Hidroelektrostacijas celtniecība rada neatgriezenisku sociālo un vides ietekmi
Dan Meyers par Unsplash attēlu
Hidroelektrostaciju veido darbu un iekārtu kopums, ko izmanto elektriskās enerģijas ražošanai, izmantojot upē esošo hidraulisko potenciālu. Šo spēku nodrošina upes plūsma un esošās nelīdzenuma koncentrēšanās visā tās garumā, kas var būt dabiska vai uzbūvēta aizsprostu veidā vai novirzot upi no dabiskās gultnes, veidojot ūdenskrātuves. Neskatoties uz atjaunojamās enerģijas avota izmantošanu elektroenerģijas ražošanai, hidroelektrostacija reģionā, kurā tā ir uzstādīta, rada neatgriezenisku sociālo un vides ietekmi.
Kas ir hidroelektrostacija?
Hidroelektrostacija ir inženiertehniskais darbs, kas elektrības ražošanai izmanto ūdens spēku. Pazīstams arī kā hidroelektrostacija vai hidroelektrostacija, tā ir liela struktūra, kas izmanto upju kustības priekšrocības, lai iegūtu elektrību. Tomēr, lai uzstādītu hidroelektrostaciju, ir nepieciešami sarežģīti inženiertehniskie darbi, kas vietnei rada vairākas sociālās un vides ietekmes.
Kā darbojas hidroelektrostacija?
Lai ražotu elektroenerģiju hidroelektrostacijā, ir jābūt integrētai starp upes plūsmu, reljefa atšķirību un pieejamo ūdens daudzumu. Īsāk sakot, ūdens, kas tiek uzglabāts rezervuārā, tiek novadīts un novadīts uz lielajām turbīnām. Šī ūdens plūsma liek turbīnām pagriezties un iedarbināt ģeneratorus, kas ražos elektrību.
Tādējādi notiek mehāniskās enerģijas pārveidošanās no ūdens kustības uz elektrisko enerģiju. Pēc pārveidošanas par elektrisko enerģiju transformatori palielina šīs enerģijas spriegumu, ļaujot tai pārvietoties pa pārraides plūsmām un sasniegt uzņēmumus, kuriem nepieciešama elektriskā enerģija.
Hidroelektrostacijas sistēma sastāv no:
Dambis
Dambja mērķis ir pārtraukt upes dabisko ciklu, izveidojot ūdenskrātuvi. Papildus šī resursa uzglabāšanai rezervuārs rada ūdens spraugu, uztver ūdeni pietiekamā apjomā elektroenerģijas ražošanai un regulē upju plūsmu lietus un sausuma periodos.
Ūdens ņemšanas (pievienošanas) sistēma
Šī sistēma sastāv no tuneļiem, kanāliem un metāla caurulēm, kas ūdeni aizved uz spēkstaciju.
Spēks
Tieši šajā sistēmas daļā atrodas turbīnas, kas savienotas ar ģeneratoru. Šis instruments ļauj turbīnu kustībai pārveidot ūdens kustības kinētisko enerģiju elektriskajā enerģijā. Ir vairāki turbīnu veidi, no kuriem galvenie ir peltons, kaplāns, francis un spuldze. Katrai hidroelektrostacijai piemērotākā turbīna ir atkarīga no kritiena augstuma un upes plūsmas.
Bēgšanas kanāls
Pēc iziešanas caur turbīnām ūdens caur evakuācijas kanālu tiek atgriezts dabiskajā upes gultnē. Evakuācijas kanāls atrodas starp spēkstaciju un upi, un tā lielums ir atkarīgs no spēkstacijas un attiecīgās upes lieluma.
Spillway
Izšļakstīšanās ļauj ūdenim izplūst, ja ūdenskrātuves līmenis pārsniedz ieteicamās robežas, kas parasti notiek lietus laikā. Izliešanas ceļš tiek atvērts, ja tiek traucēta elektroenerģijas ražošana, jo ūdens līmenis ir virs ideālā līmeņa; vai lai izvairītos no pārplūdes un plūdiem ap augu, bieži sastopami notikumi ļoti lietainos periodos.
Hidroelektrostaciju veidi
Upes upes augs
Lai izvairītos no tradicionālo hidroelektrostaciju būvniecības radītajiem zaudējumiem, tika izveidotas upju tecēšanas stacijas - ilgtspējīgāka iespēja, kurā netiek izmantoti lieli ūdenskrātuves, samazinot aizsprostu struktūru un plūdu lielumu. Šajā modelī upju strāvas spēks tiek izmantots enerģijas ražošanai, bez ūdens uzkrāšanas.
