Контролът върху водата – ползи и вреди за околната среда и климата
Язовирите са източник на възобновима сила, само че хидроенергийният бранш се нуждае от промяна, с цел да извърши задачите на устойчивото развиване
Радина Калдамукова е част от авторския екип на, тя е магистър по геоекология от университета в град Тюбинген, Германия. Участник в програмата за специалисти в региона на климатичните промени „ Pioneers into practice “, проведена от най-голямото публично-частно партньорство в Европа в областта на климата – Climate-KIC. Има ползи в региона на агроекологията и нововъведенията в земеделието, аквапониката, устойчивото потребление на естествените запаси, почвознанието, палеоклиматологията и запазването на видовото многообразие. Ентусиаст-градинар и последовател на биоземеделието.
Премахването и модернизирането на остарели язовири е една от новите трендове и тактики за самодейно и стабилно ръководство на водите, които се следят в Северна Америка и Европа. Проактивните старания за ръководство на водите и влажните зони ще сведат до най-малко рисковете за екосистемите и хората. Те също по този начин ще спестят доста разноски спрямо реактивните старания, подхванати единствено откакто зародят естествени бедствия и като резултат от изменящ се климат. Природно-базираните решения като да вземем за пример опазването и възобновяване на екосистемите, могат да допринесат с 37% към адаптационните ограничения в битката с климатичните промени, нужни да задържат световното стопляне в границите на 2℃ до 2030 година – това е и задачата, която си слага.
Причините за премахването на старите язовири са най-разнообразни, само че най-съществените са, че доста от тях, издигнати преди 1950 година, са в края на потребния си живот, ремонтът им би бил прекомерно безценен, а и към този момент не служат на първичната си цел, дружно с възходящите неприемливи отрицателни обществени и екологични резултати. Европейските страни с удобна топография и систематизиране на преваляванията, като Франция и Швейцария, не престават да поддържат силата от Водноелектрическа централа като значима част от своя енергиен микс посредством софтуерни нововъведения в съществуващите язовири. Въпреки това, в Швеция, Испания, Португалия, Обединеното кралство, Швейцария и Франция и други страни в Европа и броят на отстранените язовири продължава да пораства.
Кои са част от проблемите, свързани с употребата на остарели язовири?Язовирите не са водопади. Те имат дълготрайност на живота и се нуждаят от периодическа поддръжка и ремонт, с цел да се избегнат сриванията на язовирната стена.Вероятно са достигнали високи скорости на утаяване, което може да заплаши структурната им целокупност. В резултат на настоящите и бъдещи разстройства, свързани с изменението на климата и плануваните тежки превалявания, те съставляват сериозна опасност за хората, селищата и инфраструктурата.Обществеността доста пъти подценява огромната заплаха, обвързвана с някои дребни язовири и бентове. В Съединените щати някои дребни водоеми са известни като „ машини за удавяне “, защото хидравличният разрез, основан тъкмо под преградите, засмуква плувци, риболовци и каякари, когато се пробват да пресекат преливника.
Фигура 1. Премахване на язовир в Европа – 36 метровия Vezins и „ освобождение “ на река Sélune, Франция, © Roberto Epple / ERN.Възобновяемата сила не всеки път е „ зелена “ сила или по какъв начин язовирите трансформират екосистемите
Водата е живот – и защото язовирите блокират водата, това се отразява на живота надолу по течението, както за екосистемите, по този начин и за хората.
В днешно време в Северна Америка и Европа се отстраняват от ден на ден язовири, в сравнение с се строят нови такива. Хидроенергийната промишленост се преориентира към построяването на язовири в развиващия се свят и от 70-те години на предишния век стартира да строи още по-големи водноелектрически централи на реките Меконг, Амазонка и Конго. Повтарят се едни и същи проблеми: нарушение на речната екология, обезлесяване, загуба на водно и сухоземно биоразнообразие, обособяване на обилни парникови газове, изместване на хиляди хора и смяна на поминъка им, както и влияние върху питателните системи, качеството на водата и селското стопанство наоколо до тях.
Язовири, изменение на климата и смяна в земеползването
През 2016 година Бриджет Диймър (научен помощник в U.S. Geological Survey) и Джон Харисън (професор в департамента по Околна среда в университета WSU Vancouver) събират и проучват резултатите от повече от 100 изследвания на парникови излъчвания от над 250 язовира по целия свят. В него те откриват, че язовирите са виновни за почти 1,3% от годишните антропогенни излъчвания на парникови газове в света. Също по този начин в изследването се акцентира, че бъдещите язовири ще имат по-голямо екологично влияние от предстоящото, значително тъй като отделят доста повече метан, в сравнение с се смяташе преди. Някои парникови газове, в това число въглероден диоксид и, елементарно се разтварят във вода и по-късно се издигат в атмосферата отмерено. Метанът, в противен случай, постоянно се появява на повърхността в спорадични мехурчета. Това затруднява приемането на ясна картина какъв брой от него се образува в язовирите. Използването на нови принадлежности, като специфичен сонар за следене на метанови мехурчета, обаче, са спомогнали за измерването му. Учените заключават, че всеки квадратен метър от язовирната повърхнина отделя 25% повече в атмосферата, в сравнение с се смяташе до момента.
Тези нови замервания на метан могат да оказват помощ при вземането на решения къде да се построи предстоящ язовир. Така да вземем за пример, язовири на речни системи с по-малко хранителни субстанции за поддържане на растежа на водораслите биха могли да създават по-малко метан, в сравнение с язовири, ситуирани върху води, по-богати на хранителни потоци. Резултатите също акцентират значимостта на прибавянето на язовирните излъчвания към изчисленията, които страните вършат, с цел да дефинират общите си излъчвания на парникови газове.
Фигура 2. Емисии на метан от дифузия и метанови мехурчета (горе), въглероден диоксид (в средата) и диазотен оксид (долу) от язовири на база еквивалент на CO2 (100-годишен период). Малко язовири имат измервания и за трите газа. Източник:BioScience, Volume 66, Issue 11, 1 November 2016, Pages 949–964, Новите хидроенергийни планове в разрастващите се страни наподобява подценяват сюжетите за изменение на климата.
