Hydroenergrtyka - czy tylko źródło energii?

Rosnące zapotrzebowanie na energię, którą głównie pozyskuje się z kopalnych źródeł jak węgiel, ropa naftowa i gaz ziemny jest głównie przyczyną efektu cieplarnianego wynikającego z rosnącej w atmosferze zawartości CO2 będącego produktem spalania tych paliw.
W tej sytuacji coraz większą uwagę przykłada się do odnawialnych źródeł energii do których należ m.in. hydroenergetyka.
Hydroenergetyka wykorzystuje energię spadku wód oraz pływów morskich i fal oceanicznych, grawitacyjnego oddziaływania księżyca, Ziemi i Słońca, a także sił odśrodkowych wskutek ruchu obrotowego Ziemi wokół własnej osi.
Te dwa ostatnie źródła są jednak mało wykorzystane, wyjątek stanowi Francja gdzie przy ujściu rzeki Rance zbudowano elektrownię pływową o mocy 240 MW dostarczającą z 24-ch bloków energetycznych 550 GWh energii elektrycznej rocznie.
Średnią dyspozycyjną moc pływów morskich na Ziemi ocenia się na 750 tyś.GW.
Wykorzystanie energii wodnej w dyspozycyjnym potencjale energetycznym rzek na świecie wynosi 15 %. Rozwój tej dziedziny energetyki uwarunkowany jest warunkami terenowymi, geologicznymi i możliwościami finansowymi. Wysokie koszty inwestycyjne związane z budową obiektów hydrotechnicznych, są jednak rekompensowane niskimi kosztami eksploatacyjnymi (ok. 0,5 % całkowitych kosztów inwestycyjnych) i wysoką sprawnością mechaniczną.
Krajem, który niemal w całości zapotrzebowanie na energię elektryczną pozyskuje z elektrowni wodnych jest Norwegia, będąc nawet jej eksporterem do Szwecji.
Kolejnym krajem jest Szwajcaria, gdzie wykorzystuje się ok. 55 % energii wodnej. Moc pracujących tam elektrowni wodnych jest większa niż 11 tyś. MW, a roczna produkcja energii wynosi ponad 25 GWh. Energetykę wodną rozwinęła też Szwecja i USA.
Obecnie na całym świecie wybudowano 45.000 ogromnych zapór o wysokości powyżej 15 m, a dla 1/3 państw energia wodna stanowi ponad 1/2 dostarczanej energii. Ogólnie elektrownie wodne produkują ok. 19% energii światowej.
Możliwości rozwoju hydroenergetyki wodnej w Polsce są ograniczone ze względu na płaski teren. Dominujące znaczenie ma tylko dolna Wisła i Dunajec.
Ostatnio oddany do eksploatacji zespół zbiorników Czorsztyn-Niedzica i Sromowce Niżne ma moc 92 MW. Zbiorniki te tworzą jednocześnie układ elektrowni szczytowo-pompowej.
Łączna moc zainstalowanych w Polsce 120 elektrowni wodnych wynosi 2005 MW, co stanowi 6,9% mocy całkowitej, w tym moc elektrowni szczytowo-pompowych 1330 MW. Elektrownie szczytowo-pompowe jakkolwiek tylko „magazynują” energię elektrycznej, to jednak znacznie łagodzą szczyt energetyczny, co ma znaczenie ekonomiczne i ekologiczne.
W ostatni okresie czasu rośnie w Polsce ilość małych elektrowni wodnych. W latach 1997-2000 uruchomiono ich ok. 60, a łącznie w kraju jest ich ponad 400 zbudowanych głównie dzięki inicjatywie prywatnej.
