపు శక్తిని నిల్వ చేయడానికి ఒక మార్గంగా ఆకర్షణను పొందుతోంది.
పంప్ చేయబడిన నిల్వ సౌకర్యం విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తున్నప్పుడు, అది ఒక సాధారణ హైడ్రో ప్లాంట్ లాగానే పనిచేస్తుంది: నీరు ఎగువ రిజర్వాయర్ నుండి దిగువకు ప్రవహిస్తుంది, విద్యుత్ ఉత్పత్తి చేసే టర్బైన్‌ను దారిలో తిరుగుతుంది. తేడా ఏమిటంటే, పంప్ చేయబడిన నిల్వ సౌకర్యం రీఛార్జ్ చేయగలదు, గ్రిడ్ నుండి శక్తిని ఉపయోగించి దిగువ నుండి ఎగువ రిజర్వాయర్‌కు నీటిని పంప్ చేయగలదు, తద్వారా అవసరమైనప్పుడు విడుదల చేయగల సంభావ్య శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది.
పంప్డ్ స్టోరేజ్ నేడు దాదాపు 22 గిగావాట్ల విద్యుత్ ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉండగా, అభివృద్ధి పైప్‌లైన్‌లో 60 గిగావాట్లకు పైగా ప్రతిపాదిత ప్రాజెక్టులు ఉన్నాయి. అది చైనా తర్వాత రెండవ స్థానంలో ఉంది.
ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, పంప్ చేయబడిన నిల్వ వ్యవస్థలకు అనుమతులు మరియు లైసెన్సింగ్ దరఖాస్తులు గణనీయంగా పెరిగాయి మరియు కొత్త సాంకేతికతలను పరిశీలిస్తున్నారు. వీటిలో "క్లోజ్డ్-లూప్" సౌకర్యాలు ఉన్నాయి, వీటిలో ఏ రిజర్వాయర్ కూడా బయటి నీటి వనరుతో అనుసంధానించబడదు లేదా రిజర్వాయర్లకు బదులుగా ట్యాంకులను ఉపయోగించే చిన్న సౌకర్యాలు ఉంటాయి. రెండు పద్ధతులు చుట్టుపక్కల పర్యావరణానికి తక్కువ అంతరాయం కలిగించే అవకాశం ఉంది.

ఉద్గారాలు మరియు కరువు
నదులకు ఆనకట్టలు కట్టడం లేదా కొత్త జలాశయాలను సృష్టించడం వల్ల చేపల వలసలు నిరోధించబడతాయి మరియు చుట్టుపక్కల పర్యావరణ వ్యవస్థలు మరియు ఆవాసాలు నాశనం అవుతాయి. ఆనకట్టలు మరియు జలాశయాలు చరిత్ర అంతటా లక్షలాది మందిని, సాధారణంగా స్థానిక లేదా గ్రామీణ సమాజాలను కూడా స్థానభ్రంశం చేశాయి.
ఈ హానికరాలు విస్తృతంగా గుర్తించబడ్డాయి. కానీ ఒక కొత్త సవాలు - జలాశయాల నుండి ఉద్గారాలు - ఇప్పుడు ఎక్కువ దృష్టిని ఆకర్షిస్తోంది.
"ఈ జలాశయాలు వాస్తవానికి వాతావరణంలోకి చాలా కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు మీథేన్‌లను విడుదల చేస్తాయని ప్రజలు గ్రహించలేరు, ఈ రెండూ బలమైన గ్రీన్‌హౌస్ వాయువులు" అని పర్యావరణ రక్షణ నిధిలోని సీనియర్ వాతావరణ శాస్త్రవేత్త ఇలిస్సా ఒకో అన్నారు.
ఉద్గారాలు కుళ్ళిపోతున్న వృక్షసంపద మరియు ఇతర సేంద్రియ పదార్థాల నుండి వస్తాయి, ఇవి ఒక ప్రాంతం వరదల్లో చిక్కుకున్నప్పుడు విచ్ఛిన్నమై మీథేన్‌ను విడుదల చేస్తాయి, తద్వారా ఒక జలాశయం ఏర్పడుతుంది. "సాధారణంగా ఆ మీథేన్ కార్బన్ డయాక్సైడ్‌గా మారుతుంది, కానీ అలా చేయడానికి మీకు ఆక్సిజన్ అవసరం. మరియు నీరు నిజంగా వెచ్చగా ఉంటే, దిగువ పొరలలో ఆక్సిజన్ తగ్గిపోతుంది," అని ఒకో అన్నారు, అంటే మీథేన్ వాతావరణంలోకి విడుదల అవుతుంది.
