Туруктуу энергетикалык келечекке жаратылыштын позитивдүү жолун түзүү

Ноябрда Египетте өтө турган БУУнун Климаттын өзгөрүшү боюнча конференциясы (COP27) глобалдык климаттык максаттарга жетүү үчүн зарыл болгон жолдорго көңүл бурат. Экономикаларды тез декарбонизациялоо климатты турукташтыруу үчүн, анын ичинде 2050-жылга карата таза нөлдүк энергия системаларына жетишүү үчүн негизги мааниге ээ. Бирок дүйнө ошондой эле жаратылыш/биологиялык ар түрдүүлүк кризисине туш болуп, бир катар өнүгүү максаттарына жетишүүгө умтулуп жаткандыктан, бул жолдор алардын жамааттар жана экосистемалар; климатты турукташтыруу Жердеги жашоону камсыз кылуу системаларын сактоо менен шайкеш болууга умтулушу керек.

1.5 менен шайкеш энергетикалык системаларга жетүү үчүн зарыл болгон бир нече божомолдор° C климаттын максаты глобалдык гидроэнергетикалык кубаттуулукту эки эсеге көбөйтүүнү камтыйт, мисалы, Эл аралык Энергетика Агентствосу (IEA) жана Эл аралык жаңылануучу энергия агенттиги (ИРЕНА). Бул жыйырма эседен ашык көбөйүшү болжолдонгон шамал жана күн PV сыяктуу башка кайра жаралуучу булактарга караганда кичине пропорционалдуу өсүш болсо да, глобалдык гидроэнергетикалык кубаттуулуктун эки эсеге көбөйүшү дүйнөлүк дарыяларга жана ар түрдүү булактарга таасир эте турган негизги инфраструктуранын кескин кеңейүүсүн билдирет. алар коомдорго жана экономикаларга жүздөгөн миллиондогон адамдарды азыктандырган тузсуз балык чарбаларынан суу ташкындарынын кесепеттерин жоюуга жана туруктуу дельталарга чейин камсыздайт.

Дүйнөдөгү эң чоң дарыялардын үчтөн бири гана эркин агып турат - жана глобалдык гидроэнергетикалык кубаттуулукту эки эсеге көбөйтүү алардын жарымына жакынын тосууга алып келет, ал эми 2-жылы керектелүүчү жаңылануучу энергиянын 2050%.

Дээрлик бардык жаңы энергетикалык долбоорлор, анын ичинде шамал жана күн, кээ бир терс таасирлерге алып келет, бирок ошол масштабда негизги экосистеманын түрү - чоң, эркин аккан дарыялар жоголот. адамдар жана жаратылыш үчүн негизги соода болот дүйнөлүк деңгээлде. Ошентип, гидроэнергетиканы кеңейтүү өзгөчө кылдат пландаштырууну жана чечимдерди кабыл алууну талап кылат. Бул жерде мен гидроэнергетикага баа берүү үчүн актуалдуу кээ бир негизги маселелерди, анын ичинде көп учурда туура эмес түшүнүлгөн маселелерди карап чыгам.

Чакан гидроэнергетика көбүнчө туруктуу же аз таасирдүү деп болжолдонот. бирок көбүнчө андай болбойт. Чакан гидроэнергетика ырааттуу аныкталбайт (мисалы, кээ бир өлкөлөр “кичи ГЭСти” 50 МВтка чейин классификациялайт), бирок көбүнчө 10 МВттан төмөн долбоорлор катары категорияга кирет. Мындай көлөмдөгү долбоорлор көбүнчө айлана-чөйрөгө анча-мынча таасир тийгизет деп болжолдонгондуктан, чакан ГЭСтер долбоорлору көбүнчө стимулдарды же субсидияларды жана/же экологиялык текшерүүдөн пайда алышат. Бирок, чакан гидроэнергетикалык дамбалардын көбөйүшү олуттуу кумулятивдүү кесепеттерге алып келиши мүмкүн. Андан тышкары, өзгөчө начар жердеги кичинекей долбоор да таң калыштуу чоң терс таасирин тийгизиши мүмкүн.

