Op kerstavond 1968 namen de astronauten van de Apollo 8 een foto vanuit de ruimte die de manier veranderde waarop de wereld zichzelf zag. Het was de allereerste foto van de aarde, waarop te zien was “een gloeiende knikker van blauwe oceanen, groene bossen en bruine bergen met witte wolken.”
President Obama verwees onlangs naar deze gebeurtenis in een toespraak in juni waarin hij zijn nieuwe Klimaatactieplan aankondigde, waarin hij de VS oproept om het gebruik van hernieuwbare energie drastisch te verhogen. “In de afgelopen vier jaar hebben we de elektriciteit die we opwekken uit koolstofvrije wind- en zonne-energie verdubbeld”, zei de president. “Dus het plan dat ik vandaag aankondig zal ons helpen onze energie uit wind en zon opnieuw te verdubbelen.”
Wat de president in zijn toespraak niet noemde was Amerika’s – en wat dat betreft ’s werelds – grootste hernieuwbare energiebron: water. Die blauwe knikker die het zicht op de aarde vanuit de ruimte domineert en goed is voor meer dan 60 procent van alle duurzame energie in de VS, krijgt maar zelden dezelfde aandacht als wind- en zonne-energie.
Voor een schone en duurzame energiebron – die de lucht niet vervuilt omdat er geen brandstoffen worden verbrand en die hernieuwbaar is omdat hij de watercyclus van de aarde gebruikt om elektriciteit op te wekken – zou je denken dat waterkracht evenveel aandacht en investeringen zou krijgen als andere niet-koolstofenergiebronnen. Maar over het algemeen wordt waterkracht niet eens als hernieuwbare energie beschouwd in de meeste staten of, voor het grootste deel, door de federale overheid. Dus rijst de vraag, is waterkracht een hernieuwbare energiebron of niet? Het antwoord op die vraag is van groot belang, omdat het ten grondslag ligt aan het beleid dat staten ontwikkelen om ambitieuze doelstellingen op het gebied van duurzame energie te verwezenlijken.
Lees de rest van het tijdschrift van deze maand.
Waterkracht is meer dan 100 jaar oud in de VS. De eerste stuwdam die hydraulische reactieturbines gebruikte om elektriciteit op te wekken, was in 1882 op de Fox River in Appleton, Wis. Het was revolutionair in die tijd en de resultaten waren zo indrukwekkend dat het het begin was van een stormloop op de bouw van stuwdammen: Van 1905 tot 1930 werden verschillende grote, iconische dammen gebouwd, waaronder de beroemde Hoover- en Roosevelt-dammen in het westen. In die tijd was bijna 40% van de elektriciteit in het land afkomstig van waterkracht.
Tegen het midden van de eeuw was de groei van hydro-elektrische energie door dammen aan het afnemen, omdat andere vormen van energieopwekking – kernenergie, aardgas, steenkool – aan kracht wonnen. Tegenwoordig is waterkracht slechts goed voor ongeveer 6% van de elektriciteitsvoorziening in de VS, met de grootste waterkrachtproducenten in het westen: Washington, Californië en Oregon. Buiten de VS is waterkracht goed voor 16 procent van de wereldwijde elektriciteitsproductie.
Er zijn verschillende soorten waterkrachtcentrales, maar alle worden aangedreven door de kinetische energie van stromend water als het stroomafwaarts beweegt. Turbines en generatoren vangen die energie op en zetten die om in elektriciteit, die vervolgens aan het elektriciteitsnet wordt toegevoerd. Het water zelf wordt daarbij niet gereduceerd of verbruikt, en omdat het een eindeloos, zich voortdurend opladend systeem is, wordt waterkracht door het Environmental Protection Agency als hernieuwbare energie beschouwd.
Maar het wordt niet door iedereen als hernieuwbaar beschouwd. Het komt met een “vrij aanzienlijke milieubelasting”, zegt John Seebach, senior directeur van federaal rivierbeheer bij de natuurbeschermingsgroep American Rivers. “De terughoudendheid om waterkracht hernieuwbare energie te noemen is gebaseerd op de invloed van stuwdammen op de visserij en de waterstromen.”
Verschillende grote stuwdammen verhinderen dat migrerende vissen hun paaigebieden bereiken. Damreservoirs hebben invloed op het debiet, de temperatuur en de slibbelasting van rivieren en beken. In de loop der jaren hebben deze factoren de vispopulaties drastisch verminderd. Ooit telde de Klamath-rivier in Oregon en Californië miljoenen zalmen. Door de bouw van vier dammen langs de rivier is de visstand gereduceerd tot een fractie daarvan.
