స్వచ్ఛ ఇంధన రంగంలో జలవిద్యుత్ ఎందుకు విస్మరించబడిన దిగ్గజం?

ప్రపంచవ్యాప్తంగా పునరుత్పాదక వనరులలో జలవిద్యుత్ అత్యంత పెద్దది. ఇది పవన శక్తి కంటే రెండింతలు, సౌర శక్తి కంటే నాలుగు రెట్లు ఎక్కువ శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అంతేకాకుండా, కొండపైకి నీటిని పంప్ చేయడాన్ని "పంప్డ్ స్టోరేజ్ హైడ్రోపవర్" అని కూడా అంటారు. ఇది ప్రపంచంలోని మొత్తం శక్తి నిల్వ సామర్థ్యంలో 90% కంటే ఎక్కువ వాటాను కలిగి ఉంది.
కానీ జలవిద్యుత్ యొక్క అపారమైన ప్రభావం ఉన్నప్పటికీ, అమెరికాలో దాని గురించి మనం పెద్దగా వినము. గత కొన్ని దశాబ్దాలుగా పవన మరియు సౌర విద్యుత్ ధరలు విపరీతంగా పడిపోయి, వాటి లభ్యత ఆకాశాన్నంటినప్పటికీ, దేశీయ జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తి మాత్రం సాపేక్షంగా స్థిరంగానే ఉంది, ఎందుకంటే ఆ దేశం ఇప్పటికే భౌగోళికంగా అత్యంత అనువైన ప్రదేశాలలో జలవిద్యుత్ ప్లాంట్లను నిర్మించింది.
అంతర్జాతీయంగా పరిస్థితి భిన్నంగా ఉంది. గత కొన్ని దశాబ్దాలుగా వేలాది కొత్త, తరచుగా భారీ జలవిద్యుత్ ఆనకట్టలను నిర్మించడం ద్వారా చైనా తన ఆర్థిక విస్తరణకు ఆజ్యం పోసింది. ఆఫ్రికా, భారతదేశం మరియు ఆసియా, పసిఫిక్‌లోని ఇతర దేశాలు కూడా అదే పని చేయడానికి సిద్ధంగా ఉన్నాయి.
కానీ కఠినమైన పర్యావరణ పర్యవేక్షణ లేకుండా విస్తరణ సమస్యలకు దారితీయవచ్చు, ఎందుకంటే ఆనకట్టలు మరియు జలాశయాలు నదీ జీవావరణ వ్యవస్థలకు మరియు చుట్టుపక్కల ఆవాసాలకు అంతరాయం కలిగిస్తాయి. అంతేకాకుండా, గతంలో అనుకున్నదానికంటే జలాశయాలు ఎక్కువ కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు మీథేన్‌ను విడుదల చేయగలవని ఇటీవలి అధ్యయనాలు చూపిస్తున్నాయి. దీనికి తోడు, వాతావరణ మార్పుల వల్ల ఏర్పడిన కరువు జలవిద్యుత్‌ను తక్కువ విశ్వసనీయమైన ఇంధన వనరుగా మారుస్తోంది, ఎందుకంటే అమెరికా పశ్చిమ ప్రాంతంలోని ఆనకట్టలు తమ విద్యుత్ ఉత్పాదక సామర్థ్యాన్ని గణనీయంగా కోల్పోయాయి.
"సాధారణ సంవత్సరంలో, హూవర్ డ్యామ్ సుమారు 4.5 బిలియన్ కిలోవాట్ గంటల శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది," అని ప్రసిద్ధ హూవర్ డ్యామ్ మేనేజర్ మార్క్ కుక్ అన్నారు. "ప్రస్తుతం సరస్సు ఉన్న తీరును బట్టి చూస్తే, అది సుమారు 3.5 బిలియన్ కిలోవాట్ గంటలు మాత్రమే."