Tādu augu kā Santo Antônio un Jirau pie Madeiras upes un Belo Monte Parā struktūras ir balstītas uz upju joslas koncepciju. Lai arī tām nav vajadzīgi lieli rezervuāri, šīs iekārtas uztur obligāto rezervi, lai garantētu to darbību un stabilitāti.
Neskatoties uz to, ka tam ir sociālas vides priekšrocības, upju straume samazina valsts enerģētisko drošību. Tas ir tāpēc, ka ilgstoša sausuma periodos šīm konstrukcijām var pietrūkt ūdens, lai radītu elektrību, jo to mazie rezervuāri neļauj ilgstoši darboties.
Pēc ekspertu domām, alternatīva šo augu ierobežotā potenciāla kompensēšanai ir ieguldīt papildu avotos. Tādējādi periodos, kad upju hidroelektrostacijas darbojas ar mazu jaudu, var izmantot enerģijas ražošanu caur vēja vai saules avotiem, garantējot piegādi un līdzsvarojot katra radītās sekas.
Augi ar akumulācijas rezervuāriem
Hidroelektrostacijas ar akumulācijas rezervuāriem uzglabā ūdeni un regulē tā darbību, lai apmierinātu enerģijas prasības. Glabāšanas jauda tiek iegūta, izmantojot aizsprostu, kas atrodas augšpus rūpnīcas, un atkarībā no tā jaudas tiek runāts par sezonas, gada un hipergadu regulēšanu.
Hidroelektrostacijas Brazīlijā
Brazīlija ir trešā lielākā hidroenerģijas ražotāja pasaulē aiz Kanādas un Amerikas Savienotajām Valstīm. Turklāt tā ir arī trešā valsts ar vislielāko hidraulisko potenciālu aiz Krievijas un Ķīnas. Aptuveni 90% no Brazīlijā saražotās elektroenerģijas nāk no hidroelektrostacijām.
Brazīlijā ir izkaisīti nedaudz vairāk kā 100 hidroelektrostacijas. Starp tiem pieci izceļas ar spēju ražot elektrību:
- Itaipu Binacional hidroelektrostacija: atrodas pie Paranas upes, aptverot daļu Paranas štata un daļu Paragvajas;
- Belo Monte hidroelektrostacija: atrodas pie Xingu upes Parā;
- Tucuruí hidroelektrostacija: atrodas Tocantins upē, arī Pará štatā;
- Jirau hidroelektrostacija: atrodas pie Madeiras upes Rondonijā;
- Santo Antônio hidroelektrostacija: atrodas pie Madeiras upes, arī Rondonijā.
Kuriozi
- Lielākā hidroelektrostacija pasaulē ir Trīs aizu rūpnīca, kas atrodas Ķīnā;
- Amerikas būvinženieru biedrība (ASCE) uzskatīja Itaipu rūpnīcu par vienu no "Mūsdienu pasaules septiņiem brīnumiem". Tā ir otra lielākā hidroelektrostacija pasaulē, un tā ražo 20% no Brazīlijas pieprasījuma un 95% no Paragvajas elektroenerģijas pieprasījuma;
- Aptuveni 20% no visā pasaulē saražotās elektroenerģijas nāk no hidroelektrostacijām.
Hidroelektrostacijas sociālekoloģiskā ietekme
Kaut arī hidroelektroenerģija tiek uzskatīta par atjaunojamu enerģijas avotu, Aneel ziņojumā norādīts, ka tā līdzdalība pasaules elektriskajā matricā ir maza un kļūst vēl mazāka. Šāds pieaugošs intereses trūkums būtu negatīvu ārējo faktoru rezultāts, kas izriet no šāda lieluma projektu īstenošanas, teikts ziņojumā.
Viena no hidroelektrostacijas ieviešanas negatīvajām sekām ir izmaiņas, ko tās izraisa reģionā dzīvojošo cilvēku dzīvesveidā. Ir svarīgi atzīmēt, ka šīs kopienas bieži ir cilvēku grupas, kas tiek identificētas kā tradicionālās populācijas (pamatiedzīvotāji, quilombolas, Amazones upes kopienas un citas), kuru izdzīvošana ir atkarīga no resursu izmantošanas no savas dzīves vietas, it īpaši no upēm, un kurām ir saites kultūras kārtība ar teritoriju.
