W Wigilię 1968 roku, astronauci z Apollo 8 zrobili zdjęcie z kosmosu, które zmieniło sposób, w jaki świat postrzegał siebie. Było to pierwsze w historii zdjęcie Ziemi, ukazujące „świecący marmur błękitnych oceanów, zielonych lasów i brązowych gór pokrytych białymi chmurami.”
Prezydent Obama niedawno powołał się na to wydarzenie w czerwcowym przemówieniu ogłaszającym jego nowy Plan Działań na rzecz Klimatu, który wzywa Stany Zjednoczone do radykalnego zwiększenia wykorzystania energii odnawialnej. „W ciągu ostatnich czterech lat podwoiliśmy ilość energii elektrycznej, którą wytwarzamy z bezemisyjnej energii wiatrowej i słonecznej” – powiedział prezydent. „Plan, który dziś ogłaszam, pomoże nam ponownie podwoić ilość energii pochodzącej z wiatru i słońca.
To, o czym prezydent nie wspomniał w swoim przemówieniu, to największe odnawialne źródło energii w Ameryce i na świecie: woda. Ten błękitny marmur, który dominuje w widoku Ziemi z kosmosu i odpowiada za ponad 60 procent całej energii odnawialnej w USA, rzadko kiedy, jak się wydaje, dostaje takie same rachunki jak wiatr i słońce.
Jak na źródło energii, które jest czyste i odnawialne – nie zanieczyszcza powietrza, ponieważ nie są spalane żadne paliwa, i jest odnawialne, ponieważ wykorzystuje obieg wody w Ziemi do generowania energii elektrycznej – można by pomyśleć, że energia wodna otrzyma tyle samo uwagi i inwestycji, co inne niewęglowe źródła energii. Jednak ogólnie rzecz biorąc, energia wodna nie jest uznawana za energię odnawialną ani w większości stanów, ani przez rząd federalny. Nasuwa się więc pytanie, czy energia wodna jest energią odnawialną, czy nie? Odpowiedź na to pytanie jest kluczowa, ponieważ stanowi podstawę polityki państw w zakresie realizacji ambitnych celów związanych z energią odnawialną.
Czytaj resztę tego wydania magazynu.
Energia wodna ma w USA ponad 100 lat. Pierwsza zapora wykorzystująca hydrauliczne turbiny reakcyjne do wytwarzania energii elektrycznej powstała w 1882 roku na rzece Fox w Appleton, Wis. W tamtych czasach było to rewolucyjne rozwiązanie, a rezultaty były tak imponujące, że zapoczątkowało to gorączkę budowania zapór: Od 1905 do 1930 roku powstało kilka dużych, kultowych zapór, w tym słynne zapory Hoovera i Roosevelta na zachodzie. W tym czasie prawie 40 procent krajowej energii elektrycznej pochodziło z elektrowni wodnych.
W połowie ubiegłego stulecia rozwój energetyki wodnej za pomocą zapór zaczął słabnąć, ponieważ inne formy wytwarzania energii – energia jądrowa, gaz ziemny, węgiel – nabrały rozpędu. Obecnie energia wodna stanowi zaledwie około 6 procent amerykańskiej energii elektrycznej, a najwięksi producenci energii wodnej znajdują się na Zachodzie: Waszyngtonie, Kalifornii i Oregonie. Poza Stanami Zjednoczonymi, energia wodna stanowi 16 procent światowej produkcji energii elektrycznej.
Istnieje kilka rodzajów instalacji hydroelektrycznych, ale wszystkie są zasilane energią kinetyczną płynącej wody, która przemieszcza się w dół rzeki. Turbiny i generatory wychwytują i przekształcają tę energię w energię elektryczną, która jest następnie wprowadzana do sieci elektrycznej. Woda jako taka nie ulega redukcji ani zużyciu w tym procesie, a ponieważ jest to nieskończony, stale uzupełniający się system, Agencja Ochrony Środowiska uznaje energię wodną za energię odnawialną.
Ale nie przez wszystkich jest ona uznawana za odnawialną. Pochodzi ona z „dość istotnym bagażem środowiskowym”, mówi John Seebach, starszy dyrektor ds. federalnego zarządzania rzekami w grupie ochrony przyrody American Rivers. „Niechęć do nazywania energii wodnej energią odnawialną opiera się na wpływie zapór na łowiska i przepływy wody.”
