ArtykulyRozwiązania technologiczne

Hydroelektrownie – zaniedbywane źródło energii odnawialnej

hydroplantAmeryka Północna – USA, Kanada i Meksyk, zużywają 25% światowych zasobów ropy i emitują 25% światowych emisji CO2.

Jeśli mamy odejść od paliw kopalnych w transporcie, ogrzewaniu mieszkań czy energetyce, musimy rozwijać inne źródła energii.

Obecnie Ameryka Północna wytwarza 38% swojej elektryczności ze źródeł niewęglowych (19% w elektrowniach jądrowych, 18% w elektrowniach wodnych i 1.7% w elektrowniach wiatrowych).
Wiele propozycji rozbudowy mocy odnawialnych źródeł energii koncentruje się na energii wiatrowej i słonecznej, a nie wodnej.

To prawda, że Ameryka Północna ma dobre warunki do rozwoju energii wiatrowej i słonecznej, jednak te źródła energii mają bardzo istotną słabość – nie wytwarzają energii w sposób ciągły i wtedy, kiedy jest ona potrzebna.
Elektrownie wodne, a także ich zbiorniki, mogą w znacznym stopniu przyczynić się do rozwiązania tego problemu.

Potencjał hydroelektrowni można łatwo przeoczyć, bo jest to „stare” (nieciekawe) źródło energii odnawialnej, a także dlatego, że ma ona swoich przeciwników twierdzących, że większość potencjału wytwarzania energii wodnej została już wykorzystana i zwracających uwagę na możliwe problemy środowiskowe – możliwość katastrof, gromadzenie się osadów, zakłócanie naturalnej retencji i środowisk, blokowanie tras migracji ryb czy wyzwalanie się metanu z zalanych terenów.

Jednak energia wodna ma też wiele zalet:
1) Ameryka Północna (red.: Polska też) ma znaczny niewykorzystany potencjał,
2) technologia jest dobrze rozwinięta, chociaż techniczne udoskonalenia są wciąż czynione, szczególnie dla niskich stopni wodnych i małych hydroelektrowni,
3) hydroelektrownie mają bardzo wysoki współczynnik ERoEI (stosunek ilości energii pozyskanej do włożonej),
4) dodatkowe hydroelektrownie pozwalają na efektywne włączenie do sieci większej mocy elektrowni wiatrowych i słonecznych,
5) potencjał hydroenergetyczny jest bardziej rozproszony, niż energii słonecznej i wiatrowej,
6) koszt rozbudowy potencjału hydroenergetycznego jest dość niski, nie niesie też za sobą znaczącego ryzyka technicznego i finansowego.

Energia wodna to obecnie największe odnawialne źródło energii w Ameryce Północnej, wytwarzające 94 gigawatolat energii elektrycznej (przy 556 gigawatolat ze wszystkich źródeł). Według raportu Departamentu Energii ang w USA wykorzystane zostało jedynie niecałe 12% potencjału wodnego.

Potencjał hydroenergetyczny jest krytyczny dla dalszego rozwoju energii wiatrowej i słonecznej, gdyż te (potencjalnie bardzo potężne) źródła energii, nie mogą produkować energii wtedy, kiedy jest ona potrzebna. Elektrownie wodne to potrafią. Podczas szczytu produkcji energii słonecznej (bezchmurny dzień) czy wiatrowej (wietrzny dzień), elektrownie wodne mogą gromadzić wodę w zbiorniku. Kiedy brakuje energii słonecznej lub wiatrowej, lub wzrasta zapotrzebowanie na prąd – nagromadzona w zbiorniku woda jest przepuszczana przez turbiny, dostarczając potrzebnej energii.

Rozbudowa hydroelektrowni o instalacje szczytowo-pompowe, działające przy nadmiarze mocy z elektrowni słonecznych i wiatrowych, może dodatkowo pozwolić na gromadzenie ich energii w formie wody w wysoko położonym zbiorniku.
W ten sposób instalacje hydroenergetyczne, współpracując z elektrowniami wiatrowymi i słonecznymi, mogą zbilansować produkcję elektryczności z zapotrzebowaniem na nią.
Przykładowo, USA posiadają 30 GW mocy elektrowni szczytowo-pompowych, które mogą zaabsorbować do 18 GW nadmiarowej mocy z innych źródeł energii (np. wiatrowych lub jądrowych).

Wcale nie trzeba przegradzać tamami wszystkich rzek i strumieni, budować zapór w parkach narodowych i chronionych terenach federalnych. Nie trzeba też dewastować środowiska blokując 100% przepływu w małych rzekach – powinno wystarczyć skierowanie do elektrowni połowy wody, do tego z ponownym jej wpuszczeniem do rzeki kilka kilometrów dalej.

W tym dość łagodnym scenariuszu, połączonym z unowocześnieniem już istniejących elektrowni (zwykle pochodzących z lat ’20 i 50′ XX wieku) można zwiększyć wytwarzanie energii wodnej z 94 gigawatolat do 234 gigawatolat. Oznaczałoby to wykorzystanie 26 procent potencjału hydroenergetycznego Ameryki Północnej.

O ile tamy w rejonach północnych mają negatywne konsekwencje, takie, jak wymywanie rtęci z podłoża do wody, czy wyzwalanie metanu, to są one krótkotrwałe (<10 lat), a wyzwalanie metanu jest znacznie mniejsze, niż w regionach tropikalnych (raport Problem gazów cieplarnianych pochodzących ze zbiorników elektrowni wodnych ang ).

W tych warunkach elektrownie wodne mają współczynnik emisji CO2 na wyprodukowaną jednostkę energii ponad 100 niższy, niż dla elektrowni węglowej (red.: pomijając konstrukcję tamy). Analizując szkodliwość dla środowiska należy ją porównywać z obecnymi, katastrofalnymi dla środowiska następstwami spalania węgla, ropy i gazu.

ang więcej w TheOilDrum

Podobne wpisy

Więcej w Artykuly