Vai hidroelektrostacijā radītā enerģija ir tīra?
Neskatoties uz to, ka hidroelektroenerģija tiek uzskatīta par tīru enerģijas avotu, tā veicina oglekļa dioksīda un metāna emisijas, kas ir divas gāzes, kas pastiprina globālo sasilšanu.
Oglekļa dioksīda (CO2) emisija ir saistīta ar koku sadalīšanos, kas rezervuāros paliek virs ūdens līmeņa, un metāna (CH4) izdalīšanās notiek, sadaloties organiskajām vielām, kas atrodas rezervuāra apakšā. Palielinoties ūdens kolonnai, palielinās arī metāna (CH4) koncentrācija. Kad ūdens sasniedz rūpnīcas turbīnas, spiediena starpība izraisa metāna izdalīšanos atmosfērā. Metāns tiek izvadīts arī ūdens ceļā caur augu noplūdes ceļu, kad papildus spiediena un temperatūras izmaiņām ūdeni izsmidzina pa pilienam.
Tā kā metāns nav iekļauts fotosintēzes procesos, tas tiek uzskatīts par kaitīgāku globālajai sasilšanai, salīdzinot ar oglekļa dioksīdu. Tas ir tāpēc, ka liela daļa izdalītā oglekļa dioksīda tiek neitralizēta, izmantojot absorbcijas, kas notiek rezervuārā.
Faunas un floras bojājumi
Hidroelektrostacijas būvniecības vietējās faunas un floras galvenās sekas ir šādas:
- Dabiskas veģetācijas iznīcināšana;
- Upes gultnes slīpums;
- Barjeru sabrukšana;
- Zivju sugu izmiršana iejaukšanās dēļ migrācijas un reproduktīvajos procesos (piracēma);
- Ūdens paskābināšana, ja auga rezervuāram izmantojamā platība nav pienācīgi iztīrīta;
- Vietējās ūdens un sauszemes floras un faunas zudums;
- Seismisko aktivitāšu rašanās ūdens svara dēļ uz pamata akmeņainā substrāta;
- Tvertnes ūdens izmaiņas, kas saistītas ar temperatūru, skābekli (izšķīdušais skābeklis) un pH (paskābināšanās rašanās);
- Ūdens piesārņojums, piesārņojums un toksisku vielu ievadīšana rezervuāros, izmantojot pesticīdu, herbicīdu un fungicīdu plūsmu no jau esošajām plantācijām applūstošajā reģionā;
- Eksotisku sugu ieviešana rezervuāros, līdzsvarā ar ūdensšķirtnes ekosistēmām;
- Piekrastes meža izvešana;
- Plēsonīgas zvejas palielināšanās, ko veic profesionāli zvejnieki vai atpūtas pasākumi;
- Fiziskās barjeras ieviešana, kas novērš sezonālu sugu migrāciju, izjaucot ekosistēmas līdzsvaru;
- Oglekļa sekvestrācijas samazināšanās applūstošās veģetācijas ietekmē, veicinot siltumnīcas efekta palielināšanos.
Augsnes zudums
Augsne applūstošajā zonā kļūs neizmantojama citiem mērķiem. Tas kļūst par galveno jautājumu galvenokārt līdzenajos reģionos, piemēram, Amazones reģionā. Tā kā iekārtas jaudu piešķir sakarība starp upes plūsmu un reljefa nelīdzenumu, ja reljefam ir zems nelīdzenums, jāuzglabā lielāks ūdens daudzums, kas nozīmē plašu ūdenskrātuves laukumu.
Izmaiņas upes hidrauliskajā ģeometrijā
Upēs parasti ir dinamisks līdzsvars starp izplūdi, vidējo ūdens ātrumu, nogulumu slodzi un gultnes morfoloģiju. Rezervuāru uzbūve ietekmē šo līdzsvaru un līdz ar to izraisa hidroloģiskās un nogulumu kārtības izmaiņas ne tikai dambja vietā, bet arī apkārtnē un gultnē zem aizsprosta.
Tādā veidā hidroelektrostaciju rezervuāru veidošanās parasti sasniedz auglīgākas augsnes un aramzemes, sadaloties vietējiem iedzīvotājiem, kas papildus ūdens ekosistēmu izmaiņām un floras un faunas iznīcināšanai zaudē savas vēsturiskās īpašības, kultūras identitāti un attiecības ar vietu. faunas.