В Северна Америка и Европа някои язовири (напр. язовир Хувър в САЩ) към този момент слагат нови турбини на по-ниска височина, с цел да се приготвят за плануван предстоящ дефицит на вода в река Колорадо заради изменението на климата. В езерото Мийд, което съхранява водата за язовир Хувър, е следен 40% спад в равнището на водата и макар софтуерните усъвършенствания, неговата пикова мощ е понижена от 2 на 1,5 GW. Според скорошна прогноза на Администрацията за енергийна информация на Съединени американски щати, по-голямата част от новоинсталираната възобновима сила в света през идващите 25 година ще идва от водноелектрически централи, най-вече в развиващия се свят. Тук въздействията от изменението на климата към този момент се усещат, само че още веднъж не се преглеждат от строителите на язовири. Язовирът Бело Монте на река Шингу (Xingu), десен приток на р. Амазонка, приключен през 2016 година, също ще създава по-малко сила от първичните прогнози. Това се дължи на промени в климата като незадоволителни водни равнища през 10 от 12 месеца в годината и относително дребен контейнер, който ще създава единствено 4,46 от в началото плануваните 11,23 GW.
Фигура 3. Язовир Хувър в Съединени американски щати, Източник: Строителството на язовири постоянно не регистрира и резултата от смяната в земеползването върху хидроенергийния капацитет на язовирите.
Учени от Amazon Environmental Research Institute изследват загубата на капацитет за произвеждане на сила при сюжети на обезлесяване в басейна на река Амазонка. За същата река Шингу (Xingu) с язовир Бело Монте, те пресмятат, че към 38% от прогнозите за енергийните мощности могат да бъдат понижени заради предстоящото обезлесяване. Също по този начин генерираната сила може да падне под половината от инсталирания потенциал за всички, с изключение на за 2 месеца от годината. Регионалното обезлесяване може да повлияе отрицателно върху количеството на преваляванията и почвената влага във влажни тропически горски региони и с това да ограничи производството на хидроенергия. Причината е, че половината от преваляванията в басейна на Амазонка се дължат на вътрешно преработване на водата. Експертите са на мнение, че би трябвало да се обмислят други възможности, които могат да се оправят с лимитираното произвеждане на сила в години на суша. Неотдавнашна оценка открива, че най-хубавите сюжети включват бързо развиване на вятърна, слънчева и сила от биомаса, с цел да се добави съществуващата конфигурирана хидроенергийна мощ.
Дебатът за огромните Водноелектрическа централа и язовири
Международната комисия по огромните язовири дава определение за „ огромни язовири “ като такива с височина от 15 м или повече от най-ниския пиедестал до гребена или язовир сред 5 и 15 м, задържащ повече от 3 милиона м3 вода. Язовири са строени в продължение на хиляди години, само че множеството огромни уреди са построени през последните 60 година и сега има към 58 000 от тях по света.
Близо 50% от огромните язовири в света са издигнати най-вече за напояване, като се счита, че директно способстват за водата, която поддържа 12 – 16% от международното произвеждане на храни. С възходящото население и търсенето на храна, което се чака да се усили със 70% до 2050 година, ще са нужни повече язовири и резервоари за предпазване, с цел да се поддържа увеличено напояване. Освен това хидроенергията способства за към 70% от международното произвеждане на електрическа енергия от възобновими източници, което от своя страна сега съставлява 24% от международното произвеждане на електрическа енергия. Въпреки това се счита, че сега се експлоатира единствено 22% от механически осъществимия хидроенергиен капацитет в света. С предстоящо повишаване на търсенето на сила от 56% сред 2010 и 2040 година и нуждата повече от това да бъде от възобновими източници, е евентуално през идващите десетилетия да бъдат издигнати повече и по-големи язовири.
Дали обаче построяването на още (големи) язовири е решението за справяне с предстоящите рискови суши и рискови наводнения?
Според Ерика Гийс, самостоятелен публицист, който отразява научни тематики в областта на околната среда в New York Times, Scientific American, Nature, Ensia, The Economist, National Geographic и други издания, честите и продължителни засушавания, както и наводненията са резултат точно от инфраструктурни решения, които имат за цел да управляват водата и да поддържат неустойчиви аграрни практики.
В нейното без значение проучване тя изследва методите, посредством които сме трансформирали естествената хидрология на водните запаси. Така да вземем за пример, до този миг са пресушени 87% от влажните зони в света, трансформира се ландшафтът и се заплашва биоразнообразието посредством създаване на язовири, насипи и канали; отклонени са 2/3 от най-големите реки в света. Всички тези практики са резултат от желанието да се управлява водата. В развитите общества е общоприето разбиране, че водата е или стока, или опасност, което води до създаване на язовири, насипи и други уреди.
Но тази вода би трябвало да пристигна отнякъде и през 2017 година се разгласява в списание Nature, което демонстрира, че
20% от хората по света са получили вода, до момента в който 24% са изгубили вода от подобен тип интервенции за интервал от 40 година
Така че разпределението на водата е въпрос на екологична правдивост.
Повечето от реките са откъснати от техните заливни низини. Хората, несъмнено, се нуждаят от вода и по тази причина в предишното е имало наклонност да се заселват около реките. Но заради желанието да са допустимо най-близо до реката, това довежда до създаване на насипи и постоянно изправяне на коритата на реките, тъй че да текат като прав канал, а не следвайки S-образна крива. Това основава предпоставки за доста „ бърза “ вода, а тя пък на собствен ред завлича със себе си речните седименти и наноси. Това вреди на рибите, тъй като се нарушават местообитанията, където те могат да снесат яйцата си.
В една естествена система меандърът на реката разпределя речната наслойка и седименти – като преоформя, прелива и реалокира водата подземен. В една коригирана/изправена речна система седиментът се натрупва в огромни количества на избрани места, а капацитетът за бедствия при мощен дъжд се усилва неведнъж. Ако водата тече с естествения си муден темп, ще е нужна доста по-малко поддръжка. Но в градските региони комуналната власт би трябвало да отделя доста време и средства за драгиране на седимента и пясъка точно заради тези бързи етапи на водата.
Там, където наводненията са постоянно срещани, са се образували речни заливни низини, с цел да всмукват огромните количества вода по натурален метод. В множеството случаи обаче, неприятното ръководство на крайбрежните разливни зони води до внезапно нарастване на риска от наводнения. Много от проблемите, които имаме с тях, изключително в градски и крайградски зони, са, тъй като се е строило върху влажни зони и заливни низини, а водата отива там, където има наклонност да отиде, наводнявайки тъкмо тези застроени площи и построени селища.
