ข้อดีและข้อเสียของพลังงานน้ำ รวมถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

แม่น้ำไหลเป็นระยะทางหลายพันไมล์และกักเก็บพลังงานมหาศาล การพัฒนาและการใช้พลังงานน้ำธรรมชาติเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าเรียกว่าพลังงานน้ำ องค์ประกอบพื้นฐานสองอย่างที่ประกอบกันเป็นพลังงานน้ำคืออัตราการไหลและระดับความสูง อัตราการไหลถูกกำหนดโดยตัวแม่น้ำเอง และอัตราการใช้พลังงานจลน์จากการใช้น้ำในแม่น้ำโดยตรงจะต่ำมาก เพราะเป็นไปไม่ได้ที่จะเติมน้ำให้เต็มแม่น้ำตลอดทั้งสายด้วยกังหันน้ำ
การใช้ประโยชน์จากพลังน้ำส่วนใหญ่ใช้พลังงานศักยภาพ และจำเป็นต้องมีการลดลงของพลังงานศักยภาพนั้น อย่างไรก็ตาม ความลาดชันตามธรรมชาติของแม่น้ำมักค่อยๆ เกิดขึ้นตามทิศทางการไหลของน้ำ และในระยะทางที่ค่อนข้างสั้น ความลาดชันตามธรรมชาติของการไหลของน้ำจะค่อนข้างต่ำ จึงจำเป็นต้องใช้มาตรการทางวิศวกรรมที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มความลาดชันขึ้นโดยเทียม ซึ่งก็คือการรวมความลาดชันตามธรรมชาติที่กระจัดกระจายให้กลายเป็นระดับน้ำที่ใช้งานได้

ข้อดีของพลังงานน้ำ
1. การฟื้นฟูพลังงานน้ำ
พลังงานน้ำมาจากการไหลของแม่น้ำตามธรรมชาติ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากก๊าซธรรมชาติและการหมุนเวียนของน้ำ การหมุนเวียนของน้ำทำให้พลังงานน้ำสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ดังนั้นพลังงานน้ำจึงถูกเรียกว่า "พลังงานหมุนเวียน" "พลังงานหมุนเวียน" มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมพลังงาน
2. สามารถใช้ทรัพยากรน้ำได้อย่างครอบคลุม
พลังงานน้ำใช้พลังงานจากกระแสน้ำเท่านั้น ไม่ใช้น้ำ ดังนั้นจึงสามารถใช้ทรัพยากรน้ำได้อย่างครอบคลุม นอกจากการผลิตไฟฟ้าแล้ว ยังสามารถใช้ประโยชน์ในด้านอื่นๆ เช่น การควบคุมน้ำท่วม การชลประทาน การขนส่งทางน้ำ การจัดหาน้ำ การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ การท่องเที่ยว และด้านอื่นๆ และก่อให้เกิดการพัฒนาแบบหลายเป้าหมายไปพร้อมๆ กัน
3. การควบคุมพลังงานน้ำ
พลังงานไฟฟ้าไม่สามารถเก็บไว้ได้ การผลิตและการบริโภคเกิดขึ้นพร้อมกัน ในขณะที่พลังงานน้ำสามารถเก็บไว้ในอ่างเก็บน้ำได้ ซึ่งผลิตขึ้นตามความต้องการของระบบไฟฟ้า อ่างเก็บน้ำทำหน้าที่เป็นคลังเก็บพลังงานสำหรับระบบไฟฟ้า การควบคุมอ่างเก็บน้ำช่วยเพิ่มความสามารถของระบบไฟฟ้าในการควบคุมโหลด เพิ่มความน่าเชื่อถือและความยืดหยุ่นในการจ่ายพลังงาน
4. ความสามารถในการย้อนกลับของการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ
กังหันน้ำที่ส่งน้ำจากที่สูงไปยังที่ต่ำสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าและแปลงพลังงานน้ำเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ ในทางกลับกัน น้ำที่อยู่ระดับต่ำกว่าจะถูกสูบโดยปั๊มไฟฟ้าและส่งไปยังอ่างเก็บน้ำที่ระดับสูงกว่าเพื่อกักเก็บ โดยแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานน้ำอีกครั้ง การใช้หลักการย้อนกลับของการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำเพื่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงความสามารถในการควบคุมภาระของระบบไฟฟ้า
5. ความยืดหยุ่นในการปฏิบัติงานของหน่วย
หน่วยผลิตไฟฟ้าพลังน้ำมีอุปกรณ์ที่เรียบง่าย การทำงานที่ยืดหยุ่นและเชื่อถือได้ และสะดวกมากในการเพิ่มหรือลดภาระ สามารถเริ่มหรือหยุดการทำงานได้อย่างรวดเร็วตามความต้องการของผู้ใช้ และง่ายต่อการทำให้เป็นระบบอัตโนมัติ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการลดภาระสูงสุดและการปรับความถี่ของระบบไฟฟ้า ตลอดจนการเป็นแหล่งพลังงานสำรองฉุกเฉิน การปรับภาระ และฟังก์ชันอื่นๆ สามารถเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้า พร้อมประโยชน์ด้านพลวัตที่โดดเด่น สถานีไฟฟ้าพลังน้ำเป็นตัวรับภาระแบบไดนามิกหลักในระบบไฟฟ้า
6. ต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพสูงในการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ
พลังงานน้ำไม่ใช้เชื้อเพลิง และไม่จำเป็นต้องใช้แรงงานและสิ่งอำนวยความสะดวกจำนวนมากในการสำรวจและขนส่งเชื้อเพลิง อุปกรณ์ไม่ซับซ้อน ใช้ผู้ปฏิบัติงานน้อย ใช้พลังงานเสริมน้อย อายุการใช้งานยาวนาน และค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและการบำรุงรักษาต่ำ ดังนั้น ต้นทุนการผลิตพลังงานไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังน้ำจึงต่ำ เพียง 1/5 ถึง 1/8 ของโรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิล นอกจากนี้ อัตราการใช้พลังงานของโรงไฟฟ้าพลังน้ำยังสูงถึงกว่า 85% ในขณะที่โรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิลมีเพียงประมาณ 40% เท่านั้น
7. เอื้อต่อการปรับปรุงสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยา
การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม พื้นที่ผิวน้ำอันกว้างใหญ่ของอ่างเก็บน้ำช่วยควบคุมสภาพภูมิอากาศในระดับจุลภาคของภูมิภาค และการกระจายตัวของกระแสน้ำทั้งในเชิงเวลาและพื้นที่ ซึ่งเอื้อต่อการปรับปรุงสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาของพื้นที่โดยรอบ สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานถ่านหิน ถ่านหินดิบทุกตันจะปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) ประมาณ 30 กิโลกรัม และฝุ่นละอองขนาดเล็กอีกกว่า 30 กิโลกรัม จากสถิติของโรงไฟฟ้าพลังงานถ่านหินขนาดใหญ่และขนาดกลาง 50 แห่งทั่วประเทศ พบว่า 90% ของโรงไฟฟ้าเหล่านี้ปล่อยก๊าซ SO2 ที่มีความเข้มข้นมากกว่า 860 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ซึ่งเป็นมลพิษร้ายแรงมาก ในโลกปัจจุบันที่ให้ความสำคัญกับปัญหาสิ่งแวดล้อมมากขึ้นเรื่อยๆ การเร่งก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำและการเพิ่มสัดส่วนการใช้พลังงานน้ำในประเทศจีนจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการลดมลพิษทางสิ่งแวดล้อม