Budowa zapór wodnych ma szereg zalet do których zalicza się:
v produkcję taniej energii elektrycznej, która nie będzie okupiona degradacją środowiska w wyniku spalania paliw kopalnych, a także znaczne ograniczenie ich zużycia szczególnie, że należą do nieodnawialnych i wyczerpalnych zasobów
v przyrody. Uzyskanie np. 1,7 mld kWh energii elektrycznej odpowiada zaoszczędzeniu 1mln ton węgla,
zmniejszenie groźby skutków powodzi przez spłaszczenie fali powodziowej w wyniku akumulacyjnego charakteru zbiornika wodnego, w szczególności ochrony życia i zdrowia ludzi z terenów zalewowych, a także zmniejszenia strat materialnych,
v możliwość rozwoju najtańszego rodzaju transportu jakim jest żegluga w wyniku uspokojenia nurtu rzek, szczególnie przy znacznej długości zalewu,
v wykorzystanie zbiornika wodnego do poboru wody do celów pitnych po jej uzdatnieniu,
v poprawa lokalnych stosunków wodnych dla małych zalewów,
v poprawę warunków bytowych ludzi przesiedlonych z terenów zalewowych do nowych mieszkań, które z reguły odpowiadają nowoczesnym standardom,
v ożywienie rozwoju gospodarczego przynoszącego wiele korzyści,
v stworzenie atrakcyjnych warunków do uprawiania sportów wodnych, rekreacji i turystyki wodnej.
W ostatnich latach w oparciu zdobyte doświadczenia coraz częściej dochodzą do głosu negatywne skutki zbiorników wodnych na środowisko naturalne.
Raport ogłoszony przez Światową Komisję ds. Zapór Wodnych w listopadzie 2000r. przestawiła negatywne skutki środowiskowe do których głównie należą:
· zanik lasów i siedlisk gatunków zwierząt oraz degradacja terenów powyżej zapór w wyniku zatapiania ich przez zbiorniki zaporowe,
· straty w różnorodności środowiska wodnego oraz zanikanie ekosystemów podmokłych,
· emisja gazów cieplarnianych porównywalna z gazami cieplarnianymi z elektrowni cieplnych w wyniku rozkładu masy organicznej,
· niekorzystny wpływ na ryby morskie (łososie), które nie są w stanie płynąć w górę rzeki, aby złożyć ikrę. Zagłada grozi też rybom słodkowodnym,
· sedymentacja i akumulacja materii pochodzącej z erozji zbiorników wodnych,
· groźba katastrofy w wyniku pęknięcia zapory,
· niemożliwość prowadzenia prac archeologicznych po zalaniu zbiornika,
· wysiedlanie ludzi (ok. 40 –80 mln) z najżyźniejszych terenów,
· znaczne przekraczanie planowanych kosztów budowy zapór. Np. Bank Światowy ograniczył fundusze przeznaczone na tego typu inwestycje,
· degradacja szlaków wodnych w wyniku ich zanieczyszczenia i zmiany ich biegu, co prowadzi do uszczuplenia zasobów wody pitnej.
Planowanie zapór wodnych musi być zatem poprzedzone szczegółowym badaniem potrzeb wszystkich elementów środowiskowych, a przede wszystkim zasad zrównoważonego rozwoju uzasadnieniem ekonomicznym i udziału lokalnej społeczności w podejmowaniu decyzji.
Rok 2009 i lata następne będą pewnego rodzaju sprawdzianem korzyści i zagrożeń wynikających z eksploatacji budowanej obecnie największej na świecie zapory wodnej na rzece Jangcy w Chinach. Nosi ona nazwę Tamy Trzech Przełomów i jest pewnego rodzaju eksperymentem ekologicznym. Inwestycja ta, której planowany koszt wynosi 25 mld dolarów charakteryzuje się następującymi parametrami:
- wysokość tamy: 181 m,
- długość tamy: 2309 m,
- liczba turbin prądotwórczych: obecnie 2, w roku 2009 – 26,
- moc każdej turbin: 770 MW,
- łączna planowana moc elektrowni: w 2009 r. 18,2 tyś. MW, dla Szanghaju i ośmiu prowincji rolnych,
- planowana głębokość zbiornika: 175 m,
- planowana długość zbiornika zalewowego: 632 km,
- planowana powierzchnia zbiornika zalewowego: 635 km2, na której znajduje się 1500 fabryk,160 miast i 16 stanowisk archeologicznych,
- liczba ludzi przesiedlonych z terenu zbiornika zalewowego: 1,3 mln.
Plan niezwykle ambitny, ale i bardzo ryzykowny.