ప్రపంచాన్ని వేడెక్కించే విషయానికి వస్తే, మీథేన్ విడుదలైన తర్వాత మొదటి 20 సంవత్సరాల వరకు CO2 కంటే 80 రెట్లు ఎక్కువ శక్తివంతమైనది. ఇప్పటివరకు, భారతదేశం మరియు ఆఫ్రికా వంటి ప్రపంచంలోని వేడి ప్రాంతాలు ఎక్కువ కాలుష్య కారకాలను కలిగి ఉన్నాయని పరిశోధనలు చూపిస్తున్నాయి, అయితే చైనా మరియు USలోని జలాశయాలు ప్రత్యేకించి ఆందోళన చెందవని ఒకో చెబుతున్నారు. కానీ ఉద్గారాలను కొలవడానికి మరింత బలమైన మార్గం అవసరమని ఒకో అంటున్నారు.
"ఆపై మీరు దానిని తగ్గించడానికి అన్ని రకాల ప్రోత్సాహకాలను కలిగి ఉండవచ్చు లేదా మీరు ఎక్కువగా ఉద్గారాలు విడుదల చేయడం లేదని నిర్ధారించుకోవడానికి వివిధ అధికారులచే నిబంధనలు ఉండవచ్చు" అని ఒకో అన్నారు.
జల విద్యుత్తుకు మరో ప్రధాన సమస్య వాతావరణం వల్ల కలిగే కరువు. లోతు తక్కువగా ఉన్న జలాశయాలు తక్కువ విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తాయి మరియు గత 1,200 సంవత్సరాలలో అత్యంత పొడిగా ఉన్న 22 సంవత్సరాల కాలాన్ని చూసిన అమెరికన్ వెస్ట్‌లో ఇది ప్రత్యేక ఆందోళన కలిగిస్తుంది.
గ్లెన్ కాన్యన్ ఆనకట్టకు నీళ్ళు అందించే లేక్ పావెల్ మరియు హూవర్ ఆనకట్టకు నీళ్ళు అందించే లేక్ మీడ్ వంటి జలాశయాలు తక్కువ విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తున్నందున, శిలాజ ఇంధనాలు తగ్గుముఖం పడుతున్నాయి. కరువు కారణంగా జల విద్యుత్ నుండి వైదొలగడం వల్ల 2001-2015 మధ్య పశ్చిమంలోని 11 రాష్ట్రాల్లో అదనంగా 100 మిలియన్ టన్నుల కార్బన్ డయాక్సైడ్ విడుదలైందని ఒక అధ్యయనం కనుగొంది. 2012-2016 మధ్య కాలిఫోర్నియాకు చాలా కష్టమైన సమయంలో, కోల్పోయిన జల విద్యుత్ ఉత్పత్తి వల్ల రాష్ట్రానికి $2.45 బిలియన్లు నష్టం వాటిల్లిందని మరొక అధ్యయనం అంచనా వేసింది.
చరిత్రలో తొలిసారిగా, లేక్ మీడ్ వద్ద నీటి కొరత ప్రకటించబడింది, దీనితో అరిజోనా, నెవాడా మరియు మెక్సికోలలో నీటి కేటాయింపులు తగ్గాయి. ప్రస్తుతం 1,047 అడుగుల వద్ద ఉన్న నీటి మట్టం మరింత తగ్గే అవకాశం ఉంది, ఎందుకంటే బ్యూరో ఆఫ్ రిక్లమేషన్ లేక్ మీడ్ ఎగువన ఉన్న లేక్ పావెల్ వద్ద నీటిని నిలిపివేసే అపూర్వమైన చర్య తీసుకుంది, తద్వారా గ్లెన్ కాన్యన్ ఆనకట్ట విద్యుత్ ఉత్పత్తిని కొనసాగించవచ్చు. లేక్ మీడ్ 950 అడుగుల కంటే తక్కువకు పడిపోతే, అది ఇకపై విద్యుత్ ఉత్పత్తిని నిలిపివేయదు.

జలశక్తి భవిష్యత్తు
ఇప్పటికే ఉన్న జలవిద్యుత్ మౌలిక సదుపాయాలను ఆధునీకరించడం వల్ల సామర్థ్యాన్ని పెంచవచ్చు మరియు కరువు సంబంధిత నష్టాలను కొంతవరకు భర్తీ చేయవచ్చు, అలాగే రాబోయే అనేక దశాబ్దాల పాటు ప్లాంట్లు పనిచేయగలవని నిర్ధారించుకోవచ్చు.
ఇప్పటి నుండి 2030 మధ్య, ప్రపంచవ్యాప్తంగా పాత ప్లాంట్లను ఆధునీకరించడానికి $127 బిలియన్లు ఖర్చు చేయబడతాయి. ఇది మొత్తం ప్రపంచ జలవిద్యుత్ పెట్టుబడిలో దాదాపు నాలుగో వంతు, మరియు యూరప్ మరియు ఉత్తర అమెరికాలో దాదాపు 90% పెట్టుబడి.
హూవర్ డ్యామ్ వద్ద, అంటే తక్కువ ఎత్తులలో మరింత సమర్థవంతంగా పనిచేయడానికి వారి టర్బైన్లలో కొన్నింటిని తిరిగి అమర్చడం, టర్బైన్లలోకి నీటి ప్రవాహాన్ని నియంత్రించే సన్నని వికెట్ గేట్లను ఏర్పాటు చేయడం మరియు సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి టర్బైన్లలోకి సంపీడన గాలిని ఇంజెక్ట్ చేయడం.