అయినప్పటికీ, 100% పునరుత్పాదక భవిష్యత్తులో జలవిద్యుత్ కీలక పాత్ర పోషిస్తుందని నిపుణులు అంటున్నారు, కాబట్టి ఈ సవాళ్లను ఎలా తగ్గించాలో నేర్చుకోవడం తప్పనిసరి.

దేశీయ జలవిద్యుత్
2021లో, అమెరికాలో యుటిలిటీ-స్కేల్ విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో జలవిద్యుత్ వాటా సుమారు 6% కాగా, పునరుత్పాదక విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో 32%గా ఉంది. దేశీయంగా, 2019 వరకు ఇదే అతిపెద్ద పునరుత్పాదక వనరుగా ఉండేది, ఆ తర్వాత పవన విద్యుత్ దీనిని అధిగమించింది.
కష్టతరమైన లైసెన్సింగ్ మరియు అనుమతి ప్రక్రియ కారణంగా, రాబోయే దశాబ్దంలో అమెరికాలో జలవిద్యుత్ రంగంలో పెద్దగా వృద్ధి కనిపించదని అంచనా.
"లైసెన్సింగ్ ప్రక్రియ పూర్తి చేయడానికి పది కోట్ల డాలర్ల ఖర్చు మరియు సంవత్సరాల కృషి పడుతుంది. మరియు ఈ సౌకర్యాలలో కొన్నింటికి, ముఖ్యంగా కొన్ని చిన్న సౌకర్యాలకు, అంత డబ్బు గానీ, అంత సమయం గానీ ఉండదు," అని నేషనల్ హైడ్రోపవర్ అసోసియేషన్ ప్రెసిడెంట్ మరియు సీఈఓ మాల్కం వూల్ఫ్ అన్నారు. ఒకే జలవిద్యుత్ కేంద్రానికి లైసెన్సింగ్ లేదా రీ-లైసెన్సింగ్ ఇవ్వడంలో డజన్ల కొద్దీ వివిధ ఏజెన్సీలు పాలుపంచుకుంటాయని ఆయన అంచనా వేశారు. ఈ ప్రక్రియకు, ఒక అణు విద్యుత్ కేంద్రానికి లైసెన్సింగ్ ఇవ్వడం కంటే ఎక్కువ సమయం పడుతుందని ఆయన అన్నారు.
అమెరికాలోని సగటు జలవిద్యుత్ ప్లాంట్ 60 సంవత్సరాల కంటే పాతది కాబట్టి, వాటిలో చాలా వాటికి త్వరలో తిరిగి లైసెన్సులు తీసుకోవలసి ఉంటుంది.
"కాబట్టి మనం పెద్ద సంఖ్యలో లైసెన్సులను రద్దు చేసుకునే పరిస్థితిని ఎదుర్కోవచ్చు, ఇది విడ్డూరం. ఎందుకంటే మన దేశంలో సౌకర్యవంతమైన, కార్బన్ రహిత విద్యుత్ ఉత్పత్తిని పెంచడానికి మనం ప్రయత్నిస్తున్న తరుణంలోనే ఇది జరుగుతోంది," అని వూల్ఫ్ అన్నారు.
అయితే, పాత ప్లాంట్లను ఆధునీకరించడం, ఇప్పటికే ఉన్న డ్యామ్‌లకు విద్యుత్‌ను జోడించడం ద్వారా దేశీయ వృద్ధికి అవకాశం ఉందని ఇంధన శాఖ చెబుతోంది.
"మన దేశంలో 90,000 ఆనకట్టలు ఉన్నాయి, వాటిలో చాలా వరకు వరద నియంత్రణ, నీటిపారుదల, నీటి నిల్వ, వినోదం కోసం నిర్మించబడ్డాయి. ఆ ఆనకట్టలలో కేవలం 3% మాత్రమే వాస్తవానికి విద్యుత్ ఉత్పత్తికి ఉపయోగించబడుతున్నాయి," అని వూల్ఫ్ అన్నారు.
