Ang hydropower ay ang pinakamalaking renewable sa buong mundo, na gumagawa ng higit sa dalawang beses na mas maraming enerhiya kaysa sa hangin, at higit sa apat na beses na mas maraming kaysa sa solar. At ang pagbomba ng tubig sa isang burol, aka "pumped storage hydropower", ay binubuo ng higit sa 90% ng kabuuang kapasidad ng imbakan ng enerhiya sa mundo.
Ngunit sa kabila ng napakalaking epekto ng hydropower, wala kaming gaanong naririnig tungkol dito sa US Habang ang mga nakaraang dekada ay bumagsak ang presyo ng hangin at solar at tumataas ang availability, ang domestic hydropower generation ay nanatiling medyo steady, dahil ang bansa ay nakapagtayo na ng mga hydropower plant sa pinaka-heyograpikong mga lokasyon.
Sa internasyonal, ito ay ibang kuwento. Pinalakas ng China ang pagpapalawak ng ekonomiya nito sa pamamagitan ng pagbuo ng libu-libong bago, kadalasang napakalaking, hydroelectric dam sa nakalipas na ilang dekada. Ang Africa, India, at iba pang mga bansa sa Asia at Pacific ay nakatakdang gawin din ito.
Ngunit ang pagpapalawak nang walang mahigpit na pangangasiwa sa kapaligiran ay maaaring humantong sa problema, dahil ang mga dam at reservoir ay nakakagambala sa mga ecosystem ng ilog at mga nakapaligid na tirahan, at ang mga kamakailang pag-aaral ay nagpapakita na ang mga reservoir ay maaaring maglabas ng mas maraming carbon dioxide at methane kaysa sa naunawaan dati. Dagdag pa, ang tagtuyot na dulot ng klima ay ginagawang hindi gaanong maaasahang pinagmumulan ng enerhiya ang hydro, dahil ang mga dam sa American West ay nawalan ng malaking halaga ng kanilang kapasidad sa pagbuo ng kuryente.
"Sa isang karaniwang taon, ang Hoover Dam ay bubuo ng humigit-kumulang 4.5 bilyong kilowatt na oras ng enerhiya," sabi ni Mark Cook, Manager ng iconic na Hoover Dam. "Sa lawa na ngayon, ito ay halos 3.5 bilyong kilowatt na oras."
Gayunpaman, sinasabi ng mga eksperto na ang hydro ay may malaking papel na ginagampanan sa isang 100% na nababagong hinaharap, kaya ang pag-aaral kung paano pagaanin ang mga hamong ito ay kinakailangan.
Domestic hydropower
Noong 2021, ang hydropower ay umabot ng humigit-kumulang 6% ng utility-scale electricity generation sa US at 32% ng renewable electricity generation. Domestically, ito ang pinakamalaking renewable hanggang 2019, nang ito ay nalampasan ng hangin.
Ang US ay hindi inaasahang makakakita ng maraming hydropower na paglago sa darating na dekada, sa bahagi dahil sa mabigat na proseso ng paglilisensya at pagpapahintulot.
"Nagkakahalaga ito ng sampu-sampung milyong dolyar at mga taon ng pagsisikap upang dumaan sa proseso ng paglilisensya. At para sa ilan sa mga pasilidad na ito, lalo na ang ilan sa mas maliliit na pasilidad, wala lang silang pera o oras na iyon," sabi ni Malcolm Woolf, Presidente at CEO ng National Hydropower Association. Tinatantya niya na mayroong dose-dosenang iba't ibang ahensya na kasangkot sa paglilisensya o muling paglilisensya sa isang pasilidad ng hydropower. Ang proseso, aniya, ay mas matagal kaysa sa paglilisensya sa isang nuclear plant.
Dahil ang average na hydroelectric plant sa US ay higit sa 60 taong gulang, marami ang kailangang muling bigyan ng lisensya sa lalong madaling panahon.
"Kaya kami ay maaaring nahaharap sa isang balsa ng mga pagsuko ng lisensya, na kabalintunaan tulad ng aming sinusubukan na pataasin ang dami ng nababaluktot, walang carbon na henerasyon na mayroon kami sa bansang ito," sabi ni Woolf.
Ngunit sinabi ng Kagawaran ng Enerhiya na may potensyal para sa domestic na paglago, sa pamamagitan ng pag-upgrade sa mga lumang planta at pagdaragdag ng kuryente sa mga kasalukuyang dam.
"Mayroon kaming 90,000 dam sa bansang ito, karamihan sa mga ito ay itinayo para sa pagkontrol ng baha, para sa irigasyon, para sa pag-imbak ng tubig, para sa libangan. Tanging 3% lamang ng mga dam na iyon ang aktwal na ginagamit para sa pagbuo ng kuryente," sabi ni Woolf.
Ang paglago sa sektor ay umaasa din sa pagpapalawak ng pumped storage hydropower, na nakakakuha ng traksyon bilang isang paraan upang "patatagin" ang mga renewable, pag-iimbak ng labis na enerhiya para magamit kapag ang araw ay hindi sumisikat at ang hangin ay hindi umiihip.