Daarom telt waterkracht in de meeste staten niet mee voor de mandaten voor duurzame energie van nutsbedrijven – dat, en het feit dat er al zo veel waterkracht is. Meer dan 30 staten hebben normen voor hernieuwbare energiebronnen (RPS) die vereisen dat nutsbedrijven een percentage van hun stroom uit hernieuwbare bronnen opwekken. Het meetellen van alle waterkracht zou de impact van deze normen aanzienlijk verminderen, vooral in staten waar waterkracht al een aanzienlijke hoeveelheid elektriciteit levert. Deskundigen zeggen dat het meetellen van waterkracht in die staten de ontwikkeling van nieuwe hernieuwbare bronnen zou ontmoedigen. Ook zouden sommige staten hun doelstellingen moeten bijstellen als waterkracht als hernieuwbaar wordt aangemerkt, en die zouden onrealistisch hoog kunnen uitvallen.
Wil je meer energie & milieunieuws?
Californië, de op een na grootste producent van hydro-elektrische energie in de V.S., heeft in 2002 en 2011 doelen gesteld voor hernieuwbare energiebronnen. Nutsbedrijven in die staat moeten in 2020 een derde van hun stroom uit dergelijke bronnen opwekken. Maar de staat heeft een limiet gesteld aan het meerekenen van waterkracht. Nutsbedrijven mogen alleen de waterkracht die wordt opgewekt door kleinere waterkrachtprojecten – projecten die 30 megawatt of minder kunnen produceren – meetellen voor het hernieuwbare energiemandaat. Vorig jaar stelde een wetsvoorstel in de California State Assembly voor om nutsbedrijven ook grote waterkrachtinstallaties te laten meetellen.
De Sierra Club en een non-profit waakhond genaamd The Utility Reform Network (TURN) verzetten zich tegen het wetsvoorstel. TURN schreef dat de omkering “effectief de RPS doelstellingen zou verminderen voor nutsbedrijven met bestaande grote hydro-elektrische opwekking in hun portefeuilles en de impact van het RPS programma op de ontwikkeling van nieuwe duurzame energieprojecten in Californië en het Westen aanzienlijk zou ondermijnen.” De groep schatte dat het veranderen van de regels de Californische hernieuwbare energiedoelstelling zou verlagen van 33 procent naar 30 procent – en mogelijk zelfs meer als nutsbedrijven de import van waterkracht uit naburige staten zouden mogen verhogen. Uiteindelijk haalde het wetsvoorstel het niet om uit de commissie te komen.
Het huidige Californische onderscheid in grootte weerspiegelt vergelijkbaar beleid in andere staten. In het hele land worden grote waterkrachtcentrales over het algemeen niet meegeteld bij de doelstellingen voor duurzame energie. Toch telt elke staat waterkracht mee in zijn RPS. De manier waarop dat gebeurt, verschilt echter van staat tot staat. Michigan en Missouri, bijvoorbeeld, tellen waterkracht niet mee als daarvoor nieuwe dammen moeten worden gebouwd of bestaande dammen aanzienlijk moeten worden uitgebreid. Californië en Iowa tellen alleen energie mee die geproduceerd wordt door kleine waterkrachtcentrales. En in Ohio mag waterkracht worden meegeteld zolang de installaties niet schadelijk zijn voor vissen, wilde dieren of de waterkwaliteit.
Maar sommige groepen, zoals de National Hydropower Association en het Heartland Institute, een conservatieve denktank, stellen dat als staten hun doelstellingen op het gebied van duurzame energie willen halen, alle waterkracht moet meetellen. “Als wetgevers de energiekosten willen verlagen, innovatie willen aanmoedigen en emissies willen verminderen, moeten ze alle mandaten en subsidies intrekken en een gelijk speelveld creëren voor alle energiebronnen,” schreef Taylor Smith, beleidsanalist bij het instituut, onlangs. “De overheid moet geen winnaars en verliezers kiezen, vooral niet in de energie-arena.” Als staten alle hernieuwbare bronnen opnemen in RPS-mandaten, zeggen deze groepen, zouden ze in wezen concurrentiedruk creëren op wind- en zonne-energie om de kosten te verlagen en op te schalen.
Buiten dat, betogen voorstanders, heeft waterkracht veel voordelen. Het is niet alleen schoon en hernieuwbaar, het is ook essentieel voor nieuwe “intermitterende” hernieuwbare energiebronnen zoals wind- en zonne-energie. De productie van waterkracht kan snel en gemakkelijk worden opgedreven of teruggeschroefd om het elektriciteitsnet in evenwicht te houden wanneer de dagelijkse hoeveelheid zon en wind afneemt of afneemt. Bovendien is water uit rivieren een zuiver binnenlandse bron, wat betekent dat er bijna geen conflicten met buitenlandse leveranciers zijn en geen onderbrekingen als gevolg van stakingen of transportproblemen in het buitenland. Volgens de Pacific Northwest Waterways Association zijn waterkrachtturbines in staat om 90 procent van de beschikbare energie om te zetten in elektriciteit. Dat is efficiënter dan elke andere vorm van opwekking, met inbegrip van zelfs de beste fossiele brandstofcentrale, die slechts ongeveer 50 procent efficiënt is.