Дарыянын аккан гидроэнергетикасы да көп учурда чектелген терс таасирин тийгизет, бирок дарыяларга таасири жогору болгон плотиналардын кээ бирлери дарыялардын агымы-нан. Дарыянын жээгиндеги дамбалар сууну көпкө сактабайт; Долбоорго агып жаткан суунун көлөмү долбоордон агып жаткан суунун көлөмү менен бирдей - жок дегенде күн сайын. Бирок, дарыянын агымы боюнча долбоорлор бир сутка ичинде сактай алат, алар "гидропекинг" үчүн иштеп, суунун күнү бою сакталып, эң жогорку суроо-талаптын бир нече саатында коё берет. Мындай иштөө режими дарыянын ылдыйкы агымынын экосистемасына олуттуу терс таасирин тийгизиши мүмкүн. Дарыянын жээгиндеги дамбаларда чоң резервуарлар болбогондуктан, алар калкка жана дарыяларга ири көлөмдөгү суу сактагычтар менен байланышкан кээ бир олуттуу таасирлерди, анын ичинде жамааттардын масштабдуу жылышын жана дарыя агымынын сезондук схемасын бузууну алып келбейт. Бирок бул айырмачылыктар көбүнчө дарыянын агымы боюнча долбоорлор дарыяларга таасирин тийгизбейт деген кеңири жалпылоолорго алып келет - же ал тургай ошол агымдагы гидроэнергетика плотинаны талап кылбайт. Кээ бир дарыядагы долбоорлордо бүт канал боюнча дамба камтылбаса да, көптөгөн ири дарыя долбоорлору дарыянын каналын бөлгөн дамбаны талап кылат (төмөндөгү сүрөттү караңыз). Бул туура эмес жалпылоо, долбоордун жактоочулары анын дарыянын агымы статусун, анын минималдуу таасирин тийгизет деп ырасташканда, өзгөчө көйгөйлүү болуп калат. Бул "шашылыш жалпылоо" Меконг дарыясындагы Хайабури дамбасынын жактоочулары тарабынан колдонулган, ал балыктардын миграциясына да, ылдыйкы дельтага керектүү чөкмөлөрдү кармоого да чоң таасирин тийгизүүдө.

Гидроэнергетикалык плотиналардын экологиялык экспертизасы көбүнчө жергиликтүү шарттарга багытталган, бирок терс таасирлер плотинадан жүздөгөн километр алыстыкта ​​да пайда болушу мүмкүн. Гидроэнергетикалык дамбалар келгин балыктардын кыймылына бөгөт койгондо, алар дарыянын бүтүндөй бассейни боюнча, дамбанын өйдө жагында да, ылдый жагында да экосистемага терс таасирин тийгизиши мүмкүн. Ал эми миграциялык балыктар көбүнчө тузсуз суудагы балыкчылыкка эң маанилүү салым кошкондуктан, бул адамдар үчүн терс таасирин тийгизет, атүгүл айрымдары дамбадан жүздөгөн километр алыстыкта ​​жашайт. Гидроэнергетикалык дамбалар негизги салым кошкон келгин балыктардын кескин глобалдык жоготууларына алып келет 76-жылга салыштырганда 1970 процентке кыскарган, Колумбия жана Меконг дарыялары сыяктуу жогорку деңгээлдеги мисалдар менен. Экинчи узак аралыктагы таасир чөкмө болуп саналат. Дарыя - бул суунун агымы эмес, ал ошондой эле ылай, кум сыяктуу чөкмөлөрдүн агымы. Дарыялар океанга киргенде бул чөкмөлөрдү топтоп, дельтаны түзөт. Дельталар айыл чарбасы жана балык чарбасы үчүн өтө жемиштүү болушу мүмкүн жана азыр дүйнө жүзү боюнча 500 миллиондон ашык адам, анын ичинде Нил, Ганг, Меконг жана Янцзы дарыяларында жашайт. Бирок, дарыя суу сактагычка киргенде, агым бир топ басаңдап, чөкмөлөрдүн көп бөлүгү агып түшүп, дамбанын артына «капылып» калат. Суу сактагычтар азыр чөкмөлөрдүн дүйнөлүк жылдык агымынын болжол менен төрттөн бирин ээлейт —Эрозия жана деңиз деңгээлинин көтөрүлүшүнө каршы дельтаны сактап калууга жардам бере турган ылай жана кум. Кээ бир негизги дельталар, мисалы, Нил, азыр чөкмөлөрдүн 90% дан ашыгын жоготту жана азыр чөгүп, кичирейип баратат. Ошентип, гидроэнергетикалык дамбалар, анын ичинде ири дарыялардын бассейндериндеги негизги ресурстарга чоң таасирин тийгизиши мүмкүн дүйнөлүк маанилүү азык-түлүк запастары, бирок, көбүнчө, гидроэнергетикалык долбоорлордун экологиялык экспертизасы негизинен жергиликтүү таасирлерге басым жасайт.