ข้อเสียของพลังงานน้ำ
การลงทุนครั้งเดียวจำนวนมหาศาล – งานดินและงานคอนกรีตขนาดใหญ่สำหรับการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำ นอกจากนี้ยังจะก่อให้เกิดความเสียหายจากน้ำท่วมอย่างมากและต้องเสียค่าใช้จ่ายในการย้ายถิ่นฐานจำนวนมหาศาล ระยะเวลาก่อสร้างก็ยาวนานกว่าการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ซึ่งส่งผลกระทบต่อการหมุนเวียนของเงินทุนในการก่อสร้าง แม้ว่าการลงทุนในโครงการอนุรักษ์น้ำบางส่วนจะได้รับการแบ่งปันจากหน่วยงานผู้รับประโยชน์ต่างๆ แต่การลงทุนต่อกิโลวัตต์ของพลังน้ำก็สูงกว่าพลังความร้อนมาก อย่างไรก็ตาม ในการดำเนินงานในอนาคต การประหยัดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานประจำปีจะถูกชดเชยไปทีละปี ระยะเวลาการชดเชยสูงสุดที่อนุญาตนั้นเกี่ยวข้องกับระดับการพัฒนาของประเทศและนโยบายด้านพลังงาน หากระยะเวลาการชดเชยน้อยกว่าค่าที่อนุญาต ถือว่าสมเหตุสมผลที่จะเพิ่มกำลังการผลิตติดตั้งของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ
ความเสี่ยงต่อความล้มเหลว – เนื่องจากการเกิดน้ำท่วม เขื่อนที่กักเก็บน้ำปริมาณมาก ภัยพิบัติทางธรรมชาติ ความเสียหายที่เกิดจากมนุษย์ และคุณภาพการก่อสร้าง ซึ่งอาจส่งผลร้ายแรงต่อพื้นที่และโครงสร้างพื้นฐานด้านล่างเขื่อน ความล้มเหลวเหล่านี้อาจส่งผลกระทบต่อการจ่ายกระแสไฟฟ้า สัตว์และพืช และอาจก่อให้เกิดความสูญเสียและผู้เสียชีวิตจำนวนมากได้
ความเสียหายต่อระบบนิเวศ – อ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ก่อให้เกิดน้ำท่วมเป็นวงกว้างเหนือเขื่อน ซึ่งบางครั้งทำลายที่ราบลุ่ม ป่าในหุบเขา และทุ่งหญ้า ในขณะเดียวกันก็ส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศทางน้ำโดยรอบโรงงานด้วย และส่งผลกระทบอย่างมากต่อปลา นกน้ำ และสัตว์อื่นๆ