Водните жители, изключително рибите, са мощно уязвими към въздействието на язовирите.
Емилио Моран, професор по география и околна среда в Мичиганския щатски университет в Съединени американски щати, споделя, че язовирът Итайпу, който е издигнат на границата сред Парагвай и Бразилия през 70-те и 80-те години на предишния век, е довел до 70% загуба на биоразнообразие. А на язовир Тукуруи, който е издигнат през 80-те години в Амазонка се следи 60% спад в продуктивността на рибата.
За доста типове риби свободното придвижването по реката е от основно значение, било то да търсят храна или да се върнат там, където са родени. Мигриращите типове са мощно наранени от съществуването на язовири. През 2016 година Международният съюз за запазване на природата (IUCN) регистрира спад от 99% в улова на есетра и веслонос за интервал от три десетилетия. Прекомерният улов и смяната на реките са едни от най-големите закани за оцеляването им.
Фигура 4: Въпреки че есетрите са оживели даже ерата на динозаврите, те могат да бъдат унищожени от хората..
от 2018 година предвижда, че рибните ресурси в река Меконг в Азия могат да намалеят с 40% вследствие на планове на язовири – с последствия освен за биоразнообразието, само че и за хората, чийто живот и занаят зависят от риболова.
За да се избегнат вредите за биоразнообразието, се построяват разнообразни структури, наречени рибни пасажи, чието предопределение е да прекарват рибите през язовирните стени и да им обезпечат по-лесен достъп до места нагоре по течението, където доста от тях хвърлят хайвера си или търсят храна. Нов разбор демонстрира обаче, че те не постоянно работят по този начин както се допуска, и рибите не стигат до мястото, където би трябвало. Рибният еколог Джед Браун и негови сътрудници събират данни за прекосяване на риби през язовири, намиращи се покрай устието на три огромни реки: Меримак, която тече от Ню Хемпшир и се влива в Атлантическия океан северно от Бостън; Кънектикът, която тече от Ню Хемпшир на юг до пролива Лонг Айлънд; и Сускуехана, една от най-старите реки в света датирана на възраст от към 320 – 340 милиона години, която минава през северната част на Ню Йорк до залива Чесапийк.
Първият язовир на р. Меримак има за цел да пропусне 300 000 речни херинги; междинният брой за годините 2008 –2011 е обаче 706 на година. Целта на първия язовир на р. Кънектикът е 300 000 до 500 000 риби. Там междинната стойност за същите години е 86. А за Сускуехана задачата е 5 милиона речна херинга да хвърлят хайвера си над четвъртия язовир, само че приблизително по седем херинги са минали през рибните пасажи от 2008 до 2011 година Това значи, че доста малко риби доближават местата си за размножаване, което евентуално е асъдействало за унищожаването на популациите на речна херинга в този район на Съединени американски щати.
Язовир Железни врата и нарушение на миграцията на дунавската есетра
Изграждането на язовирни стени лимитира пространството на рибите и те не могат да завършат своята миграция сполучливо, с цел да хвърлят хайвера си. Пространственото ограничаване на популацията на есетрови риби бива наранена от близкородствено кръстосване и загуба на генетично многообразие.
„ Железни врата ” е най-големият язовир с водноелектрическа централа и система от резервоари по цялото поречие на Дунав. Намира се под пролома Железни врата (Джердап) сред Румъния и Сърбия и се състои от два съществени язовира – “Железни врата ” I и II, издигнати надлежно през 1972 година и 1985 година Той лимитира миграцията на есетрите, изолирайки основни места за мятане на хайвер в междинното течение на р. Дунав. “Железни врата ” се експлоатира взаимно от Румъния и Сърбия. Уловът на моруна (Huso huso) и съветска есетра (Acipenser gueldenstaedti) доближава рекордни стойности след построяването на хидровъзела при “Железни врата ” заради огромния брой мигриращи есетри, които са хванати като в капан под язовира. В интервала 1972 — 1976 година са били уловени 115,7 тона моруна и съветска есетра,увеличение от съвсем 25% за този петгодишен интервал спрямо интервала преди построяването на язовира.
Хидровъзелът при “Железни врата ” не разполага с механически уреди като каскади или околовръстни канали, които да подкрепят миграцията на рибите. WWF България си слага за цел да поддържа самодейностите на Международната комисия за отбрана на река Дунав (ICPDR), част от тактиката на Европейски Съюз за района на река Дунав (EUSDR). Една от задачите е хидровъзелът „ Железни врата “ да стане пристъпен за есетровите риби. Това би било от основно значение за опазването на дунавските есетри и би асъдействало за двойното разширение на местообитанието им, като добави близо 1000 км от свободно течащи води на р. Дунав към ареала им.
ВЕЦове у нас – нарушавания на речната екология и оферти
У нас планът „ Среден Искър “ с деветте дребни Водноелектрическа централа, от които 5 действат (МВЕЦ “Прокопаник ”, “Церово ”, “Бов-юг ”, “Бов-север ”, “Лакатник ”, “Свражен ”, “Оплетня ”, “Левище ”, “Габровница ”) е образец за руслови нисконапорни централи на течащи води. Съоръженията на централите са ситуирани в руслото на р. Искър и първата разливна тераса, на територията на общините Своге и Мездра. Това, което характеризира дребните руслови Водноелектрическа централа (на теория) е, че щадят оптимално флората, фауната и естествените запаси. Това обаче важи единствено и само, в случай че оборудването е построено и действа вярно. По време на посещаване през 2018 година на екипите на Сдружение Балканка/WWF България се прави заключението, че при Малка водно електрическа централа „ Лакатник “ да вземем за пример през рибния проход се изпускат не повече от 180 л/сек при най-оптимистична оценка. По позволение би трябвало да се изпускат 3220 л/сек. На входа и на изхода от рибния проход не се реализира нужната минимална скорост на водата, която да притегля рибите в прохода. На процедура преди входа – в посока нагоре, скоростта на водата е съвсем нула. Изходът на рибния проход е полузатлачен от наноси. При посещаване на Малка водно електрическа централа „ Церово “ през същата година се открива, че изходът на рибния проход откъм баража е задръстен с отпадъци.
В момента в България са пуснати в употреба към 260 Водноелектрическа централа. Заснети са към 164 от тях и по преценка на екипа на съдружие “Балканка ” по-малко от 10% от сниманите обекти съблюдават разпоредбите, а в останалите случаи се следят фрапантни нарушавания.