ఈ రంగంలో వృద్ధి అనేది పంప్డ్ స్టోరేజ్ జలవిద్యుత్ విస్తరణపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది పునరుత్పాదక ఇంధనాలను "స్థిరీకరించే" ఒక మార్గంగా ప్రాచుర్యం పొందుతోంది, అంటే సూర్యరశ్మి లేనప్పుడు మరియు గాలి వీయనప్పుడు ఉపయోగించుకోవడానికి అదనపు శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది.
ఒక పంప్డ్ స్టోరేజ్ ఫెసిలిటీ విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తున్నప్పుడు, అది ఒక సాధారణ జలవిద్యుత్ ప్లాంట్ లాగే పనిచేస్తుంది: నీరు పై రిజర్వాయర్ నుండి కింది రిజర్వాయర్‌కు ప్రవహిస్తూ, మార్గమధ్యంలో విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేసే టర్బైన్‌ను తిప్పుతుంది. తేడా ఏమిటంటే, ఒక పంప్డ్ స్టోరేజ్ ఫెసిలిటీ రీఛార్జ్ చేసుకోగలదు; ఇది గ్రిడ్ నుండి విద్యుత్తును ఉపయోగించి కింది నుండి నీటిని పై రిజర్వాయర్‌కు పంప్ చేస్తుంది, తద్వారా అవసరమైనప్పుడు విడుదల చేయగల స్థితిశక్తిని నిల్వ చేసుకుంటుంది.
ప్రస్తుతం పంప్డ్ స్టోరేజ్‌కు సుమారు 22 గిగావాట్ల విద్యుత్ ఉత్పాదక సామర్థ్యం ఉండగా, అభివృద్ధి దశలో 60 గిగావాట్లకు పైగా ప్రతిపాదిత ప్రాజెక్టులు ఉన్నాయి. ఈ విషయంలో ఇది చైనా తర్వాత రెండవ స్థానంలో ఉంది.
ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, పంప్డ్ స్టోరేజ్ సిస్టమ్‌ల కోసం అనుమతులు మరియు లైసెన్సింగ్ దరఖాస్తులు గణనీయంగా పెరిగాయి, మరియు కొత్త సాంకేతికతలు పరిగణనలోకి తీసుకోబడుతున్నాయి. వీటిలో, ఏ రిజర్వాయర్ కూడా బయటి నీటి వనరుకు అనుసంధానించబడని “క్లోజ్డ్-లూప్” సౌకర్యాలు, లేదా రిజర్వాయర్లకు బదులుగా ట్యాంకులను ఉపయోగించే చిన్న సౌకర్యాలు ఉన్నాయి. ఈ రెండు పద్ధతులు కూడా పరిసర పర్యావరణానికి తక్కువ అంతరాయం కలిగించే అవకాశం ఉంది.

ఉద్గారాలు మరియు కరువు
నదులపై ఆనకట్టలు కట్టడం లేదా కొత్త జలాశయాలను నిర్మించడం చేపల వలసలకు ఆటంకం కలిగించి, చుట్టుపక్కల ఉన్న జీవావరణ వ్యవస్థలను, ఆవాసాలను నాశనం చేయగలవు. చరిత్ర పొడవునా ఆనకట్టలు, జలాశయాలు పది కోట్ల మంది ప్రజలను, సాధారణంగా స్థానిక లేదా గ్రామీణ వర్గాల వారిని, స్థానభ్రంశం చేశాయి.
ఈ హానికర ప్రభావాలు విస్తృతంగా గుర్తించబడ్డాయి. కానీ, జలాశయాల నుండి వెలువడే ఉద్గారాలనే ఒక కొత్త సవాలు ఇప్పుడు అధిక దృష్టిని ఆకర్షిస్తోంది.
"ప్రజలు గ్రహించని విషయం ఏమిటంటే, ఈ జలాశయాలు వాస్తవానికి వాతావరణంలోకి అధిక మొత్తంలో కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు మీథేన్‌ను విడుదల చేస్తాయి, ఈ రెండూ శక్తివంతమైన గ్రీన్‌హౌస్ వాయువులు," అని ఎన్విరాన్‌మెంటల్ డిఫెన్స్ ఫండ్‌కు చెందిన సీనియర్ క్లైమేట్ సైంటిస్ట్ ఇలిస్సా ఓకో అన్నారు.