Плотиналардын айланасынан балыктардын өтүүсү сейрек кездемелердин келгин балыктарга тийгизген терс таасирин азайткан. Балык тепкичтери, атүгүл элеваторлор сыяктуу балыктардын өтүшү дамбалар үчүн жалпы жумшартуу талабы болуп саналат. Балык өткөөлү алгач лосось сыяктуу күчтүү сүзүүчү жана секирген балык түрлөрү бар дарыяларда иштелип чыккан, бирок өтмөк структуралары азыр Меконг же Амазонка куймалары сыяктуу чоң тропикалык дарыялардагы дамбаларга кошулуп жатат, бирок өтө чектелген маалыматтар бар. же бул дарыяларда балык өткөөлдөрү кандай иштээри жөнүндө мисалдар. А 2012 балык өтүү аткаруу боюнча бардык рецензияланган изилдөөлөрдү карап чыгуу балык өтүү балыктын башка түрлөрүнө караганда лосось үчүн алда канча жакшы иштегенин аныктады; Орточо алганда, структуралар лосось балыгын агым боюнча сүзүү үчүн 62% ийгиликке ээ. Бул сан көп көрүнүшү мүмкүн, бирок балыктардын көбү катары менен бир нече дамбада багыт алышы керек; ар бир дамбада салыштырмалуу жогорку ийгилиги 62% болсо да, лосось балыктарынын төрттөн биринен азы үч дамбадан ийгиликтүү өтмөк. Лосось эместер үчүн ийгилик деңгээли 21%ды түздү – эки эле дамба менен да, миграциялык балыктардын 4% гана ийгиликтүү болот (төмөндө кара). Андан тышкары, балыктардын көбү ылдыйкы агымга миграцияны талап кылат, жок дегенде личинка же жаш балыктар үчүн, жана ылдыйкы агымга өтүү ылдамдыгы көбүнчө андан да төмөн.

Гидроэнергетика кайра жаралуучу энергияны өндүрүүнүн эң арзан технологиясы болбой калды. Акыркы он жылдыктарда шамалдын баасы болжол менен үчтөн бирине, ал эми күндүн баасы 90% га төмөндөдү - жана бул чыгымдардын төмөндөшү улана берет окшойт. Ошол эле учурда, гидроэнергетиканын орточо баасы акыркы он жылда бир аз жогорулады, ошондуктан кургактагы шамал кайра жаралуучу булактардын арасында эң төмөнкү орточо наркы болуп калды. Анын орточо баасы ГЭСтен бир аз жогору болсо да, азыр күн долбоорлору ырааттуу түрдө эң арзан энергия долбоору боюнча рекорд койду.

Гидроэнергетика ири инфраструктуралык долбоорлордун ичинен эң көп кечиктирүүлөр жана чыгымдарды камтыйт. EY компаниясынын изилдөөсү көрсөткөндөй, гидроэнергетикалык долбоорлордун 80 пайызы орточо эсеп менен 60 пайызга ашыкча чыгымга учураган. Бул пропорциялардын экөө тең ири инфраструктуралык долбоорлордун түрлөрүнүн ичинен эң жогору болгон, анын ичинде казылып алынган жана атомдук электр станциялары, суу долбоорлору жана деңиздеги шамал долбоорлору. Изилдөө ошондой эле гидроэнергетикалык долбоорлордун 60 пайызы орточо кечигүү менен үч жылга жакын кечигүүгө дуушар болгондугун, орточо кечиктирүүлөр бир аз көбүрөөк болгон көмүр долбоорлорунан ашып кеткенин көрсөттү.

Гидроэнергетика шамал жана күн сыяктуу өзгөрүлмө энергияны колдоо үчүн бекем энергия өндүрүүнү же сактоону камсыздай алат….

