Stavba vodní elektrárny má nezvratné socio-environmentální dopady
Dan Meyers na obrázku Unsplash
Vodní elektrárna je tvořena souborem prací a zařízení používaných k výrobě elektrické energie pomocí hydraulického potenciálu existujícího v řece. Tuto sílu zajišťuje tok řeky a koncentrace stávajících nerovností podél jejího toku, které mohou být přirozené nebo postavené ve formě přehrad nebo odkloněním řeky od jejího přirozeného koryta do nádrží. Navzdory využívání obnovitelného zdroje energie k výrobě elektřiny má vodní elektrárna nevratné sociální a environmentální dopady v regionu, kde je instalována.
Co je to vodní elektrárna?
Vodní elektrárna je inženýrské dílo, které využívá sílu vody k výrobě elektřiny. Také známá jako vodní elektrárna nebo vodní elektrárna, je to velká struktura, která využívá pohyb řek k získání elektřiny. Instalace vodní elektrárny však vyžaduje složité inženýrské práce, které způsobí několik sociálně-environmentálních dopadů na lokalitu.
Jak funguje vodní elektrárna?
Pro výrobu elektřiny ve vodní elektrárně je nutné, aby existovala integrace mezi tokem řeky, rozdílem v terénu a množstvím dostupné vody. Stručně řečeno, voda, která je uložena v nádrži, je směrována a vedena do velkých turbín. Tok této vody způsobí točení turbín a spuštění generátorů, které budou vyrábět elektřinu.
Dochází tedy k přeměně mechanické energie z pohybu vody na energii elektrickou. Jakmile se transformují na elektrickou energii, transformátory zvyšují napětí této energie a umožňují jí cestovat přes přenosové proudy a dosáhnout zařízení, která potřebují elektrickou energii.
Systém vodní elektrárny se skládá z:
Přehrada
Účelem přehrady je přerušit přirozený cyklus řeky a vytvořit vodní nádrž. Kromě skladování tohoto zdroje vytváří nádrž vodní mezeru, zachycuje vodu v dostatečném objemu pro výrobu elektrické energie a reguluje tok řek v období dešťů a sucha.
Systém přívodu vody (addukce)
Tento systém se skládá z tunelů, kanálů a kovových potrubí, která odvádějí vodu do elektrárny.
Powerhouse
V této části systému jsou umístěny turbíny připojené k generátoru. Tento nástroj umožňuje pohybu turbín převést kinetickou energii pohybu vody na elektrickou energii. Existuje několik typů turbín, přičemž hlavní jsou pelton, kaplan, francis a bulb. Nejvhodnější turbína pro každou vodní elektrárnu závisí na výšce pádu a průtoku řeky.
Únikový kanál
Po průchodu turbínami se voda vrací únikovým kanálem do přirozeného koryta řeky. Únikový kanál se nachází mezi elektrárnou a řekou a její velikost závisí na velikosti elektrárny a dané řeky.
Přeliv
Přepad umožňuje únik vody, pokud hladina nádrže překročí doporučené limity, ke kterým obvykle dochází v období dešťů. Přepad se otevře, když je snížena výroba elektřiny, protože hladina vody je nad ideální úrovní; nebo aby nedošlo k přetečení a záplavám kolem rostliny, běžné události ve velmi deštivých obdobích.
Druhy vodní elektrárny
Závod
Aby se zabránilo ztrátám způsobeným výstavbou tradičních vodních elektráren, byly vytvořeny závodní elektrárny, udržitelnější varianta, která nevyužívá velké vodní nádrže, což snižuje strukturu přehrad a velikost povodní. V tomto modelu se síla proudu řek používá k výrobě energie, aniž by bylo nutné akumulovat vodu.
Rostliny jako Santo Antônio a Jirau na řece Madeira a Belo Monte v Pará mají své struktury založené na konceptu toku řeky. I když nevyžadují velké nádrže, udržují si tyto rostliny minimální rezervu, aby byla zaručena jejich funkčnost a stabilita.
Přestože má společenská výhoda v oblasti životního prostředí, závodní elektrárna snižuje energetickou bezpečnost země. Je tomu tak proto, že v obdobích dlouhodobého sucha může těmto strukturám docházet voda pro výrobu elektřiny, protože jejich malé nádrže neumožňují provoz po delší dobu.
Podle odborníků je alternativou k vyrovnání omezeného potenciálu těchto závodů investice do doplňkových zdrojů. V obdobích, kdy proudové vodní elektrárny pracují s nízkou kapacitou, lze využívat výrobu energie pomocí větrných nebo solárních zdrojů, což zaručuje dodávky a vyvažování dopadů způsobených každou z nich.
Rostliny s akumulačními nádržemi
Vodní elektrárny s akumulačními zásobníky akumulují vodu a regulují její provoz tak, aby splňovaly energetické požadavky. Skladovací kapacita se získává přehradou umístěnou před elektrárnou a v závislosti na její kapacitě se hovoří o sezónní, roční a nadletní regulaci.
Vodní elektrárny v Brazílii
Brazílie je po Kanadě a Spojených státech třetím největším producentem vodní energie na světě. Kromě toho je to také třetí země s největším hydraulickým potenciálem, za Ruskem a Čínou. Asi 90% elektřiny vyrobené v Brazílii pochází z vodních elektráren.