ఒక ప్రాంతాన్ని జలాశయం సృష్టించడానికి ముంచినప్పుడు, కుళ్ళిపోతున్న వృక్షసంపద మరియు ఇతర సేంద్రీయ పదార్థాలు విచ్ఛిన్నమై మీథేన్‌ను విడుదల చేయడం వల్ల ఈ ఉద్గారాలు వెలువడతాయి. "సాధారణంగా ఆ మీథేన్ కార్బన్ డయాక్సైడ్‌గా మారుతుంది, కానీ అలా జరగడానికి ఆక్సిజన్ అవసరం. ఒకవేళ నీరు చాలా చాలా వేడిగా ఉంటే, అడుగు పొరలలో ఆక్సిజన్ తగ్గిపోతుంది," అని ఓకో అన్నారు, అంటే అప్పుడు మీథేన్ వాతావరణంలోకి విడుదల అవుతుంది.
ప్రపంచాన్ని వేడెక్కించే విషయంలో, మీథేన్ విడుదలైన మొదటి 20 సంవత్సరాల పాటు కార్బన్ డయాక్సైడ్ కంటే 80 రెట్లు ఎక్కువ శక్తివంతమైనది. ఇప్పటివరకు జరిగిన పరిశోధనల ప్రకారం, భారతదేశం మరియు ఆఫ్రికా వంటి ప్రపంచంలోని వేడి ప్రాంతాలలో కాలుష్యాన్ని కలిగించే ప్లాంట్లు ఎక్కువగా ఉన్నాయని తెలుస్తోంది. అయితే, చైనా మరియు అమెరికాలోని జలాశయాల గురించి ప్రత్యేకంగా ఆందోళన చెందాల్సిన అవసరం లేదని ఓకో అంటున్నారు. కానీ, ఉద్గారాలను కొలవడానికి మరింత పటిష్టమైన మార్గం అవసరమని ఓకో చెబుతున్నారు.
"ఆ తర్వాత దాన్ని తగ్గించడానికి మీరు అన్ని రకాల ప్రోత్సాహకాలను అందించవచ్చు, లేదా మీరు మరీ ఎక్కువగా ఉద్గారాలను విడుదల చేయడం లేదని నిర్ధారించుకోవడానికి వివిధ అధికారుల నుండి నిబంధనలు ఉండవచ్చు," అని ఓకో అన్నారు.
జలవిద్యుత్‌కు మరో ప్రధాన సమస్య వాతావరణ మార్పుల వల్ల కలిగే కరువు. లోతు తక్కువగా ఉన్న జలాశయాలు తక్కువ విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, మరియు ఇది ముఖ్యంగా అమెరికా పశ్చిమ ప్రాంతంలో ఆందోళన కలిగిస్తోంది, ఎందుకంటే గత 1,200 సంవత్సరాలలో అత్యంత పొడి 22 సంవత్సరాల కాలాన్ని ఆ ప్రాంతం చూసింది.
గ్లెన్ కాన్యన్ డ్యామ్‌కు నీటిని అందించే లేక్ పావెల్, హూవర్ డ్యామ్‌కు నీటిని అందించే లేక్ మీడ్ వంటి జలాశయాలు తక్కువ విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుండటంతో, ఆ లోటును శిలాజ ఇంధనాలు భర్తీ చేస్తున్నాయి. ఒక అధ్యయనం ప్రకారం, 2001-2015 మధ్య, కరువు కారణంగా జలవిద్యుత్‌పై ఆధారపడటం తగ్గడం వల్ల పశ్చిమ ప్రాంతంలోని 11 రాష్ట్రాలలో అదనంగా 100 మిలియన్ టన్నుల కార్బన్ డయాక్సైడ్ విడుదలయ్యింది. 2012-2016 మధ్య కాలిఫోర్నియా తీవ్ర సంక్షోభంలో ఉన్నప్పుడు, జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తి నష్టం వల్ల ఆ రాష్ట్రానికి 2.45 బిలియన్ డాలర్ల నష్టం వాటిల్లిందని మరో అధ్యయనం అంచనా వేసింది.