Hoewel president Obama waterkracht misschien niet heeft genoemd in zijn toespraak in juni, wordt het wel genoemd in zijn Klimaatactieplan. De regering is het met de voorstanders eens dat waterkracht van essentieel belang is om de doelstellingen voor hernieuwbare energie, die in 2020 verdubbeld moeten zijn, te halen. Daarom wil Obama de ontwikkeling van hydro-elektrische energie bij bestaande dammen aanmoedigen. In het hele land zijn er meer dan 80.000 dammen, en slechts ongeveer 3% daarvan wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken. De regering ziet dit als een kans om duurzame energie uit te breiden door generatoren toe te voegen of bestaande dammen die geen stroom opwekken aan te passen.
Alle partijen zijn het over het algemeen over één punt eens: Er is geen noodzaak om nieuwe dammen te bouwen om stroom te oogsten. Volgens milieuactivisten is het zinvoller om dambeheerders te stimuleren hun efficiëntie te maximaliseren. “Dat is volgens ons de beste manier om de kosten te drukken”, zegt Seebach van American Rivers. “De dammen staan er al.”
Daar komt nog bij, voegt hij eraan toe, dat “de technologie om de schade van dammen te beperken werelds beter is dan 20 of 30 jaar geleden.” Neem vistrappen. Jarenlang hebben verschillende federale agentschappen toezicht gehouden op de bouw van vistrappen bij dammen langs de rivieren Columbia en Snake in de staat Washington, de grootste producent van hydro-elektrische energie in de V.S.. In juli hebben de Bonneville Power Administration, het U.S. Army Corps of Engineers en het U.S. Bureau of Reclamation een ontwerpevaluatie uitgebracht van hun vorderingen met betrekking tot de zalmpopulatie. Tot op heden, zo staat erin, liggen zij op schema om de individuele overlevingsdoelstellingen van 96 procent in het voorjaar en 93 procent in de zomer te halen.
Nieuwe technologie helpt bij de productie van andere waterkrachtcentrales. Het Bureau of Reclamation bracht afgelopen april een rapport uit waarin in detail werd beschreven hoe meer dan 500 van zijn kanalen zouden kunnen worden aangeboord om nieuwe elektriciteitsvoorraden te produceren. In Yakima, Wash., experimenteert het bureau met een hydrokinetische turbine, door sommigen omschreven als een 15 voet lange rol geel Scotch tape. Vorig jaar werd hij op de betonnen vloer van het Roza-kanaal gegooid. Terwijl het water door het kanaal stroomt, draait de turbine, die op zijn beurt elektriciteit opwekt. Het bureau test momenteel of de turbine de waterafvoer niet belemmert en de waterkwaliteit niet aantast, maar het idee is dat deze apparaten kunnen worden geplaatst in overloopgebieden en waterzuiveringsinstallaties. Deze kleinschalige turbines worden gezien als de grootste en belangrijkste groeiende component binnen waterkracht.
Maar de grootte van een project is een slechte maatstaf voor het milieu-effect ervan, beweren critici. “Het hangt ervan af hoe je het exploiteert,” zegt Seebach. Hij wijst op een project aan de Penobscot River in Maine als een goed voorbeeld van een evenwicht tussen omvang en exploitatie. Dankzij een overeenkomst tussen vertegenwoordigers van de industrie, de Penobscot Indian Nation en overheidsfunctionarissen worden drie dammen buiten gebruik gesteld en wordt bij een andere dam een betere vispassage gerealiseerd. In 2012 is de Great Works Dam verwijderd en in juli 2013 is begonnen met de sloop van de Veazie Dam. Een derde dam wordt buiten gebruik gesteld. Tegelijk werd de elektriciteitsproductiecapaciteit van de overblijvende dammen verhoogd, om ervoor te zorgen dat het totale vermogen niet verloren gaat. Door de verwijdering van de Veazie-dam krijgen de Atlantische zalm en 11 andere diersoorten vrije toegang tot 1000 mijl binnenwater, ideaal voor het paaien en opkweken van jongen.
Maar de Penobscot-oplossing is wellicht een van de weinige uitzonderingen die de regel bevestigen. Op dit moment zit waterkracht nog steeds vast achter wind- en zonne-energie, in het vagevuur tussen geaccepteerd worden als hernieuwbare energie en niet als zodanig worden beschouwd. Dat is de kern van het waterkracht dilemma. Het is schoon en hernieuwbaar. Tegelijkertijd is het niet zonder milieueffecten. Maar als staten steeds ambitieuzere doelen stellen voor schone energie, kan waterkracht dan nog wel worden verwaarloosd?
Het is niet het een of het ander, zeggen voorstanders van natuurbeschermingsorganisaties als American Rivers en Trout Unlimited. Ze zijn niet tegen waterkracht; ze willen alleen dat het goed gebeurt. “Niet alle waterkrachtcentrales zijn gelijk”, zegt Kate Miller, Western Energy and Water Counsel bij Trout Unlimited. “Er zijn goede projecten en veel slechte projecten in termen van milieu-impact. Uiteindelijk is het doel van duurzame ontwikkeling om de ecologische voetafdruk zo klein mogelijk te houden.”