Kapag ang isang pumped storage facility ay gumagawa ng kuryente, ito ay gumagana tulad ng isang regular na hydro plant: Ang tubig ay dumadaloy mula sa itaas na reservoir patungo sa ibaba, na nagpapaikot ng turbine na gumagawa ng kuryente sa daan. Ang pagkakaiba ay ang isang pumped storage facility ay maaaring mag-recharge, gamit ang kapangyarihan mula sa grid upang mag-bomba ng tubig mula sa ibaba hanggang sa mas mataas na reservoir, sa gayon ay nag-iimbak ng potensyal na enerhiya na maaaring ilabas kapag kinakailangan.
Habang ang pumped storage ay may humigit-kumulang 22 gigawatts ng electricity-generating capacity ngayon, mayroong higit sa 60 gigawatts ng mga iminungkahing proyekto sa pipeline ng pagpapaunlad. Pangalawa lang yan sa China.
Sa mga nakalipas na taon, ang mga permit at aplikasyon ng paglilisensya para sa mga pumped storage system ay tumaas nang malaki, at ang mga bagong teknolohiya ay isinasaalang-alang. Kabilang dito ang mga pasilidad na "closed-loop", kung saan hindi konektado ang reservoir sa labas ng pinagmumulan ng tubig, o mas maliliit na pasilidad na gumagamit ng mga tangke sa halip na mga reservoir. Ang parehong mga pamamaraan ay malamang na hindi gaanong nakakagambala sa nakapaligid na kapaligiran.
Mga emisyon at tagtuyot
Ang pag-damdam sa mga ilog o paglikha ng mga bagong reservoir ay maaaring makahadlang sa paglipat ng mga isda at makasira sa mga nakapaligid na ecosystem at tirahan. Ang mga dam at imbakan ng tubig ay nagpalipat-lipat pa nga ng sampu-sampung milyong tao sa buong kasaysayan, kadalasang mga katutubo o rural na komunidad.
Ang mga pinsalang ito ay malawak na kinikilala. Ngunit ang isang bagong hamon - mga emisyon mula sa mga reservoir - ay nakakakuha na ngayon ng mas mataas na atensyon.
″Ang hindi napagtanto ng mga tao ay ang mga reservoir na ito ay talagang naglalabas ng maraming carbon dioxide at methane sa atmospera, na parehong malakas na greenhouse gases,” sabi ni Ilissa Ocko, Senior Climate Scientist sa Environmental Defense Fund.
Ang mga emisyon ay nagmumula sa nabubulok na mga halaman at iba pang organikong bagay, na nagsisisira at naglalabas ng methane kapag ang isang lugar ay binaha upang lumikha ng isang reservoir. "Kadalasan ang methane na iyon ay nagiging carbon dioxide, ngunit kailangan mo ng oxygen upang magawa iyon. At kung ang tubig ay talagang, talagang mainit-init, kung gayon ang mga ilalim na layer ay nauubusan ng oxygen," sabi ni Ocko, ibig sabihin, ang methane ay pagkatapos ay inilabas sa atmospera.
Pagdating sa pag-init ng mundo, ang methane ay higit sa 80 beses na mas malakas kaysa sa CO2 sa unang 20 taon pagkatapos nitong ilabas. Sa ngayon, ipinapakita ng pananaliksik na ang mas maiinit na bahagi ng mundo, tulad ng India at Africa, ay may posibilidad na magkaroon ng mas maraming polusyon na mga halaman, habang sinabi ni Ocko na ang mga reservoir sa China at US ay hindi partikular na alalahanin. Ngunit sinabi ni Ocko na kailangang magkaroon ng isang mas matatag na paraan upang sukatin ang mga emisyon.
"At pagkatapos ay maaari kang magkaroon ng lahat ng uri ng mga insentibo upang bawasan ito, o mga regulasyon ng iba't ibang mga awtoridad upang matiyak na hindi ka naglalabas ng labis," sabi ni Ocko.
Ang isa pang malaking problema para sa hydropower ay ang tagtuyot na dulot ng klima. Ang mga mababaw na reservoir ay gumagawa ng mas kaunting kapangyarihan, at iyon ang partikular na ikinababahala sa American West, na nakakita ng pinakamatuyong 22-taong panahon sa nakalipas na 1,200 taon.
Dahil ang mga reservoir tulad ng Lake Powell, na nagpapakain sa Glen Canyon Dam, at Lake Mead, na nagpapakain sa Hoover Dam, ay gumagawa ng mas kaunting kuryente, ang mga fossil fuel ay nakakakuha ng malubay. Natuklasan ng isang pag-aaral na mula 2001-2015, isang karagdagang 100 milyong tonelada ng carbon dioxide ang inilabas sa 11 estado sa kanluran dahil sa dulot ng tagtuyot na paglipat mula sa hydropower. Sa panahon ng isang partikular na magaspang na patch para sa California sa pagitan ng 2012-2016, tinantiya ng isa pang pag-aaral na ang pagkawala ng hydropower generation ay nagkakahalaga ng estado ng $2.45 bilyon.