చరిత్రలోనే తొలిసారిగా, లేక్ మీడ్‌లో నీటి కొరతను ప్రకటించారు. దీని ఫలితంగా అరిజోనా, నెవాడా మరియు మెక్సికోలలో నీటి కేటాయింపులలో కోతలు విధించారు. గ్లెన్ కాన్యన్ డ్యామ్ విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేయడాన్ని కొనసాగించేందుకు వీలుగా, బ్యూరో ఆఫ్ రెక్లమేషన్ సంస్థ లేక్ మీడ్‌కు ఎగువన ఉన్న లేక్ పావెల్‌లో నీటిని నిలిపివేసే అపూర్వమైన చర్య తీసుకున్నందున, ప్రస్తుతం 1,047 అడుగుల వద్ద ఉన్న నీటిమట్టం మరింత తగ్గే అవకాశం ఉంది. ఒకవేళ లేక్ మీడ్ నీటిమట్టం 950 అడుగుల కంటే తక్కువకు పడిపోతే, అది ఇకపై విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేయదు.

జలవిద్యుత్ భవిష్యత్తు
ప్రస్తుత జలవిద్యుత్ మౌలిక సదుపాయాలను ఆధునీకరించడం ద్వారా సామర్థ్యాన్ని పెంచవచ్చు, కరువు సంబంధిత నష్టాలను కొంతవరకు పూడ్చుకోవచ్చు, అలాగే రాబోయే అనేక దశాబ్దాల పాటు ప్లాంట్లు పనిచేసేలా కూడా నిర్ధారించవచ్చు.
ఇప్పటి నుండి 2030 మధ్య, ప్రపంచవ్యాప్తంగా పాత ప్లాంట్ల ఆధునికీకరణ కోసం 127 బిలియన్ డాలర్లు ఖర్చు చేయనున్నారు. ఇది మొత్తం ప్రపంచ జలవిద్యుత్ పెట్టుబడిలో దాదాపు నాలుగో వంతు కాగా, యూరప్ మరియు ఉత్తర అమెరికాలోని పెట్టుబడిలో దాదాపు 90 శాతానికి సమానం.
హూవర్ డ్యామ్ వద్ద, దీనిలో భాగంగా కొన్ని టర్బైన్‌లను తక్కువ ఎత్తులో మరింత సమర్థవంతంగా పనిచేసేలా ఆధునీకరించడం, టర్బైన్‌లలోకి నీటి ప్రవాహాన్ని నియంత్రించే పలుచని వికెట్ గేట్లను అమర్చడం, మరియు సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి టర్బైన్‌లలోకి సంపీడన గాలిని పంపడం వంటివి చేశారు.
అయితే ప్రపంచంలోని ఇతర ప్రాంతాలలో, అధిక పెట్టుబడులు కొత్త ప్లాంట్ల వైపు మళ్లుతున్నాయి. 2030 నాటికి ఆసియా మరియు ఆఫ్రికాలోని పెద్ద, ప్రభుత్వ యాజమాన్యంలోని ప్రాజెక్టులు కొత్త జలవిద్యుత్ సామర్థ్యంలో 75% కంటే ఎక్కువ వాటాను కలిగి ఉంటాయని అంచనా. కానీ అటువంటి ప్రాజెక్టులు పర్యావరణంపై చూపే ప్రభావం గురించి కొందరు ఆందోళన చెందుతున్నారు.