У нас няма разпоредба за рибни проходи и множеството такива са непреодолими за риби. На доста места рибните проходи са, като тези при Водноелектрическа централа Драговищица, Водноелектрическа централа Давидково 2, Водноелектрическа централа Сливка и Водноелектрическа централа Хладилника.
Някои оферти от съдружие “Балканка ” са следните:
Изготвяне на хидроложка, хидротехническа и хидробиологична оценка за въздействието на към този момент построените Водноелектрическа централа в народен мащаб.Изготвяне на нормирани наложителни правила за планиране, създаване и надзор на Водноелектрическа централа, придружени и от Наредба за рибните проходи, Методика за минимално позволен отток, Заповед за оповестяване на предпазените зони и т.н.Налагане на краткотрайна възбрана за разглеждане на всички постъпили нови капиталови оферти, прекъсване на към този момент стартирани производства по издаване на разрешителни за водовземане.Добри софтуерни образци за сполучлива рибна миграция
Един добър образец за улеснение на миграцията на рибите е рибният асансьор на Baumann Hydrotec и Hydro-Energie Roth. Той се оправя с разлики във височините до 30 м и изисква доста по-малко пространство от рибен проход, както и икономисва доста разноски. Централният съставен елемент е плаващо бутало, което се движи нагоре и надолу в тръба, цялостна с вода. Рибите се примамват в плаващото бутало от течението, което се носи нагоре от водната мощ. При постигане на най-горното равнище контейнерът се отваря и рибите могат да плуват свободно. Колко време лишава пътуването с рибния асансьор? Както в пътнически подобен – това зависи от височината на превозване. Ако височината за превъзмогване е 10 м, пътуването лишава към 10 минути. Рибният асансьор може да се похвали и с енергийната си успеваемост, защото се движи главно с водна сила. Внедряването на тази технология е планувано като пилотен план за езерото Baldeney в Есен (Германия). За да се съобрази с Европейската рамкова инструкция за водите, Рурската асоциация търси подобаваща и финансово жизнеспособна алтернатива за миграция на рибите. Районът, покрай водноелектрическата централа, е прекомерно стеснен за рибно стълбище, само че рибният асансьор се оказва положително решение. Той има за цел да обезпечи достъп до повече хранителни запаси и места за мятане на хайвера за всички 36 типа риби, които живеят в река Рур.
Биоразнообразието на организмите, които живеят в реки и езера понижава с темпове два пъти по-бързи от сухоземните и морските жители – загубвайки 81 % от популациите им в интервала Проучване от 2020 година в списание Nature оповестява, че възобновяване на 15% от преобразуваните земи за напояване, селско стопанство, жилищни потребности и други в предпочитани региони може да избегне 60% от предстоящото измиране на типове, като в същото време спести 299 гигатона CO2 – 30% от общото нарастване на CO2 в атмосферата след Индустриалната гражданска война. Въпреки огромния капацитет обаче, тези природно-базирани решения получават единствено 3% от цялостното финансиране за климата.
У нас, с цел да се трансформира хидроенергийният бранш и да се даде опция изгодите да надвишават вредите, е нужно следното:
Оценките на въздействието върху околната среда (ОВОС) и оценките на общественото влияние (ОСВ) би трябвало да могат да спрат построяването на язовир.ОВОС би трябвало да се правят от компании, обслужващи жителите, а не от строителите на язовири.Проектите за водноелектрическа сила би трябвало да разрешават прекосяването на риба и да имитират сезонните речни потоци.Необходими са новаторски технологии, които не изискват преграждане на реката или изселване на популацията. Някои съществени понятия и съкращения
Язовир, именуван и водохранилище, е неестествен воден басейн, основан посредством създаване на язовирна стена, която загражда вода от даден водоизточник. Язовирите се основават за обезпечаване на питейни потребности, за поливане в селското стопанство, за енергийни потребности и други.
Видове водноелектрически централи:
Руслови или на течащи води – водноелектрически централи на течащи води, или по този начин наречените Руслови Водноелектрическа централа – при тях се употребява естествения режим на водоизточника, без да е належащо авансово да се акумулира воден размер. Това значи, че те не разполагат с никакъв забележителен контейнер (т.е. водата не се съхранява в язовир) и създават електричество когато водата, предоставена от течението на реката, е разполагаем, само че производството се прекратява, когато реката пресъхне по-нагоре и потокът спадне под авансово избраното количество.
Препоръчват се за консуматори, които са отдалечени от електрическата мрежа, защото имат децентрализиран темперамент и са с локално осъществяване и ръководство, което прави допустимо развиването на селските региони и потреблението на локални естествени запаси. Друго преимущество е, че относително елементарно се причисляват към енергийната мрежа.
Като минус може да се изтъкне мощната им взаимозависимост от количеството превалявания, защото дребни Водноелектрическа централа от този вид нямат изравнителни водохранилища. Например през пролетното прииждане се генерира доста по-голяма мощ за разлика от сухите летни месеци. Това води и до неустойчива мощ – не може да се координира производството на електрическа сила да подхожда на потребителското търсене. Не на последно място, енергопроизводството им би трябвало да се преценява с напоителния или водоснабдителния график, когато са построени в такива региони.
Деривационни Водноелектрическа централа – при тях падът се основава посредством система от уреди, посредством които се отклонява вода от реки или водохранилища и се води до водни централи. Отклонената вода се връща във водоема директно след хидросъоръжението.
Помпено-акумулиращи Водноелектрическа централа (ПАВЕЦ) са водноелектрически централи, които като се изключи че употребяват силата на водата за произвеждане на електричество, разполагат и с опция да изпомпват вода от по-ниско ситуиран водоем.
Големи и дребни Водноелектрическа централа съгласно мощността
Хидроенергийните уреди могат да бъдат класифицирани съгласно мощността си макар че няма интернационален консенсус за установяване на прага на размера сред дребни и огромни водноелектрически централи.
Според Организацията на Обединените Нации за Индустриално развиване (UNIDO) и Европейската Асоциация за Малки Водноелектрически централи (ESHA) и Международната Асоциация за Малки Водни Електроцентрали (IASH) потенциал до 10 MW се смята за общоприета норма за дребни водноелектрически централи (small hydropower plants -SHP). В Китай и Канада мощности до 20-25 MW могат да бъдат отнесени към дребни централи, в Индия до 15 MW, в Швеция до 1,5 MW, а в Съединените щати “малки ” могат да значат до 30 MW.
