Hidroelektrik, dünya çapında en büyük yenilenebilir enerjidir ve rüzgardan iki kat daha fazla, güneşten ise dört kat daha fazla enerji üretir. Ve bir tepeye su pompalamak, diğer adıyla "pompalı depolama hidroelektrik enerjisi", dünyanın toplam enerji depolama kapasitesinin %90'ından fazlasını oluşturur.
Ancak hidroelektriğin büyük etkisi olmasına rağmen ABD'de bu konuda fazla bir şey duymuyoruz. Son birkaç on yılda rüzgar ve güneş enerjisinin fiyatları düştü ve ulaşılabilirliği hızla arttı. Ancak ülke coğrafi olarak en ideal yerlere hidroelektrik santralleri inşa ettiği için yerel hidroelektrik üretimi nispeten istikrarlı kaldı.
Uluslararası alanda ise durum farklı. Çin, son birkaç on yılda binlerce yeni, çoğu zaman devasa hidroelektrik baraj inşa ederek ekonomik genişlemesini destekledi. Afrika, Hindistan ve Asya ve Pasifik'teki diğer ülkeler de aynısını yapmaya hazırlanıyor.
Ancak sıkı çevresel denetim olmadan genişleme sorunlara yol açabilir, çünkü barajlar ve rezervuarlar nehir ekosistemlerini ve çevredeki yaşam alanlarını bozar ve son çalışmalar rezervuarların daha önce anlaşılandan daha fazla karbondioksit ve metan yayabileceğini gösterir. Ayrıca, iklim kaynaklı kuraklık hidroyu daha az güvenilir bir enerji kaynağı haline getiriyor, çünkü Amerikan Batısı'ndaki barajlar elektrik üretim kapasitelerinin önemli bir miktarını kaybetti.
"Hoover Barajı tipik bir yılda yaklaşık 4,5 milyar kilovatsaat enerji üretecek," dedi ikonik Hoover Barajı'nın Yöneticisi Mark Cook. "Gölün şu anki haliyle, bu daha çok 3,5 milyar kilovatsaat."
Ancak uzmanlar, %100 yenilenebilir bir gelecekte hidroelektrik enerjinin büyük bir rol oynayacağını ve bu zorlukların nasıl azaltılacağını öğrenmenin şart olduğunu söylüyor.
Yerli hidroelektrik
2021'de hidroelektrik, ABD'deki kamusal ölçekli elektrik üretiminin yaklaşık %6'sını ve yenilenebilir elektrik üretiminin %32'sini oluşturuyordu. Yurt içinde, 2019'da rüzgar tarafından geçilene kadar en büyük yenilenebilir enerjiydi.
Önümüzdeki on yılda ABD'de hidroelektrik enerji üretiminde çok fazla büyüme beklenmiyor; bunun bir nedeni de lisanslama ve izin alma süreçlerinin zorluğu.
"Lisanslama sürecinden geçmek onlarca milyon dolara ve yıllarca süren bir çabaya mal oluyor. Ve bu tesislerden bazıları, özellikle de daha küçük tesislerden bazıları için, bu para veya zaman yok," diyor Ulusal Hidroelektrik Birliği Başkanı ve CEO'su Malcolm Woolf. Tek bir hidroelektrik tesisinin lisanslanması veya yeniden lisanslanmasında onlarca farklı kurumun yer aldığını tahmin ediyor. Sürecin, bir nükleer santralin lisanslanmasından daha uzun sürdüğünü söyledi.
ABD'deki hidroelektrik santrallerinin ortalama yaşı 60'ın üzerinde olduğundan, birçoğunun yakında yeniden lisans alması gerekecek.
Woolf, "Bu nedenle, ülkemizde esnek, karbonsuz üretim miktarını artırmaya çalıştığımız bir dönemde, bir dizi lisans iptaliyle karşı karşıya kalabiliriz ki bu ironiktir" dedi.
Ancak Enerji Bakanlığı, eski santrallerde yapılacak iyileştirmeler ve mevcut barajlara güç eklenmesi yoluyla iç büyüme potansiyeli olduğunu söylüyor.
Woolf, "Ülkemizde 90.000 barajımız var, bunların çoğu sel kontrolü, sulama, su depolama, rekreasyon için inşa edildi. Bu barajların yalnızca %3'ü gerçekten güç üretmek için kullanılıyor" dedi.
Sektördeki büyüme aynı zamanda yenilenebilir enerjiyi "sağlamlaştırmanın" bir yolu olarak ivme kazanan pompalı depolama hidroelektrik enerjisinin genişletilmesine de bağlıdır; bu yöntem, güneş parlamadığında ve rüzgar esmediğinde kullanılmak üzere fazla enerjiyi depolar.