"నా వినయపూర్వక అభిప్రాయం ప్రకారం, వాటిని అవసరానికి మించి నిర్మించారు. అనవసరం కాని భారీ సామర్థ్యంతో వాటిని నిర్మించారు," అని లో ఇంపాక్ట్ హైడ్రోపవర్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఎగ్జిక్యూటివ్ డైరెక్టర్ షానన్ ఏమ్స్ అన్నారు, "వాటిని రన్-ఆఫ్-రివర్ పద్ధతిలో చేయవచ్చు మరియు వాటి రూపకల్పనను భిన్నంగా చేస్తే సరిపోతుంది."
రన్-ఆఫ్-రివర్ సౌకర్యాలలో జలాశయం ఉండదు, అందువల్ల పర్యావరణంపై వాటి ప్రభావం తక్కువగా ఉంటుంది, కానీ ఉత్పత్తి కాలానుగుణ ప్రవాహాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది కాబట్టి అవి డిమాండ్‌కు అనుగుణంగా శక్తిని ఉత్పత్తి చేయలేవు. ఈ దశాబ్దంలో మొత్తం సామర్థ్య పెంపులో రన్-ఆఫ్-రివర్ జలవిద్యుత్ వాటా సుమారు 13% ఉంటుందని అంచనా వేయగా, సాంప్రదాయ జలవిద్యుత్ 56% మరియు పంప్డ్ హైడ్రో 29% వాటాను కలిగి ఉంటాయి.
అయితే మొత్తమ్మీద, జలవిద్యుత్ వృద్ధి మందగిస్తోంది మరియు 2030 నాటికి ఇది సుమారు 23% మేర తగ్గుతుందని అంచనా. ఈ ధోరణిని తిప్పికొట్టడం అనేది, నియంత్రణ మరియు అనుమతి ప్రక్రియలను క్రమబద్ధీకరించడం, అలాగే సమాజ ఆమోదాన్ని పొందేందుకు ఉన్నతమైన సుస్థిరతా ప్రమాణాలను మరియు ఉద్గారాల కొలత కార్యక్రమాలను ఏర్పాటు చేయడంపై ప్రధానంగా ఆధారపడి ఉంటుంది. తక్కువ అభివృద్ధి కాలపరిమితి, డెవలపర్‌లకు విద్యుత్ కొనుగోలు ఒప్పందాలను పొందడంలో సహాయపడుతుంది, తద్వారా రాబడులకు హామీ ఉండటం వల్ల పెట్టుబడులను ప్రోత్సహిస్తుంది.
"సౌర మరియు పవన శక్తితో పోలిస్తే ఇది కొన్నిసార్లు అంత ఆకర్షణీయంగా కనిపించకపోవడానికి ఒక కారణం ఏమిటంటే, ఈ సౌకర్యాల కాలపరిమితి భిన్నంగా ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, ఒక పవన మరియు సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్‌ను సాధారణంగా 20 సంవత్సరాల ప్రాజెక్ట్‌గా చూస్తారు," అని ఏమ్స్ అన్నారు, "మరోవైపు, జలవిద్యుత్‌కు లైసెన్స్ ఇచ్చి 50 సంవత్సరాల పాటు పనిచేయిస్తారు. మరియు వాటిలో చాలా వరకు 100 సంవత్సరాలుగా పనిచేస్తున్నాయి... కానీ మన మూలధన మార్కెట్లు అటువంటి దీర్ఘకాలిక రాబడిని అంతగా అభినందించవు."

ప్రపంచాన్ని శిలాజ ఇంధనాల నుండి దూరం చేయడానికి, జలవిద్యుత్ మరియు పంప్డ్ స్టోరేజ్ అభివృద్ధికి సరైన ప్రోత్సాహకాలను కనుగొని, అది సుస్థిరమైన పద్ధతిలో జరిగేలా చూడటం చాలా కీలకం కాబోతోందని వూల్ఫ్ అంటున్నారు.
ఇతర సాంకేతికతలకు వచ్చినంత ప్రాధాన్యత మాకు రాదు. కానీ జలవిద్యుత్ లేకుండా నమ్మకమైన గ్రిడ్ సాధ్యం కాదని ప్రజలు క్రమంగా గ్రహిస్తున్నారని నేను అనుకుంటున్నాను.