Шамал жана күн жыл сайын кошулган жаңы муундун алдыңкы формасы болуп саналат жана болжолдор шамал жана күн муундун басымдуу формалары болуп саналган аз көмүртектүү тармактарды болжолдойт. Бирок Туруктуу тармактар ​​шамал менен күнгө караганда көбүрөөк керек болот, алар ошондой эле бекем муундун кээ бир айкалышы керек болот жана бул ресурстардын жеткиликтүүлүгү азайган мүнөттөрдөн жумага чейинки мезгилдерде тармактарды тең салмактай турган сактоо. Көптөгөн тармактарда гидроэнергетика бекем энергия менен камсыз кыла турган технологиялардын бири болуп саналат. Гидроэнергиянын бир түрү — насостук гидроэнергетика (ПСГ) — азыркы учурда электр тармактарында пайдалуу масштабдагы сактоонун басымдуу түрү (болжол менен 95%). PSH долбоорунда суу кубаты көп болгондо жана жогорку суу сактагычта сакталганда өйдө айдалат. Электр кубаты керек болгондо суу кайра ылдый ылдый түшүп, төмөнкү резервуарга агып, тармакка электр энергиясын берет.

...бирок бул кызматтар көп учурда эркин агып жаткан дарыяларды андан ары жоготпостон берилиши мүмкүн. Тармакты кеңейтүү варианттарына багытталган изилдөөлөр көрсөткөндөй, өлкөлөр электр энергиясына болгон келечектеги суроо-талапты аз көмүртектүү жолдор менен канааттандыра аларын, алар эркин агып жаткан дарыяларда жаңы дамбаларды курууга жол бербөө үчүн, же гидроэнергетиканы алмаштыруу үчүн шамал жана күнгө көбүрөөк инвестиция чоң терс таасирлери менен же аркылуу жаңы гидроэнергетиканы кылдаттык менен жайгаштыруу негизги эркин аккан дарыяларда же корголуучу аймактарда дамбаларды курууга жол бербейт. Андан тышкары, насостук кампа долбоорунун эки суу сактагычы дарыялардан алыс жерлерде курулуп, алардын ортосунда сууну ары-бери айланта алат. Австралиянын Улуттук университетинин окумуштуулары картага түшүрүштү Дүйнө жүзү боюнча 530,000 XNUMX жер каналдан тышкаркы насостук сактоону колдоо үчүн ылайыктуу топография менен, дүйнө жүзү боюнча кайра жаралуучу энергия басымдуулук кылган тармактар ​​үчүн жетиштүү сактоону камсыз кылуу үчүн аз гана бөлүгү керек. Учурдагы суу сактагычтар же башка өзгөчөлүктөр, мисалы ташталган тоо-кен казып алуу карьерлери насостук сактоо долбоорлорунда да колдонулушу мүмкүн.

Климаттык максаттарга шайкеш келген бардык глобалдык сценарийлер гидроэнергетиканы эки эсеге көбөйтүүнү камтыбайт. Келечектеги энергетикалык системалардын климаттык максаттарга шайкеш келишин моделдеген бир нече көрүнүктүү уюмдар (мисалы, IEA жана IRENA) глобалдык гидроэнергетикалык кубаттуулукту эки эсеге көбөйтүүнү камтыйт, бирок мындай сценарийлердин бардыгында эмес. Мисалы, IEA жана IRENA моделдеринде 1200-жылга чейин кеминде 2050 ГВт жаңы гидроэнергетикалык кубаттуулук камтылганы менен, Климаттын өзгөрүүсү боюнча өкмөттөр аралык комиссия (IPCC) колдонгон сценарийлердин арасында 1.5 менен шайкеш келет.° C максаттуу, алардын болжол менен төрттөн бир бөлүгү 500 ГВттан азыраак жаңы ГЭСтерди камтыган. Ошо сыяктуу эле, Бир Жер Климат модели, ошондой эле 1.5 менен шайкеш келет° C максаты, 300-жылга карата 2050 ГВт жаңы ГЭСти гана камтыйт.

