Гидроэнергетика неиспользованных возможностей

Сейчас в мире одновременно строятся и проектируются тысячи новых гидроэлектростанций (ГЭС). В середине прошлого десятилетия на разных этапах находилось 3,7 тыс. проектов плотинных ГЭС. Если бы все они были реализованы, мощность гидроэнергетики в мире выросла бы на 73%, но количество не перегороженных человеком крупных рек сократилось бы на 21%. Группа американских исследователей под руководством эколога Бэйлоровского университета (Техас) Райана Макманамэя, предлагает решение – вместо того, чтобы строить новые ГЭС, повышая нагрузку на экосистемы, нужно оснастить гидроагрегатами действующие ирригационные, навигационные и иные технические плотины, пока не связанные с выработкой электроэнергии. Фактически такие ГЭС окажутся безуглеродными: основная эмиссия парниковых газов происходит из-за гниения органики в первые годы после затопления водохранилищ.

Гидроэнергетика неиспользованных возможностей

О том, как плотины ГЭС влияют на речную фауну разных стран, написаны сотни исследований. На экологичность станций влияет, прежде всего, тщательность проработки проекта. В американском штате Вашингтон 33-метровая плотина Эльва, построенная на одноименной реке, разделила речной бассейн на две части, в результате чего популяция лосося-чинука снизилась на 90%. В 2014 году плотину разобрали, и со временем популяция стала приходить в норму, хотя на полное восстановление, по мнению исследователей, уйдут десятки лет. Так почему бы не извлечь больше пользы из уже существующих плотин вместо того, чтобы строить новые?

«Насколько больше можем мы получить, возвращая к жизни существующую инфраструктуру? Неиспользуемые возможности порой прямо у нас под дверью» – заявил в интервью изданию Wired Райан Макманамэй, офис которого расположен в городе Вейко, как раз неподалёку от плотины на реке Бразос.

По оценкам исследователя и его коллег, переоборудование плотин навигационного, рекреационного и сельхозназначения, а также перевооружение действующих электростанций может дать дополнительно 78 ГВт возобновляемой энергии – это примерно вдвое больше всех потребностей Великобритании.

В тех регионах планеты, где прямо сейчас строятся или проектируются новые плотины, такой подход может привести к разительным переменам. В одном только бассейне Амазонки это позволило бы увеличить суммарную мощность энергосистемы на 1,6 ГВт. Примерно столько же энергии производится в регионе с помощью газовых ТЭЦ.

Усовершенствование и переоснащение плотин в долине реки Меконг в Юго-Восточной Азии может привести к производству такого же количества энергии, сколько могли бы дать все строящиеся и проектируемые электростанции региона.

Некоторые страны уже пошли по этому пути. В США с 2000 года были оснащены турбинами 36 плотин, что позволило получить дополнительно 500 МВт чистой возобновляемой энергии. Но нераскрытый потенциал на порядок больше. Согласно вышедшему в 2016 году докладу американского Департамента энергетики, в ближайшие 30 лет оснащение неэнергетических плотин гидроагрегатами позволит добавить к установленной мощности национальной энергосистемы 4,8 ГВт. В регионах, подобных США и Западной Европе, где гидроэнергетический бум, пришедшийся на середину 20 века, давно сошёл на нет, дооснащение плотин гидроагрегатами может стать едва ли не единственной возможностью выжать больше из гидроэнергетики, полагают эксперты из Техаса.

Но перед тем, как пытаться усовершенствовать плотины, стоит ещё раз взглянуть на цифры, говорит г-н Макманамэй. Не так просто точно установить, сколько электричества будет производить такая конструкция, да и не каждая плотина подходит для дооснащения гидрогенерирующим оборудованием. Бесполезно устанавливать турбины в плотину, построенную, чтобы удерживать воду для последующего использования в ирригационных сельскохозяйственных работах. В жару большая часть воды будет уходить на полив растений, а не на выработку энергии. Также бессмысленно такое предприятие в зонах, где водохранилища пусты значительную часть года. Недавнее исследование американского Департамента энергетики показывает, что нередко в таких проектах выход энергии на бумаге оказывается в разы больше, чем в реальности. Учёные установили, что лучше всего для дооснащения подходят бетонные плотины, построенные для навигационных целей – расширения или углубления водных транспортных путей.

В развивающихся странах, подобных Бразилии, строительство больших гидроэлектростанций, а значит и больших плотин, всё ещё актуально. Опубликованный недавно 10-летний план развития энергетики Бразилии включает строительство девяти новых больших ГЭС до 2029 года.

«Вместо того, чтобы уповать, что план не осуществится, важно удостовериться, чтобы за каждой из этих плотин стояло обстоятельное исследование, включающее все доступные способы минимизировать ущерб природе, – говорит гидролог Общества охраны дикой природы Майкл Гулдинг. – Часто исследования о влиянии ГЭС на окружающую среду делаются недостаточно качественно. Они сосредоточены на территориях, непосредственно прилегающих к плотине, и упускают из виду то, что происходит вверх и вниз по течению».

Один из успешных примеров тщательных расчётов – крупный бразильский гидроэнергетический комплекс Белу Монте. Его деривационный канал перенаправляет в искусственного водохранилище до 80% водотока из 62-мильного рукава реки Шингу. Этот участок – единственный в мире, где водится излюбленный аквариумистами вид полосатого сома Zebra Pleco, пока находящийся на грани вымирания.

«Современное общество стремится смягчить глобальные антропогенные воздействия, в том числе, снизить уровень углерода в атмосфере. Но эти меры не должны осуществляться за счёт других аспектов экологической устойчивости, – пишет г-н Макманамэй в своем исследовании. – Использование энергопотенциала действующих плотин – беспроигрышный вариант развития энергетики с учётом сохранения окружающей среды и экономической целесообразности».


Автор: Юрий Юдин

Другие пользователи читают

Продай СО2, если сможешь

Генеральный секретарь Организации объединённых наций Антониу Гутерриш, комментируя доклад, подготовленный экспертами...

28 октября 2021 в 01:14