Μελέτη δείχνει ότι η υδροηλεκτρική ενέργεια μπορεί να συνυπάρξει με τα οικοσυστήματα
Η υδροηλεκτρική ενέργεια αποτελεί κρίσιμο μέρος των συστημάτων παραγωγής ανανεώσιμης ενέργειας σε πολλές χώρες. Ωστόσο, οι υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις παρεμβαίνουν στη φυσική ροή των υδάτων και υποβαθμίζουν τα ποτάμια οικοσυστήματα, τα οποία είναι ήδη μεταξύ των πιο ευαίσθητων περιβαλλόντων στην κλιματική αλλαγή, μεταβαλλόμενα από τη θερμοκρασία και την υδρολογική αλλαγή.
Πολλές υδροηλεκτρικές δραστηριότητες στην ΕΕ εφαρμόζουν συστήματα αξιολόγησης της «περιβαλλοντικής ροής» για την καταπολέμησή της, συχνά για τη συμμόρφωση με τους περιβαλλοντικούς στόχους που ορίζονται στην οδηγία-πλαίσιο για τα ύδατα.
Οι εκτιμήσεις περιβαλλοντικής ροής καθορίζουν τις ροές νερού που απαιτούνται για τη διατήρηση ενός ποτάμιου οικοσυστήματος και των υπηρεσιών του, λαμβάνοντας υπόψη την ποσότητα, την ποιότητα και το χρονικό πρότυπο ροής.
Δεδομένου ότι η κλιματική αλλαγή θα έχει συνέπειες για την υδροηλεκτρική ενέργεια τα επόμενα έτη, οι εν λόγω αξιολογήσεις —και η σχετική πολιτική— πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής που ενδέχεται να προκύψουν σε μεγαλύτερα χρονικά πλαίσια.
Μολονότι είναι ζωτικής σημασίας για την περιβαλλοντική βιωσιμότητα, οι πρωτοβουλίες αυτές μπορούν να περιορίσουν την παραγωγή ισχύος και τις επιδόσεις και, ως εκ τούτου, πρέπει να εξισορροπούνται με την ανάγκη διασφάλισης επαρκούς και συνεχούς εφοδιασμού με ανανεώσιμη ενέργεια σε διάφορα κλιματικά σενάρια.
Η μελέτη αξιολόγησε την επίδραση 13 διαφορετικών επιλογών διαχείρισης της περιβαλλοντικής ροής στη λειτουργία των οικοσυστημάτων, στην κατάσταση των οικοτόπων και στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στη λεκάνη απορροής του ποταμού Ume της Βόρειας Σουηδίας. Η περιοχή περιλαμβάνει 19 υδροηλεκτρικούς σταθμούς.
Οι ερευνητές αξιολόγησαν τις επιδόσεις κάθε σταθμού κάτω από κάθε επιλογή ροής τόσο για τις πρόσφατες (1981-2010) όσο και για τις προβλεπόμενες μελλοντικές κλιματικές συνθήκες χρησιμοποιώντας το σενάριο A1B της IPCC για μέτριες παγκόσμιες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και υψηλή οικονομική ανάπτυξη για να μοντελοποιήσουν τις μελλοντικές συνθήκες.
Έτρεξαν κάθε μοντέλο σε μια περίοδο 83 ετών (με βάση τα ιστορικά αρχεία για την περίοδο 1931-2013) και χρησιμοποίησαν τους ετήσιους μέσους όρους για να ενημερώσουν τις προβλέψεις για το πώς η υδροηλεκτρική ενέργεια πιθανότατα θα επηρεαστεί κατά τα έτη 2025, 2030 και 2040.
Οι ερευνητές βάσισαν τις 13 επιλογές περιβαλλοντικής ροής σε συνδυασμούς τεσσάρων συνιστωσών:
- Απαγόρευση συμβάντων μηδενικής ροής με την απαίτηση ελάχιστης ροής νερού μέσω του σταθμού ανά πάσα στιγμή, ώστε να αποτρέπεται η πλήρης ξήρανση τμημάτων του ποτάμιου συστήματος
- Αντιστοίχιση της εποχιακής ροής του νερού, με υψηλότερα επίπεδα ροής την άνοιξη και χαμηλότερα το καλοκαίρι, για την προώθηση της ανάπτυξης της βλάστησης παράλληλα με τις πλωτές οδούς
- Διασφάλιση της απελευθέρωσης υδάτων στις ιχθυόσκαλες — περιοχές του ποτάμιου συστήματος που προορίζονται να καταστήσουν δυνατή τη μετακίνηση διαφόρων ειδών ιχθύων
- Διασφάλιση της απελευθέρωσης νερού σε κανάλια παράκαμψης — περιοχές του συστήματος που συνδέουν απευθείας τμήματα ποταμού ανάντη και κατάντη μιας υδροηλεκτρικής εγκατάστασης.
Τα κλιματικά μοντέλα προέβλεπαν υψηλότερες απορροές νερού που εισέρχονται στο ποτάμιο σύστημα σε μελλοντικά σενάρια από ό,τι υπό πρόσφατες συνθήκες, με τη μέση ετήσια απόρριψη νερού στον υδροηλεκτρικό σταθμό στις εκβολές του ποταμού Ume να προβλέπεται να είναι 1,8% μεγαλύτερη το 2030 και 2,2% μεγαλύτερη το 2040 [1].