Радина Калдамукова е част от авторския екип на, тя е магистър по геоекология от университета в град Тюбинген, Германия. Участник в програмата за специалисти в региона на климатичните промени „ Pioneers into practice “, проведена от най-голямото публично-частно партньорство в Европа в областта на климата – Climate-KIC. Има ползи в региона на агроекологията и нововъведенията в земеделието, аквапониката, устойчивото потребление на естествените запаси, почвознанието, палеоклиматологията и запазването на видовото многообразие. Ентусиаст-градинар и последовател на биоземеделието.
Премахването и модернизирането на остарели язовири е една от новите трендове и тактики за самодейно и стабилно ръководство на водите, които се следят в Северна Америка и Европа. Проактивните старания за ръководство на водите и влажните зони ще сведат до най-малко рисковете за екосистемите и хората. Те също по този начин ще спестят доста разноски спрямо реактивните старания, подхванати единствено откакто зародят естествени бедствия и като резултат от изменящ се климат. Природно-базираните решения като да вземем за пример опазването и възобновяване на екосистемите, могат да допринесат с 37% към адаптационните ограничения в битката с климатичните промени, нужни да задържат световното стопляне в границите на 2℃ до 2030 година – това е и задачата, която си слага.
Причините за премахването на старите язовири са най-разнообразни, само че най-съществените са, че доста от тях, издигнати преди 1950 година, са в края на потребния си живот, ремонтът им би бил прекомерно безценен, а и към този момент не служат на първичната си цел, дружно с възходящите неприемливи отрицателни обществени и екологични резултати. Европейските страни с удобна топография и систематизиране на преваляванията, като Франция и Швейцария, не престават да поддържат силата от Водноелектрическа централа като значима част от своя енергиен микс посредством софтуерни нововъведения в съществуващите язовири. Въпреки това, в Швеция, Испания, Португалия, Обединеното кралство, Швейцария и Франция и други страни в Европа и броят на отстранените язовири продължава да пораства.
Кои са част от проблемите, свързани с употребата на остарели язовири?Язовирите не са водопади. Те имат дълготрайност на живота и се нуждаят от периодическа поддръжка и ремонт, с цел да се избегнат сриванията на язовирната стена.Вероятно са достигнали високи скорости на утаяване, което може да заплаши структурната им целокупност. В резултат на настоящите и бъдещи разстройства, свързани с изменението на климата и плануваните тежки превалявания, те съставляват сериозна опасност за хората, селищата и инфраструктурата.Обществеността доста пъти подценява огромната заплаха, обвързвана с някои дребни язовири и бентове. В Съединените щати някои дребни водоеми са известни като „ машини за удавяне “, защото хидравличният разрез, основан тъкмо под преградите, засмуква плувци, риболовци и каякари, когато се пробват да пресекат преливника.
Фигура 1. Премахване на язовир в Европа – 36 метровия Vezins и „ освобождение “ на река Sélune, Франция, © Roberto Epple / ERN.Възобновяемата сила не всеки път е „ зелена “ сила или по какъв начин язовирите трансформират екосистемите Водата е живот – и защото язовирите блокират водата, това се отразява на живота надолу по течението, както за екосистемите, по този начин и за хората.
В днешно време в Северна Америка и Европа се отстраняват от ден на ден язовири, в сравнение с се строят нови такива. Хидроенергийната промишленост се преориентира към построяването на язовири в развиващия се свят и от 70-те години на предишния век стартира да строи още по-големи водноелектрически централи на реките Меконг, Амазонка и Конго. Повтарят се едни и същи проблеми: нарушение на речната екология, обезлесяване, загуба на водно и сухоземно биоразнообразие, обособяване на обилни парникови газове, изместване на хиляди хора и смяна на поминъка им, както и влияние върху питателните системи, качеството на водата и селското стопанство наоколо до тях.
Язовири, изменение на климата и смяна в земеползването
През 2016 година Бриджет Диймър (научен помощник в U.S. Geological Survey) и Джон Харисън (професор в департамента по Околна среда в университета WSU Vancouver) събират и проучват резултатите от повече от 100 изследвания на парникови излъчвания от над 250 язовира по целия свят. В него те откриват, че язовирите са виновни за почти 1,3% от годишните антропогенни излъчвания на парникови газове в света. Също по този начин в изследването се акцентира, че бъдещите язовири ще имат по-голямо екологично влияние от предстоящото, значително тъй като отделят доста повече метан, в сравнение с се смяташе преди. Някои парникови газове, в това число въглероден диоксид и, елементарно се разтварят във вода и по-късно се издигат в атмосферата отмерено. Метанът, в противен случай, постоянно се появява на повърхността в спорадични мехурчета. Това затруднява приемането на ясна картина какъв брой от него се образува в язовирите. Използването на нови принадлежности, като специфичен сонар за следене на метанови мехурчета, обаче, са спомогнали за измерването му. Учените заключават, че всеки квадратен метър от язовирната повърхнина отделя 25% повече в атмосферата, в сравнение с се смяташе до момента.
Тези нови замервания на метан могат да оказват помощ при вземането на решения къде да се построи предстоящ язовир. Така да вземем за пример, язовири на речни системи с по-малко хранителни субстанции за поддържане на растежа на водораслите биха могли да създават по-малко метан, в сравнение с язовири, ситуирани върху води, по-богати на хранителни потоци. Резултатите също акцентират значимостта на прибавянето на язовирните излъчвания към изчисленията, които страните вършат, с цел да дефинират общите си излъчвания на парникови газове.
Фигура 2. Емисии на метан от дифузия и метанови мехурчета (горе), въглероден диоксид (в средата) и диазотен оксид (долу) от язовири на база еквивалент на CO2 (100-годишен период). Малко язовири имат измервания и за трите газа. Източник:BioScience, Volume 66, Issue 11, 1 November 2016, Pages 949–964, Новите хидроенергийни планове в разрастващите се страни наподобява подценяват сюжетите за изменение на климата. В Северна Америка и Европа някои язовири (напр. язовир Хувър в САЩ) към този момент слагат нови турбини на по-ниска височина, с цел да се приготвят за плануван предстоящ дефицит на вода в река Колорадо заради изменението на климата. В езерото Мийд, което съхранява водата за язовир Хувър, е следен 40% спад в равнището на водата и макар софтуерните усъвършенствания, неговата пикова мощ е понижена от 2 на 1,5 GW. Според скорошна прогноза на Администрацията за енергийна информация на Съединени американски щати, по-голямата част от новоинсталираната възобновима сила в света през идващите 25 година ще идва от водноелектрически централи, най-вече в развиващия се свят. Тук въздействията от изменението на климата към този момент се усещат, само че още веднъж не се преглеждат от строителите на язовири. Язовирът Бело Монте на река Шингу (Xingu), десен приток на р. Амазонка, приключен през 2016 година, също ще създава по-малко сила от първичните прогнози. Това се дължи на промени в климата като незадоволителни водни равнища през 10 от 12 месеца в годината и относително дребен контейнер, който ще създава единствено 4,46 от в началото плануваните 11,23 GW.
