6 Miljøomkostninger (og 3 fordele) ved vandkraft

Vandkraft er en betydelig strømkilde i mange regioner i kloden, der leverer 24% af det globale elbehov. Brasilien og Norge er næsten udelukkende afhængige af vandkraft. I USA produceres 7 til 12% af al elektricitet med vandkraft; de stater, der er mest afhængige af det, er Washington, Oregon, Californien og New York.

Vandkraft er, når vand bruges til at aktivere bevægelige dele, som igen kan betjene en mølle, et overrislingssystem eller en elektrisk turbin (i hvilket tilfælde vi kan bruge udtrykket vandkraft). Oftest produceres vandkraft, når vand holdes tilbage af en dæmning, førte ned en penstock gennem en turbine og derefter frigives i floden nedenfor. Vandet skubbes begge af tryk fra reservoiret over og trækkes af tyngdekraften, og den energi spinder en turbin koblet til en generator, der producerer elektricitet. De sjældnere vandløbsanlæg har også en dæmning, men der er intet reservoir bag det; turbiner flyttes af flodvandet, der strømmer forbi dem ved den naturlige strømningshastighed.

I sidste ende er elektricitetsproduktion afhængig af den naturlige vandcyklus for at genopfylde reservoiret, hvilket gør det til en vedvarende proces uden brug af fossilt brændstof. Vores brug af fossile brændstoffer er forbundet med en lang række miljøproblemer: for eksempel udvinding af olie fra tjæresand producerer luftforurening; fracking for naturgas er forbundet med vandforurening; forbrænding af fossile brændstoffer producerer klima forandringinducerende drivhusgas udledning. Vi ser derfor på kilder til vedvarende energi som rene alternativer til fossile brændstoffer. Som alle energikilder, vedvarende eller ej, er der imidlertid miljøomkostninger forbundet med vandkraft. Her er en gennemgang af nogle af disse omkostninger sammen med nogle fordele.

• Barriere for fisk. Mange vandrende fiskearter svømmer op og ned af floder for at fuldføre deres livscyklus. Anadrom fisk, som laks, skygge eller Atlantisk stør, gå op ad floden for at spawn, og unge fisk svømmer ned ad floden for at nå havet. Katadrome fisk, som den amerikanske ål, lever i floderne, indtil de svømmer ud til havet for at opdrætte, og de unge ål (elver) vender tilbage til ferskvand, efter at de klekkes. Dæmninger blokerer naturligvis passagen for disse fisk. Nogle dæmninger er udstyret med fiskestiger eller andre enheder for at lade dem passere uskadt. Effektiviteten af ​​disse strukturer er ret varierende, men forbedrer.
• Ændringer i oversvømmelsesregime. Dæmninger kan buffe store, pludselige mængder vand efter forårssmeltning af kraftigt regn. Det kan være en god ting for downstream-samfund (se fordele nedenfor), men det sulter også floden fra en periodisk tilstrømning af sediment og forhindrer, at de naturlige høje strømme fra regelmæssig modvirkning af flodbedet, der fornyer habitat for akvatiske liv. For at genskabe disse økologiske processer frigiver myndigheder med jævne mellemrum store mængder vand ned langs Colorado-floden med positive effekter på den indfødte vegetation langs floden.
• Temperatur og iltmodulation. Afhængigt af dæmningens design kommer vand, der frigøres nedstrøms ofte fra de dybere dele af reservoiret. Dette vand er derfor stort set den samme kolde temperatur hele året rundt. Dette har negativ indflydelse på liv i vand, tilpasset store sæsonbestemte variationer i vandtemperatur. Tilsvarende kan lave iltniveauer i frigivet vand dræbe vandlevende vand nedstrøms, men problemet kan afhjælpes ved at blande luft i vandet ved udløbet.
• inddampning. Reservoirer øger en flods overfladeareal, hvilket øger mængden af ​​vand, der mistes ved fordampning. I varme, solrige regioner er tabene svimlende: mere vand tabes ved reservoirfordampning, end det bruges til hjemmeforbrug. Når vand fordamper, efterlades opløste salte, hvilket øger saltholdighedsniveauet nedstrøms og skader akvatiske liv.
• Kvikksølvforurening. Kviksølv afsættes på vegetation i lange afstande fravind fra kulforbrændende kraftværker. Når nye reservoirer oprettes, frigøres kviksølvet i den nu nedsænkede vegetation og omdannes af bakterier til methylkviksølv. Dette methylkviksølv bliver mere og mere koncentreret, når det bevæger sig op i fødekæden (en proces kaldet biomagnificering). Forbrugere af rovfisk, herunder mennesker, udsættes derefter for farlige koncentrationer af den giftige forbindelse.
• Metanemissioner. Reservoirer bliver ofte mættet med næringsstoffer, der kommer fra nedbrydende vegetation eller nærliggende landbrugsområder. Disse næringsstoffer forbruges af alger og mikroorganismer, som igen frigiver store mængder metan, en kraftig drivhusgas. Dette problem er endnu ikke undersøgt nok til at forstå dets virkelige omfang.

• Oversvømmelseskontrol. Reservoirniveauer kan sænkes i påvente af kraftig regn eller snesmelting, hvilket buffer samfundene nedstrøms for farlige flodniveauer.
• Fritid. Store reservoirer bruges ofte til rekreative aktiviteter som fiskeri og sejlsport.
• Alternativ til fossile brændstoffer. Fremstilling af vandkraft frigiver en lavere nettomængde drivhusgasser end fossile brændstoffer. Som en del af en portefølje af energikilder giver hydroelektricitet større afhængighed af husholdninger energi i modsætning til fossile brændstoffer, der udvindes i udlandet, på steder med mindre strenge miljøer regulativer.

Da de økonomiske fordele ved ældre dæmninger aftager, mens miljøomkostningerne stiger, har vi set en stigning i nedlukning og fjernelse af dæmningen. Disse dæmningsfjernelser er spektakulære, men vigtigst af alt giver de forskere mulighed for at observere, hvordan naturlige processer gendannes langs floderne.

Meget af de miljøproblemer, der er beskrevet her, er forbundet med store vandkraftprojekter. Der er et væld af meget små projekter (ofte kaldet "mikro-hydro") hvor det er med omhu placerede små turbiner bruger strømme med lavt volumen til at producere elektricitet til et enkelt hjem eller et kvarter. Disse projekter har lille miljøpåvirkning, hvis de er korrekt designet.

• Filho, Geraldo Lucio Tiago, Ivan Felipe Silva dos Santos og Regina Mambeli Barros. "Omkostningsestimering af små vandkraftværker baseret på aspektfaktoren." Anmeldelser af vedvarende og bæredygtig energi 77 (2017): 229–38. Print.
• Forsund, Finn R. "Vandkraftøkonomi." Springer, 2007.
• Hancock, Kathleen J og Benjamin K Sovacool. "International politisk økonomi og vedvarende energi: vandkraft og ressourceforbannelse." International Studies Review 20.4 (2018): 615–32. Print.
• Johansson, Per-Olov og Bengt Kriström. "Økonomi og sociale omkostninger ved vandkraft." Umeå, Sverige: Institut for Økonomi, Umeå Universitet, 2018. Print.
• , red. "Moderne omkostnings-fordel-analyse af vandkraftkonflikter." Cheltenham, England: Edward Elgar, 2011.
• , red. "Økonomien ved evaluering af vandprojekter: vandkraft mod andre anvendelser." Springer, 2012.