Τα μοντέλα προέβλεπαν επίσης εποχιακές αλλαγές, με χαμηλότερα επίπεδα απορροής από τον Ιούνιο έως τον Οκτώβριο και υψηλότερα επίπεδα από τον Οκτώβριο έως τον Μάιο – πιθανώς λόγω του μειωμένου σχηματισμού χιονιού, επιτρέποντας περισσότερες βροχοπτώσεις να εξαντληθούν κατά τη διάρκεια του χειμώνα και παρέχοντας λιγότερη τήξη χιονιού την άνοιξη και το καλοκαίρι.
Διαπίστωσαν ότι, χωρίς διαχείριση της περιβαλλοντικής ροής, η ρυθμιζόμενη ροή στον ποταμό, λαμβανομένων υπόψη των υδροηλεκτρικών εργασιών, δεν προβλεπόταν να μεταβληθεί σημαντικά στο πλαίσιο μελλοντικών σεναρίων.
Ωστόσο, υπό αυτές τις συνθήκες θα υπάρξει μείωση της εποχιακής διακύμανσης της ροής του νερού. Η διαφορά μεταξύ των ετήσιων μέγιστων και ελάχιστων ροών στον ποτάμιο σταθμό υπό συνθήκες 2040 προβλεπόταν να είναι 17 % χαμηλότερη βάσει του κλιματικού σεναρίου του 2040 σε σχέση με τις πρόσφατες συνθήκες.
Η συνολική παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας χωρίς περιβαλλοντικούς περιορισμούς ροής θα αυξηθεί κατά 2,6% υπό το κλίμα του 2040 σε σύγκριση με τις πρόσφατες συνθήκες.
Σύμφωνα με έξι από τις επιλογές περιβαλλοντικής ροής, η προβλεπόμενη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας υπό συνθήκες 2040 φαινόταν υψηλότερη από τις πρόσφατες συνθήκες χωρίς περιβαλλοντικούς περιορισμούς ροής.
Η μεταβλητότητα της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη διάρκεια του έτους προβλεπόταν να μειωθεί υπό συνθήκες 2040, κυρίως λόγω μιας λιγότερο ακραίας βουτιάς τον Απρίλιο.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι θα ήταν εφικτή η εφαρμογή περιβαλλοντικής διαχείρισης της ροής στην εν λόγω λεκάνη απορροής υπό μελλοντικές κλιματικές συνθήκες στη Σουηδία.
Σημείωσαν ότι τα περιβαλλοντικά οφέλη αυτής της διαχείρισης στον τομέα αυτό θα είναι ιδιαίτερα σημαντικά στο μέλλον, όταν η βιοποικιλότητα είναι πιθανό να υφίσταται αυξανόμενη πίεση από τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής.
Πρότειναν ότι η αυξημένη απορροή υδάτων λόγω της κλιματικής αλλαγής θα μπορούσε να ωφελήσει τόσο την υδροηλεκτρική ενέργεια όσο και τη βιοποικιλότητα, με τη διαχείριση της ροής —αν και τα συστήματα διαχείρισης ενδέχεται να περιορίσουν τις δυνατότητες υδροήχων (αύξηση της ροής για την αύξηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε περιόδους υψηλής ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας).
Η μελέτη χρησιμοποίησε εβδομαδιαία δεδομένα ροής νερού και, ως εκ τούτου, δεν έλαβε υπόψη ζητήματα ροής νερού ή παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που συμβαίνουν σε μικρότερες περιόδους. Τα μοντέλα δεν αντιπροσώπευαν την πιθανή αυξημένη συχνότητα και σοβαρότητα των ακραίων καιρικών φαινομένων σε μελλοντικά κλίματα.
Οι ερευνητές τόνισαν τη σημασία της κατανόησης των αλληλεπιδράσεων μεταξύ της προστασίας του περιβάλλοντος και της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε μεμονωμένες περιπτώσεις για τον καθορισμό βέλτιστων επιλογών διαχείρισης ροής.
Υποστήριξαν ότι απαιτούνται περαιτέρω μελέτες για την κατανόηση των συνεπειών της διαχείρισης της περιβαλλοντικής ροής σε περιοχές όπου η λειψυδρία αναμένεται να αυξηθεί σε ένα μελλοντικό κλίμα, δεδομένου ότι οι προκλήσεις της εκπλήρωσης των απαιτήσεων όλων των χρηστών μπορεί να είναι μεγαλύτερες.
Πηγή:
Widén, Å., Renöfält, B. M. και Jansson, R. (2024) Environmental flows in a future climate: Εξισορρόπηση της παραγωγής υδροηλεκτρικής ενέργειας και της αποκατάστασης οικοσυστημάτων στο σύστημα του ποταμού Ume, Σουηδία. Επιστήμη του συνολικού περιβάλλοντος 955:176622. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.176622
[1] Η Βόρεια Σουηδία αναμένεται να βιώσει υψηλότερες βροχοπτώσεις λόγω της κλιματικής αλλαγής, ιδίως το φθινόπωρο και τον χειμώνα, οδηγώντας σε υψηλότερους όγκους απορροής. Νωρίτερα η τήξη του χιονιού θα είναι ένας άλλος παράγοντας που θα συμβάλει. (π.χ. Salmonsson, T., 2013. Αξιολόγηση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στην απορροή κατά μήκος μιας κλιματικής βαθμίδας της Σουηδίας με τη χρήση του PERSiST.)