Фигура 3. Язовир Хувър в Съединени американски щати, Източник: Строителството на язовири постоянно не регистрира и резултата от смяната в земеползването върху хидроенергийния капацитет на язовирите. Учени от Amazon Environmental Research Institute изследват загубата на капацитет за произвеждане на сила при сюжети на обезлесяване в басейна на река Амазонка. За същата река Шингу (Xingu) с язовир Бело Монте, те пресмятат, че към 38% от прогнозите за енергийните мощности могат да бъдат понижени заради предстоящото обезлесяване. Също по този начин генерираната сила може да падне под половината от инсталирания потенциал за всички, с изключение на за 2 месеца от годината. Регионалното обезлесяване може да повлияе отрицателно върху количеството на преваляванията и почвената влага във влажни тропически горски региони и с това да ограничи производството на хидроенергия. Причината е, че половината от преваляванията в басейна на Амазонка се дължат на вътрешно преработване на водата. Експертите са на мнение, че би трябвало да се обмислят други възможности, които могат да се оправят с лимитираното произвеждане на сила в години на суша. Неотдавнашна оценка открива, че най-хубавите сюжети включват бързо развиване на вятърна, слънчева и сила от биомаса, с цел да се добави съществуващата конфигурирана хидроенергийна мощ.
Дебатът за огромните Водноелектрическа централа и язовири
Международната комисия по огромните язовири дава определение за „ огромни язовири “ като такива с височина от 15 м или повече от най-ниския пиедестал до гребена или язовир сред 5 и 15 м, задържащ повече от 3 милиона м3 вода. Язовири са строени в продължение на хиляди години, само че множеството огромни уреди са построени през последните 60 година и сега има към 58 000 от тях по света.
Близо 50% от огромните язовири в света са издигнати най-вече за напояване, като се счита, че директно способстват за водата, която поддържа 12 – 16% от международното произвеждане на храни. С възходящото население и търсенето на храна, което се чака да се усили със 70% до 2050 година, ще са нужни повече язовири и резервоари за предпазване, с цел да се поддържа увеличено напояване. Освен това хидроенергията способства за към 70% от международното произвеждане на електрическа енергия от възобновими източници, което от своя страна сега съставлява 24% от международното произвеждане на електрическа енергия. Въпреки това се счита, че сега се експлоатира единствено 22% от механически осъществимия хидроенергиен капацитет в света. С предстоящо повишаване на търсенето на сила от 56% сред 2010 и 2040 година и нуждата повече от това да бъде от възобновими източници, е евентуално през идващите десетилетия да бъдат издигнати повече и по-големи язовири.
Дали обаче построяването на още (големи) язовири е решението за справяне с предстоящите рискови суши и рискови наводнения?
Според Ерика Гийс, самостоятелен публицист, който отразява научни тематики в областта на околната среда в New York Times, Scientific American, Nature, Ensia, The Economist, National Geographic и други издания, честите и продължителни засушавания, както и наводненията са резултат точно от инфраструктурни решения, които имат за цел да управляват водата и да поддържат неустойчиви аграрни практики.
В нейното без значение проучване тя изследва методите, посредством които сме трансформирали естествената хидрология на водните запаси. Така да вземем за пример, до този миг са пресушени 87% от влажните зони в света, трансформира се ландшафтът и се заплашва биоразнообразието посредством създаване на язовири, насипи и канали; отклонени са 2/3 от най-големите реки в света. Всички тези практики са резултат от желанието да се управлява водата. В развитите общества е общоприето разбиране, че водата е или стока, или опасност, което води до създаване на язовири, насипи и други уреди.
Но тази вода би трябвало да пристигна отнякъде и през 2017 година се разгласява в списание Nature, което демонстрира, че
20% от хората по света са получили вода, до момента в който 24% са изгубили вода от подобен тип интервенции за интервал от 40 година
Така че разпределението на водата е въпрос на екологична правдивост.
Повечето от реките са откъснати от техните заливни низини. Хората, несъмнено, се нуждаят от вода и по тази причина в предишното е имало наклонност да се заселват около реките. Но заради желанието да са допустимо най-близо до реката, това довежда до създаване на насипи и постоянно изправяне на коритата на реките, тъй че да текат като прав канал, а не следвайки S-образна крива. Това основава предпоставки за доста „ бърза “ вода, а тя пък на собствен ред завлича със себе си речните седименти и наноси. Това вреди на рибите, тъй като се нарушават местообитанията, където те могат да снесат яйцата си.
В една естествена система меандърът на реката разпределя речната наслойка и седименти – като преоформя, прелива и реалокира водата подземен. В една коригирана/изправена речна система седиментът се натрупва в огромни количества на избрани места, а капацитетът за бедствия при мощен дъжд се усилва неведнъж. Ако водата тече с естествения си муден темп, ще е нужна доста по-малко поддръжка. Но в градските региони комуналната власт би трябвало да отделя доста време и средства за драгиране на седимента и пясъка точно заради тези бързи етапи на водата.
Там, където наводненията са постоянно срещани, са се образували речни заливни низини, с цел да всмукват огромните количества вода по натурален метод. В множеството случаи обаче, неприятното ръководство на крайбрежните разливни зони води до внезапно нарастване на риска от наводнения. Много от проблемите, които имаме с тях, изключително в градски и крайградски зони, са, тъй като се е строило върху влажни зони и заливни низини, а водата отива там, където има наклонност да отиде, наводнявайки тъкмо тези застроени площи и построени селища.
Водните жители, изключително рибите, са мощно уязвими към въздействието на язовирите.