Гидроэнергияны өндүрүү жаңы дамбаларсыз эле кеңейе алат Энергетикалык системалар гидроэнергетикалык өндүрүштү кошо алат эки негизги жол менен жаңы гидроэнергетикалык дамбаларды кошпостон: (1) азыркы гидроэнергетикалык долбоорлорду заманбап турбиналар жана башка жабдуулар менен кайра жабдуу; жана (2) электр энергиясы жок дамбаларга турбиналарды кошуу. А АКШнын энергетика министрлиги тарабынан изилдөө туура каржылык стимулдар менен бул эки ыкма АКШнын гидроэнергетикалык флотуна 11 ГВт гидроэнергияны кошо аларын аныкташкан, бул бүгүнкү кубаттуулуктан 14% га көбөйгөн. Эгерде ушундай эле потенциал дүйнөнүн башка өлкөлөрүндө болсо, бул кошумча глобалдык гидроэнергетикалык кубаттуулуктун жарымынан көбүн түзөт. Бир Жер Климат модели 2050-жылга чейин. Андан ары ГЭСтердин артындагы суу сактагычтарга алардын бетинин 10%ын гана камтыган “сүзүүчү күн” долбоорлорун кошуу 4,000 ГВт жаңы кубаттуулук, азыркы кездеги бардык гидроэнергетикадан алынгандан болжол менен эки эсе көп энергия иштеп чыгарууга жөндөмдүү.

Гидроэнергетика климаттын өзгөрүшүнө алсыз болуп, диверсификацияланган тармактардын баалуулугун баса белгилейт. Мен болгом изилдөөнүн башкы автору 2050-жылга карата дүйнөлүк гидроэнергетикалык дамбалардын 61 пайызы кургакчылык, суу ташкындары же экөөнүн тең коркунучу өтө жогору же экстремалдуу болгон бассейндерде болорун аныктаган. 2050-жылга карата азыркы учурда 1тен 5 болсо, 1-жылга карата ар бир 25 ГЭСтин бири климаттын өзгөрүшүнө байланыштуу сел коркунучу жогору аймактарда болот. А окуу Nature климаттын өзгөрүүсү Дүйнө жүзү боюнча гидроэнергетикалык долбоорлордун төрттөн үч бөлүгүндө ушул кылымдын ортосуна чейин гидрологиядагы климаттык өзгөрүүлөрдүн натыйжасында өндүрүштүн кыскарышы болжолдонгон. Гидроэнергетикадан өтө көз каранды өлкөлөр кургакчылыкка дуушар болушат жана көптөгөн аймактарда бул коркунуч күчөйт. Мисалы, гидроэнергетика Замбияны жана 2016-жылы Африканын түштүгүндөгү кургакчылыкты дээрлик бардык электр энергиясы менен камсыз кылат. Замбиянын улуттук электр энергиясын иштеп чыгаруунун 40ка кебейушуне алып келди%, эбегейсиз зор экономикалык бузулууларга жана жоготууларга алып келет. Бул алсыздык тармактардын ичиндеги генерациянын диверсификацияланган булактарынын баалуулугун баса белгилейт.

Гидроэнергетика дайыма эле талаш-тартыштуу эмес, жалпы тил табышса болот. Жаратылышты коргоо уюмдары менен гидроэнергетика тармагы көп учурда талаш-тартыштуу мамиледе болуп келгени менен, жалпы тил табыша алат. Мисалы, Америка Кошмо Штаттарында гидроэнергетика секторунун өкүлдөрү, анын ичинде Улуттук гидроэнергетика ассоциациясы (NHA) жана бир нече жаратылышты коргоо уюмдары «Гидроэнергетика үчүн сейрек кездешүүчү диалог” (толук ачыктоо: мен бул диалогдо өзүмдүн уюмумдун, Дүйнөлүк жапайы жаратылыш фонду-АКШнын атынан чыктым). Жалпы эмес диалогдун катышуучулары гидроэнергетика туруктуу энергетикалык келечекте негизги ролду ойнойт жана АКШдагы дарыяларды коргоо жана калыбына келтирүү приоритеттүү болушу керек деген пикирге келишти. Uncommon Dialogue катышуучулары ошол жалпы көз карашка ылайык келген мыйзамдарды колдошту жана былтыр кол коюлган Инфраструктура жөнүндө мыйзам долбоору жаңы дамбаларды кошпостон ГЭСтердин кубаттуулугун жогорулатуу үчүн 2.3 миллиард АКШ долларын камтыды. (ремонттоо жана электр энергиясы жок дамбаларды иштетүү аркылуу) жана дарыяларды калыбына келтирүү жана коомдук коопсуздукту жакшыртуу үчүн эскирген дамбаларды алып салуу.