కానీ ప్రపంచంలోని ఇతర ప్రాంతాలలో, ఎక్కువ పెట్టుబడి కొత్త ప్లాంట్ల వైపు వెళుతోంది. ఆసియా మరియు ఆఫ్రికాలోని పెద్ద, ప్రభుత్వ యాజమాన్యంలోని ప్రాజెక్టులు 2030 నాటికి కొత్త జలవిద్యుత్ సామర్థ్యంలో 75% కంటే ఎక్కువ వాటాను కలిగి ఉంటాయని అంచనా. కానీ అలాంటి ప్రాజెక్టులు పర్యావరణంపై ఎలాంటి ప్రభావం చూపుతాయో కొందరు ఆందోళన చెందుతున్నారు.
"నా వినయపూర్వకమైన అభిప్రాయం ప్రకారం, అవి అతిగా నిర్మించబడ్డాయి. అవి అవసరం లేని భారీ సామర్థ్యంతో నిర్మించబడ్డాయి," అని లో ఇంపాక్ట్ హైడ్రోపవర్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఎగ్జిక్యూటివ్ డైరెక్టర్ షానన్ అమెస్ అన్నారు, "వాటిని నది ప్రవాహంగా తయారు చేయవచ్చు మరియు వాటిని భిన్నంగా రూపొందించవచ్చు."
నది ప్రవాహం సౌకర్యాలలో జలాశయం ఉండదు, అందువల్ల పర్యావరణంపై తక్కువ ప్రభావం ఉంటుంది, కానీ అవి డిమాండ్‌పై శక్తిని ఉత్పత్తి చేయలేవు, ఎందుకంటే ఉత్పత్తి కాలానుగుణ ప్రవాహాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ దశాబ్దంలో మొత్తం సామర్థ్య జోడింపులలో నది ప్రవాహం జలశక్తి 13% ఉంటుందని అంచనా వేయబడింది, అయితే సాంప్రదాయ జలశక్తి 56% మరియు పంప్ చేయబడిన జలశక్తి 29% ఉంటుంది.
కానీ మొత్తం మీద, జల విద్యుత్ వృద్ధి మందగిస్తోంది మరియు 2030 నాటికి దాదాపు 23% తగ్గనుంది. ఈ ధోరణిని తిప్పికొట్టడం అనేది నియంత్రణ మరియు అనుమతి ప్రక్రియలను క్రమబద్ధీకరించడం మరియు సమాజ ఆమోదాన్ని నిర్ధారించడానికి అధిక స్థిరత్వ ప్రమాణాలు మరియు ఉద్గారాలను కొలిచే కార్యక్రమాలను ఏర్పాటు చేయడంపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది. తక్కువ అభివృద్ధి కాలక్రమం డెవలపర్లు విద్యుత్ కొనుగోలు ఒప్పందాలను పొందడంలో సహాయపడుతుంది, తద్వారా రాబడి హామీ ఇవ్వబడుతుంది కాబట్టి పెట్టుబడిని ప్రోత్సహిస్తుంది.
"ఇది కొన్నిసార్లు సౌరశక్తి మరియు పవనశక్తి వలె ఆకర్షణీయంగా కనిపించకపోవడానికి ఒక కారణం, సౌకర్యాల కోసం హోరిజోన్ భిన్నంగా ఉండటం. ఉదాహరణకు, పవన మరియు సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్‌ను సాధారణంగా 20 సంవత్సరాల ప్రాజెక్టుగా పరిగణిస్తారు," అని అమెస్ అన్నారు, "మరోవైపు, జలశక్తి లైసెన్స్ పొందింది మరియు 50 సంవత్సరాలుగా పనిచేస్తుంది. మరియు వాటిలో చాలా వరకు 100 సంవత్సరాలుగా పనిచేస్తున్నాయి... కానీ మన మూలధన మార్కెట్లు తప్పనిసరిగా అలాంటి దీర్ఘకాలిక రాబడిని అభినందించవు."

జలవిద్యుత్ మరియు పంప్డ్ స్టోరేజ్ అభివృద్ధికి సరైన ప్రోత్సాహకాలను కనుగొనడం మరియు అది స్థిరమైన పద్ధతిలో జరిగేలా చూసుకోవడం, ప్రపంచాన్ని శిలాజ ఇంధనాల నుండి విముక్తి చేయడంలో కీలకం అని వూల్ఫ్ చెప్పారు.
"ఇతర సాంకేతిక పరిజ్ఞానాలు పొందే వార్తల వలె మనకు వార్తలు రావు. కానీ జలశక్తి లేకుండా నమ్మకమైన గ్రిడ్ ఉండదని ప్రజలు ఎక్కువగా గ్రహిస్తున్నారని నేను భావిస్తున్నాను."