Bir pompalı depolama tesisi güç ürettiğinde, tıpkı normal bir hidroelektrik santrali gibi çalışır: Su, üst rezervuardan alt rezervuara akar ve bu esnada elektrik üreten bir türbini döndürür. Aradaki fark, pompalı depolama tesisinin şebekeden gelen gücü kullanarak suyu aşağıdan yukarıya, daha yüksek rezervuara pompalayarak yeniden şarj olabilmesi ve böylece ihtiyaç duyulduğunda serbest bırakılabilecek potansiyel enerjiyi depolayabilmesidir.
Pompalı depolama bugün yaklaşık 22 gigavat elektrik üretme kapasitesine sahipken, geliştirme hattında 60 gigavattan fazla önerilen proje var. Bu, yalnızca Çin'den sonra ikinci sırada.
Son yıllarda, pompalı depolama sistemleri için izin ve lisans başvuruları önemli ölçüde arttı ve yeni teknolojiler değerlendiriliyor. Bunlar arasında, rezervuarların hiçbiri dış su kaynağına bağlı olmayan "kapalı devre" tesisleri veya rezervuarlar yerine tanklar kullanan daha küçük tesisler yer alıyor. Her iki yöntem de muhtemelen çevredeki ortama daha az zarar verecektir.
Emisyonlar ve kuraklık
Nehirleri barajlamak veya yeni rezervuarlar oluşturmak balık göçünü engelleyebilir ve çevredeki ekosistemleri ve yaşam alanlarını mahvedebilir. Barajlar ve rezervuarlar tarih boyunca genellikle yerli veya kırsal topluluklar olmak üzere on milyonlarca insanı yerinden etmiştir.
Bu zararlar yaygın olarak kabul ediliyor. Ancak yeni bir zorluk —rezervuarlardan kaynaklanan emisyonlar— artık daha fazla ilgi görüyor.
Çevre Savunma Fonu'ndan Kıdemli İklim Bilimcisi Ilissa Ocko, "İnsanların farkında olmadığı şey, bu rezervuarların aslında atmosfere çok miktarda karbondioksit ve metan saldığıdır; bunların ikisi de güçlü sera gazlarıdır" dedi.
Emisyonlar, bir alan sular altında kalıp bir rezervuar oluşturduğunda parçalanan ve metan salan ayrışan bitki örtüsü ve diğer organik maddelerden kaynaklanır. Ocko, "Genellikle bu metan daha sonra karbondioksite dönüşür, ancak bunu yapmak için oksijene ihtiyacınız vardır. Ve su gerçekten çok sıcaksa, o zaman alt katmanlar oksijenden yoksun kalır," dedi, bu da metanın daha sonra atmosfere salındığı anlamına gelir.
Dünyayı ısıtmaya gelince, metan, salınmasından sonraki ilk 20 yıl boyunca CO2'den 80 kat daha güçlüdür. Şimdiye kadar yapılan araştırmalar, Hindistan ve Afrika gibi dünyanın daha sıcak bölgelerinde daha fazla kirletici bitkinin bulunduğunu gösteriyor, Ocko ise Çin ve ABD'deki rezervuarların özellikle endişe verici olmadığını söylüyor. Ancak Ocko, emisyonları ölçmenin daha sağlam bir yolu olması gerektiğini söylüyor.
Ocko, "Ve sonra onu azaltmak için her türlü teşvike sahip olabilirsiniz veya çok fazla emisyon yapmadığınızdan emin olmak için farklı otoriteler tarafından düzenlemeler yapılabilir" dedi.
Hidroelektrik için bir diğer büyük sorun ise iklim kaynaklı kuraklıktır. Sığ rezervuarlar daha az güç üretir ve bu durum son 1.200 yılın en kurak 22 yıllık dönemini yaşayan Amerikan Batısı için özellikle endişe vericidir.
Glen Canyon Barajı'nı besleyen Lake Powell ve Hoover Barajı'nı besleyen Lake Mead gibi rezervuarlar daha az elektrik ürettiğinden, fosil yakıtlar açığı kapatıyor. Bir çalışma, 2001-2015 yılları arasında, kuraklık nedeniyle hidroelektrikten uzaklaşılması nedeniyle batıdaki 11 eyalette ek 100 milyon ton karbondioksit salındığını buldu. 2012-2016 yılları arasında Kaliforniya için özellikle zor bir dönemde, başka bir çalışma, kaybedilen hidroelektrik üretiminin eyalete 2,45 milyar dolara mal olduğunu tahmin etti.