V Brazílii je roztroušeno přes 100 vodních elektráren. Mezi nimi pět vyniká svou schopností vyrábět elektřinu:
- Vodní elektrárna Itaipu Binacional: nachází se na řece Paraná a pokrývá část státu Paraná a část Paraguay;
- Vodní elektrárna Belo Monte: nachází se na řece Xingu v Pará;
- Vodní elektrárna Tucuruí: nachází se na řece Tocantins, také ve státě Pará;
- Vodní elektrárna Jirau: nachází se na řece Madeira v Rondônii;
- Vodní elektrárna Santo Antônio: nachází se na řece Madeira, také v Rondônii.
Zajímavosti
- Největší vodní elektrárnou na světě je závod Tři soutěsky nacházející se v Číně;
- Americká společnost stavebních inženýrů (ASCE) považovala závod v Itaipu za jeden ze „sedmi divů moderního světa“. Je to druhá největší vodní elektrárna na světě a vyrábí 20% brazilské poptávky a 95% paraguayské poptávky po elektřině;
- Asi 20% celosvětově vyrobené elektrické energie pochází z vodních elektráren.
Sociálně-environmentální dopady vodní elektrárny
Ačkoli se hydroelektřina považuje za obnovitelný zdroj energie, Aneelova zpráva zdůrazňuje, že její účast ve světové elektrické matrici je malá a stává se ještě menší. Takový rostoucí nezájem by byl podle zprávy výsledkem negativních externalit vyplývajících z realizace projektů této velikosti.
Jedním z negativních dopadů realizace vodní elektrárny je změna, která způsobí způsob života lidí žijících v regionu. Je důležité si uvědomit, že těmito komunitami jsou často lidské skupiny identifikované jako tradiční populace (domorodé obyvatelstvo, quilomboly, amazonské komunity na břehu řeky a další), jejichž přežití závisí na využití zdrojů z místa, kde žijí, zejména z řek, a které mají vazby kulturní řád s územím.
Je energie generovaná ve vodní elektrárně čistá?
Přestože je výroba vodní energie považována za čistý zdroj energie, přispívá k emisím oxidu uhličitého a metanu, dvou plynů, které zesilují globální oteplování.
Emise oxidu uhličitého (CO2) je způsobena rozkladem stromů, které zůstávají nad hladinou vody v nádržích, a k uvolňování metanu (CH4) dochází rozkladem organických látek přítomných na dně nádrže. Jak se zvyšuje vodní sloupec, zvyšuje se také koncentrace methanu (CH4). Když voda dosáhne turbíny rostliny, rozdíl v tlaku způsobí uvolnění metanu do atmosféry. Metan se také uvolňuje do vodní cesty přepadem rostliny, když se kromě změny tlaku a teploty voda stříká po kapkách.
Jelikož metan není součástí procesů fotosyntézy, je považován za škodlivější pro globální oteplování ve srovnání s oxidem uhličitým. Je to proto, že velká část emitovaného oxidu uhličitého je neutralizována absorpcemi, ke kterým dochází v zásobníku.
Poškození fauny a flóry
Hlavní dopady výstavby vodní elektrárny na místní faunu a flóru jsou:
- Ničení přirozené vegetace;
- Zanášení koryt řek;
- Sbalení bariér;
- Vyhynutí druhů ryb v důsledku interference s migračními a reprodukčními procesy (piracema);
- Okyselení vody, pokud není řádně vyčištěna plocha, která má být použita pro nádrž rostliny;
- Ztráta původní vodní a suchozemské flóry a fauny;
- Výskyt seismických aktivit v důsledku hmotnosti vody na podkladním skalním substrátu;
- Změny vody v zásobníku související s teplotou, okysličením (rozpuštěný kyslík) a pH (výskyt okyselení);
- Znečištění vody, kontaminace a zavádění toxických látek do nádrží tokem pesticidů, herbicidů a fungicidů z již existujících plantáží v zaplavené oblasti;
- Zavádění exotických druhů do nádrží, nevyvážené s povodí ekosystémů;
- Odstranění lužního lesa;
- Nárůst predátorského rybolovu profesionálními rybáři nebo volnočasovými aktivitami;
- Realizace fyzické bariéry, která brání sezónnímu stěhování druhů a narušuje rovnováhu ekosystému;
- Pokles sekvestrace uhlíku zaplavenou vegetací, což přispívá ke zvýšení skleníkového efektu.
Ztráta půdy
Půda v zatopené oblasti se stane nepoužitelnou pro jiné účely. To se stává ústředním problémem v převážně plochých oblastech, jako je například oblast Amazonky. Jelikož síla elektrárny je dána vztahem mezi tokem řeky a nerovností terénu, je-li v terénu malá nerovnost, musí být uloženo větší množství vody, což znamená rozsáhlou oblast nádrže.
Změny v hydraulické geometrii řeky
Řeky mají tendenci mít dynamickou rovnováhu mezi vypouštěním, průměrnou rychlostí vody, zatížením sedimentu a morfologií dna. Stavba nádrží ovlivňuje tuto rovnováhu a následně způsobuje změny v hydrologickém a sedimentárním řádu, a to nejen v místě přehrady, ale také v jejím okolí a v korytě pod přehradou.
Tvorba vodních nádrží vodní elektrárny tedy obecně zasahuje úrodnější půdy a ornou půdu a kromě změn ve vodních ekosystémech a ničení flóry a fauny rozkládá místní obyvatelstvo, které ztrácí své historické charakteristiky, kulturní identitu a své vztahy s místem. fauny.