Емилио Моран, професор по география и околна среда в Мичиганския щатски университет в Съединени американски щати, споделя, че язовирът Итайпу, който е издигнат на границата сред Парагвай и Бразилия през 70-те и 80-те години на предишния век, е довел до 70% загуба на биоразнообразие. А на язовир Тукуруи, който е издигнат през 80-те години в Амазонка се следи 60% спад в продуктивността на рибата.
За доста типове риби свободното придвижването по реката е от основно значение, било то да търсят храна или да се върнат там, където са родени. Мигриращите типове са мощно наранени от съществуването на язовири. През 2016 година Международният съюз за запазване на природата (IUCN) регистрира спад от 99% в улова на есетра и веслонос за интервал от три десетилетия. Прекомерният улов и смяната на реките са едни от най-големите закани за оцеляването им.
Фигура 4: Въпреки че есетрите са оживели даже ерата на динозаврите, те могат да бъдат унищожени от хората.. от 2018 година предвижда, че рибните ресурси в река Меконг в Азия могат да намалеят с 40% вследствие на планове на язовири – с последствия освен за биоразнообразието, само че и за хората, чийто живот и занаят зависят от риболова.
За да се избегнат вредите за биоразнообразието, се построяват разнообразни структури, наречени рибни пасажи, чието предопределение е да прекарват рибите през язовирните стени и да им обезпечат по-лесен достъп до места нагоре по течението, където доста от тях хвърлят хайвера си или търсят храна. Нов разбор демонстрира обаче, че те не постоянно работят по този начин както се допуска, и рибите не стигат до мястото, където би трябвало. Рибният еколог Джед Браун и негови сътрудници събират данни за прекосяване на риби през язовири, намиращи се покрай устието на три огромни реки: Меримак, която тече от Ню Хемпшир и се влива в Атлантическия океан северно от Бостън; Кънектикът, която тече от Ню Хемпшир на юг до пролива Лонг Айлънд; и Сускуехана, една от най-старите реки в света датирана на възраст от към 320 – 340 милиона години, която минава през северната част на Ню Йорк до залива Чесапийк.
Първият язовир на р. Меримак има за цел да пропусне 300 000 речни херинги; междинният брой за годините 2008 –2011 е обаче 706 на година. Целта на първия язовир на р. Кънектикът е 300 000 до 500 000 риби. Там междинната стойност за същите години е 86. А за Сускуехана задачата е 5 милиона речна херинга да хвърлят хайвера си над четвъртия язовир, само че приблизително по седем херинги са минали през рибните пасажи от 2008 до 2011 година Това значи, че доста малко риби доближават местата си за размножаване, което евентуално е асъдействало за унищожаването на популациите на речна херинга в този район на Съединени американски щати.
Язовир Железни врата и нарушение на миграцията на дунавската есетра
Изграждането на язовирни стени лимитира пространството на рибите и те не могат да завършат своята миграция сполучливо, с цел да хвърлят хайвера си. Пространственото ограничаване на популацията на есетрови риби бива наранена от близкородствено кръстосване и загуба на генетично многообразие.
„ Железни врата ” е най-големият язовир с водноелектрическа централа и система от резервоари по цялото поречие на Дунав. Намира се под пролома Железни врата (Джердап) сред Румъния и Сърбия и се състои от два съществени язовира – “Железни врата ” I и II, издигнати надлежно през 1972 година и 1985 година Той лимитира миграцията на есетрите, изолирайки основни места за мятане на хайвер в междинното течение на р. Дунав. “Железни врата ” се експлоатира взаимно от Румъния и Сърбия. Уловът на моруна (Huso huso) и съветска есетра (Acipenser gueldenstaedti) доближава рекордни стойности след построяването на хидровъзела при “Железни врата ” заради огромния брой мигриращи есетри, които са хванати като в капан под язовира. В интервала 1972 — 1976 година са били уловени 115,7 тона моруна и съветска есетра,увеличение от съвсем 25% за този петгодишен интервал спрямо интервала преди построяването на язовира.
Хидровъзелът при “Железни врата ” не разполага с механически уреди като каскади или околовръстни канали, които да подкрепят миграцията на рибите. WWF България си слага за цел да поддържа самодейностите на Международната комисия за отбрана на река Дунав (ICPDR), част от тактиката на Европейски Съюз за района на река Дунав (EUSDR). Една от задачите е хидровъзелът „ Железни врата “ да стане пристъпен за есетровите риби. Това би било от основно значение за опазването на дунавските есетри и би асъдействало за двойното разширение на местообитанието им, като добави близо 1000 км от свободно течащи води на р. Дунав към ареала им.
ВЕЦове у нас – нарушавания на речната екология и оферти
У нас планът „ Среден Искър “ с деветте дребни Водноелектрическа централа, от които 5 действат (МВЕЦ “Прокопаник ”, “Церово ”, “Бов-юг ”, “Бов-север ”, “Лакатник ”, “Свражен ”, “Оплетня ”, “Левище ”, “Габровница ”) е образец за руслови нисконапорни централи на течащи води. Съоръженията на централите са ситуирани в руслото на р. Искър и първата разливна тераса, на територията на общините Своге и Мездра. Това, което характеризира дребните руслови Водноелектрическа централа (на теория) е, че щадят оптимално флората, фауната и естествените запаси. Това обаче важи единствено и само, в случай че оборудването е построено и действа вярно. По време на посещаване през 2018 година на екипите на Сдружение Балканка/WWF България се прави заключението, че при Малка водно електрическа централа „ Лакатник “ да вземем за пример през рибния проход се изпускат не повече от 180 л/сек при най-оптимистична оценка. По позволение би трябвало да се изпускат 3220 л/сек. На входа и на изхода от рибния проход не се реализира нужната минимална скорост на водата, която да притегля рибите в прохода. На процедура преди входа – в посока нагоре, скоростта на водата е съвсем нула. Изходът на рибния проход е полузатлачен от наноси. При посещаване на Малка водно електрическа централа „ Церово “ през същата година се открива, че изходът на рибния проход откъм баража е задръстен с отпадъци.
В момента в България са пуснати в употреба към 260 Водноелектрическа централа. Заснети са към 164 от тях и по преценка на екипа на съдружие “Балканка ” по-малко от 10% от сниманите обекти съблюдават разпоредбите, а в останалите случаи се следят фрапантни нарушавания.