Sa unang pagkakataon sa kasaysayan, idineklara ang kakulangan ng tubig sa Lake Mead, na nag-trigger ng pagbawas sa alokasyon ng tubig sa Arizona, Nevada at Mexico. Ang antas ng tubig, na kasalukuyang nasa 1,047 talampakan, ay inaasahang bababa pa, dahil ang Bureau of Reclamation ay gumawa ng hindi pa nagagawang hakbang ng pagpigil sa tubig sa Lake Powell, na matatagpuan sa itaas ng Lake Mead, upang ang Glen Canyon Dam ay patuloy na makagawa ng kuryente. Kung ang Lake Mead ay bumaba sa ibaba 950 talampakan, hindi na ito bubuo ng kuryente.
Hinaharap ng hydropower
Ang pag-modernize ng umiiral na imprastraktura ng hydropower ay maaaring magpataas ng kahusayan at mabawi ang ilang pagkalugi na nauugnay sa tagtuyot, pati na rin matiyak na ang mga halaman ay makakapagpatakbo sa maraming darating na mga dekada.
Sa pagitan ngayon at 2030, $127 bilyon ang gagastusin sa pag-modernize ng mga lumang halaman sa buong mundo. Iyon ay nagkakahalaga ng halos isang-apat na bahagi ng kabuuang pamumuhunan sa pandaigdigang hydropower, at halos 90% ng pamumuhunan sa Europa at Hilagang Amerika.
Sa Hoover Dam, nangangahulugan iyon ng pag-retrofit ng ilan sa kanilang mga turbine upang gumana nang mas mahusay sa mas mababang mga elevation, pag-install ng mas manipis na mga gate ng wicket, na kumokontrol sa daloy ng tubig sa mga turbine at pag-iniksyon ng naka-compress na hangin sa mga turbine upang mapataas ang kahusayan.
Ngunit sa ibang bahagi ng mundo, ang karamihan ng pamumuhunan ay papunta sa mga bagong halaman. Ang mga malalaking proyektong pag-aari ng estado sa Asia at Africa ay inaasahang aabot ng higit sa 75% ng bagong kapasidad ng hydropower hanggang 2030. Ngunit ang ilan ay nag-aalala tungkol sa epekto ng mga naturang proyekto sa kapaligiran.
"Sa aking mapagpakumbabang opinyon, ang mga ito ay overbuilt. Ang mga ito ay binuo sa napakalaking kapasidad na hindi kinakailangan," sabi ni Shannon Ames, Executive Director ng Low Impact Hydropower Institute, "Maaari silang gawin bilang run-of-river at maaari lamang silang idisenyo sa ibang paraan."
Ang mga pasilidad ng run-of-river ay walang kasamang reservoir, at sa gayon ay may mas kaunting epekto sa kapaligiran, ngunit hindi sila makakabuo ng enerhiya kapag hinihingi, dahil ang output ay nakasalalay sa mga pana-panahong daloy. Ang run-of-river hydropower ay inaasahang aabot sa humigit-kumulang 13% ng kabuuang kapasidad na idaragdag ngayong dekada, habang ang tradisyunal na hydropower ay bubuo ng 56% at pumped hydro 29%.
Ngunit sa pangkalahatan, bumagal ang paglago ng hydropower, at nakatakdang magkontrata ng humigit-kumulang 23% hanggang 2030. Ang isang mas maikling timeline ng pag-unlad ay makakatulong sa mga developer na makakuha ng mga kasunduan sa pagbili ng kuryente, sa gayon ay nagbibigay-insentibo sa pamumuhunan dahil ang mga pagbabalik ay magagarantiyahan.
"Bahagi ng dahilan kung bakit hindi ito mukhang kaakit-akit kung minsan tulad ng solar at hangin ay dahil ang abot-tanaw para sa mga pasilidad ay magkaiba. Halimbawa, ang wind at solar plant ay karaniwang tinitingnan bilang isang 20 taong proyekto," sabi ni Ames, "Sa kabilang banda, ang hydropower ay lisensyado at tumatakbo sa loob ng 50 taon. At marami sa kanila ay 100 taon nang nagpapatakbo…
Ang paghahanap ng mga tamang insentibo para sa hydropower at pumped storage development, at pagtiyak na ito ay ginagawa sa isang napapanatiling paraan, ay magiging kritikal sa pag-alis ng mundo sa mga fossil fuel, sabi ni Woolf.
"Hindi namin makuha ang mga headline na ginagawa ng ilan sa iba pang mga teknolohiya. Ngunit sa palagay ko ay lalong napagtatanto ng mga tao na hindi ka magkakaroon ng maaasahang grid nang walang hydropower."
Oras ng post: Hul-14-2022