Tarihte ilk kez, Lake Mead'de su kıtlığı ilan edildi ve Arizona, Nevada ve Meksika'da su tahsisi kesintileri tetiklendi. Şu anda 1.047 fit olan su seviyesinin, Reclamation Bürosu'nun Lake Mead'in yukarısında bulunan Lake Powell'daki suyu tutarak Glen Canyon Barajı'nın elektrik üretmeye devam edebilmesi için benzeri görülmemiş bir adım atmasıyla daha da düşmesi bekleniyor. Lake Mead 950 fitin altına düşerse artık elektrik üretemeyecek.
Hidroelektrik enerjisinin geleceği
Mevcut hidroelektrik santrali altyapısının modernizasyonu, verimliliği artırabilir, kuraklıkla ilgili kayıpların bir kısmını telafi edebilir ve santrallerin önümüzdeki on yıllar boyunca çalışabilmesini sağlayabilir.
Şu andan 2030'a kadar, küresel olarak eski tesislerin modernizasyonuna 127 milyar dolar harcanacak. Bu, toplam küresel hidroelektrik yatırımının yaklaşık dörtte birini ve Avrupa ve Kuzey Amerika'daki yatırımın yaklaşık %90'ını oluşturuyor.
Hoover Barajı'nda bu, türbinlerin bir kısmının daha düşük rakımlarda daha verimli çalışacak şekilde yeniden düzenlenmesi, türbinlere su akışını kontrol eden daha ince kanat kapakları takılması ve verimliliği artırmak için türbinlere basınçlı hava enjekte edilmesi anlamına geliyordu.
Ancak dünyanın diğer bölgelerinde yatırımların çoğu yeni santrallere gidiyor. Asya ve Afrika'daki büyük, devlete ait projelerin 2030'a kadar yeni hidroelektrik kapasitesinin %75'inden fazlasını oluşturması bekleniyor. Ancak bazıları bu tür projelerin çevre üzerindeki etkisinden endişe ediyor.
"Benim mütevazı fikrime göre, aşırı inşa edilmişler. Gereksiz olan devasa kapasitede inşa edilmişler," diyor Düşük Etkili Hidroelektrik Enstitüsü'nün İcra Direktörü Shannon Ames, "Nehir akışı olarak yapılabilirler ve sadece farklı şekilde tasarlanabilir."
Nehir akışı tesisleri bir rezervuar içermez ve bu nedenle çevre üzerinde daha az etkiye sahiptir, ancak çıktı mevsimsel akışlara bağlı olduğundan talep üzerine enerji üretemezler. Nehir akışı hidroelektrik santralinin bu on yılda toplam kapasite eklemelerinin yaklaşık %13'ünü oluşturması beklenirken, geleneksel hidroelektrik santrali %56'sını ve pompalı hidroelektrik santrali %29'unu oluşturacaktır.
Ancak genel olarak, hidroelektrik büyümesi yavaşlıyor ve 2030'a kadar yaklaşık %23 oranında daralması bekleniyor. Bu eğilimi tersine çevirmek büyük ölçüde düzenleyici ve izin süreçlerini düzene sokmaya ve toplum kabulünü sağlamak için yüksek sürdürülebilirlik standartları ve emisyon ölçüm programları belirlemeye bağlı olacaktır. Daha kısa bir geliştirme zaman çizelgesi, geliştiricilerin güç satın alma anlaşmaları elde etmelerine yardımcı olacak ve böylece getiriler garanti altına alınacağından yatırımı teşvik edecektir.
"Bazen güneş ve rüzgar kadar cazip görünmemesinin bir nedeni de tesislerin ufkunun farklı olmasıdır. Örneğin, bir rüzgar ve güneş santrali genellikle 20 yıllık bir proje olarak görülür," dedi Ames, "Öte yandan, hidroelektrik lisanslıdır ve 50 yıl boyunca faaliyet gösterir. Ve birçoğu 100 yıldır faaliyet gösteriyor... Ancak sermaye piyasalarımız böyle daha uzun bir getiriyi mutlaka takdir etmiyor."
Woolf, hidroelektrik ve pompalı depolama gelişimi için doğru teşviklerin bulunmasının ve bunun sürdürülebilir bir şekilde yapılmasının sağlanmasının, dünyayı fosil yakıtlardan uzaklaştırmak açısından kritik önem taşıyacağını söylüyor.
"Diğer teknolojilerin bazılarının aldığı manşetleri biz almıyoruz. Ama bence insanlar giderek hidroelektrik olmadan güvenilir bir şebekeye sahip olamayacağınızı fark ediyor."
Gönderi zamanı: 14-Tem-2022