У нас няма разпоредба за рибни проходи и множеството такива са непреодолими за риби. На доста места рибните проходи са, като тези при Водноелектрическа централа Драговищица, Водноелектрическа централа Давидково 2, Водноелектрическа централа Сливка и Водноелектрическа централа Хладилника.
Някои оферти от съдружие “Балканка ” са следните:
Изготвяне на хидроложка, хидротехническа и хидробиологична оценка за въздействието на към този момент построените Водноелектрическа централа в народен мащаб.Изготвяне на нормирани наложителни правила за планиране, създаване и надзор на Водноелектрическа централа, придружени и от Наредба за рибните проходи, Методика за минимално позволен отток, Заповед за оповестяване на предпазените зони и т.н.Налагане на краткотрайна възбрана за разглеждане на всички постъпили нови капиталови оферти, прекъсване на към този момент стартирани производства по издаване на разрешителни за водовземане.Добри софтуерни образци за сполучлива рибна миграция
Един добър образец за улеснение на миграцията на рибите е рибният асансьор на Baumann Hydrotec и Hydro-Energie Roth. Той се оправя с разлики във височините до 30 м и изисква доста по-малко пространство от рибен проход, както и икономисва доста разноски. Централният съставен елемент е плаващо бутало, което се движи нагоре и надолу в тръба, цялостна с вода. Рибите се примамват в плаващото бутало от течението, което се носи нагоре от водната мощ. При постигане на най-горното равнище контейнерът се отваря и рибите могат да плуват свободно. Колко време лишава пътуването с рибния асансьор? Както в пътнически подобен – това зависи от височината на превозване. Ако височината за превъзмогване е 10 м, пътуването лишава към 10 минути. Рибният асансьор може да се похвали и с енергийната си успеваемост, защото се движи главно с водна сила. Внедряването на тази технология е планувано като пилотен план за езерото Baldeney в Есен (Германия). За да се съобрази с Европейската рамкова инструкция за водите, Рурската асоциация търси подобаваща и финансово жизнеспособна алтернатива за миграция на рибите. Районът, покрай водноелектрическата централа, е прекомерно стеснен за рибно стълбище, само че рибният асансьор се оказва положително решение. Той има за цел да обезпечи достъп до повече хранителни запаси и места за мятане на хайвера за всички 36 типа риби, които живеят в река Рур.
Биоразнообразието на организмите, които живеят в реки и езера понижава с темпове два пъти по-бързи от сухоземните и морските жители – загубвайки 81 % от популациите им в интервала Проучване от 2020 година в списание Nature оповестява, че възобновяване на 15% от преобразуваните земи за напояване, селско стопанство, жилищни потребности и други в предпочитани региони може да избегне 60% от предстоящото измиране на типове, като в същото време спести 299 гигатона CO2 – 30% от общото нарастване на CO2 в атмосферата след Индустриалната гражданска война. Въпреки огромния капацитет обаче, тези природно-базирани решения получават единствено 3% от цялостното финансиране за климата.
У нас, с цел да се трансформира хидроенергийният бранш и да се даде опция изгодите да надвишават вредите, е нужно следното:
Оценките на въздействието върху околната среда (ОВОС) и оценките на общественото влияние (ОСВ) би трябвало да могат да спрат построяването на язовир.ОВОС би трябвало да се правят от компании, обслужващи жителите, а не от строителите на язовири.Проектите за водноелектрическа сила би трябвало да разрешават прекосяването на риба и да имитират сезонните речни потоци.Необходими са новаторски технологии, които не изискват преграждане на реката или изселване на популацията. Някои съществени понятия и съкращения
Язовир, именуван и водохранилище, е неестествен воден басейн, основан посредством създаване на язовирна стена, която загражда вода от даден водоизточник. Язовирите се основават за обезпечаване на питейни потребности, за поливане в селското стопанство, за енергийни потребности и други.
Видове водноелектрически централи:
Руслови или на течащи води – водноелектрически централи на течащи води, или по този начин наречените Руслови Водноелектрическа централа – при тях се употребява естествения режим на водоизточника, без да е належащо авансово да се акумулира воден размер. Това значи, че те не разполагат с никакъв забележителен контейнер (т.е. водата не се съхранява в язовир) и създават електричество когато водата, предоставена от течението на реката, е разполагаем, само че производството се прекратява, когато реката пресъхне по-нагоре и потокът спадне под авансово избраното количество.
Препоръчват се за консуматори, които са отдалечени от електрическата мрежа, защото имат децентрализиран темперамент и са с локално осъществяване и ръководство, което прави допустимо развиването на селските региони и потреблението на локални естествени запаси. Друго преимущество е, че относително елементарно се причисляват към енергийната мрежа.
Като минус може да се изтъкне мощната им взаимозависимост от количеството превалявания, защото дребни Водноелектрическа централа от този вид нямат изравнителни водохранилища. Например през пролетното прииждане се генерира доста по-голяма мощ за разлика от сухите летни месеци. Това води и до неустойчива мощ – не може да се координира производството на електрическа сила да подхожда на потребителското търсене. Не на последно място, енергопроизводството им би трябвало да се преценява с напоителния или водоснабдителния график, когато са построени в такива региони.
Деривационни Водноелектрическа централа – при тях падът се основава посредством система от уреди, посредством които се отклонява вода от реки или водохранилища и се води до водни централи. Отклонената вода се връща във водоема директно след хидросъоръжението.
Помпено-акумулиращи Водноелектрическа централа (ПАВЕЦ) са водноелектрически централи, които като се изключи че употребяват силата на водата за произвеждане на електричество, разполагат и с опция да изпомпват вода от по-ниско ситуиран водоем.
Големи и дребни Водноелектрическа централа съгласно мощността
Хидроенергийните уреди могат да бъдат класифицирани съгласно мощността си макар че няма интернационален консенсус за установяване на прага на размера сред дребни и огромни водноелектрически централи.
Според Организацията на Обединените Нации за Индустриално развиване (UNIDO) и Европейската Асоциация за Малки Водноелектрически централи (ESHA) и Международната Асоциация за Малки Водни Електроцентрали (IASH) потенциал до 10 MW се смята за общоприета норма за дребни водноелектрически централи (small hydropower plants -SHP). В Китай и Канада мощности до 20-25 MW могат да бъдат отнесени към дребни централи, в Индия до 15 MW, в Швеция до 1,5 MW, а в Съединените щати “малки ” могат да значат до 30 MW.
Източник: novinata.bg
КОМЕНТАРИ