Kilka dużych zapór blokuje migrującym rybom dostęp do ich tarlisk. Zbiorniki zaporowe wpływają na przepływy, temperatury i ładunki mułu w rzekach i strumieniach. Przez lata czynniki te drastycznie zmniejszyły populacje ryb. Swego czasu rzeka Klamath w Oregonie i Kalifornii miała milionowe stada łososi. Budowa czterech zapór wzdłuż rzeki zredukowała liczebność ryb do ułamka tej liczby.
Dlatego w większości stanów energia wodna nie jest uwzględniana w mandatach przedsiębiorstw energetycznych dotyczących energii odnawialnej – a także dlatego, że jest jej już tak dużo. W ponad 30 stanach obowiązują standardy portfela energii odnawialnej (RPS), które wymagają od przedsiębiorstw energetycznych generowania określonego procentu energii ze źródeł odnawialnych. Uwzględnienie całej energii wodnej znacznie zmniejszyłoby wpływ tych standardów, szczególnie w stanach, w których energia wodna już dostarcza znaczną ilość energii elektrycznej. W tych stanach, jak twierdzą eksperci, liczenie jej zniechęciłoby do rozwoju nowych źródeł odnawialnych. Podobnie, gdyby hydroenergia została sklasyfikowana jako odnawialna, niektóre stany musiałyby zresetować swoje cele, a te mogłyby okazać się nierealistycznie wysokie.
Chcesz więcej energii & wiadomości środowiskowych? Kliknij tutaj.
Kalifornia, drugi co do wielkości producent hydroelektryczny w USA, wyznaczyła cele dla odnawialnych źródeł energii w 2002 i 2011 roku. Przedsiębiorstwa użyteczności publicznej w tym stanie będą zobowiązane do wytworzenia jednej trzeciej energii z takich źródeł do 2020 roku. Jednak stan ten ustalił limit wliczania energii wodnej. Pozwala on przedsiębiorstwom na wliczanie do mandatu odnawialnego tylko energii wodnej produkowanej przez mniejsze projekty hydroenergetyczne – te, które mogą produkować 30 megawatów lub mniej. W zeszłym roku projekt ustawy w Zgromadzeniu Kalifornijskim proponował, aby przedsiębiorstwa mogły liczyć również duże obiekty hydroenergetyczne.
Sierra Club i organizacja non-profit Watchdog o nazwie The Utility Reform Network (TURN) sprzeciwiły się temu projektowi. TURN napisał, że zmiana przepisów „skutecznie zmniejszyłaby cele RPS dla przedsiębiorstw, które posiadają w swoich portfelach duże elektrownie wodne i znacząco osłabiłaby wpływ programu RPS na rozwój nowych projektów energii odnawialnej w Kalifornii i na Zachodzie”. Grupa oszacowała, że zmiana zasad obniży cel Kalifornii w zakresie energii odnawialnej z 33 procent do 30 procent – a może nawet więcej, jeśli przedsiębiorstwa będą mogły zwiększyć import energii wodnej z sąsiednich stanów. Ostatecznie, ustawa nie udało się zrobić to z komisji.
California obecne rozróżnienie na wielkość odzwierciedla podobne polityki w innych stanach. W całym kraju duże obiekty hydroenergetyczne nie są zazwyczaj zaliczane do celów związanych z energią odnawialną. Jednak każdy stan wlicza część energii wodnej do swojego RPS. Sposób liczenia jest jednak różny w poszczególnych stanach. Michigan i Missouri, na przykład, nie liczą energii wodnej, jeśli wymaga ona budowy nowych lub znacznej rozbudowy istniejących tam. Kalifornia i Iowa uwzględniają tylko energię produkowaną przez małe elektrownie wodne. Natomiast Ohio pozwala przedsiębiorstwom energetycznym liczyć energię tak długo, jak długo obiekty nie są szkodliwe dla ryb, dzikich zwierząt lub jakości wody.
Ale niektóre grupy, takie jak National Hydropower Association i Heartland Institute, konserwatywny think tank, twierdzą, że jeśli państwa chcą osiągnąć swoje cele w zakresie energii odnawialnej, wszystkie elektrownie wodne powinny się liczyć. „Jeśli ustawodawcy chcą obniżyć koszty energii, zachęcić do innowacji i zmniejszyć emisję, powinni uchylić wszystkie mandaty i subsydia oraz stworzyć równe szanse dla wszystkich źródeł energii” – napisał niedawno Taylor Smith, analityk instytutu. „Rząd nie powinien wybierać zwycięzców i przegranych, zwłaszcza na arenie energetycznej”. Jeśli państwa uwzględniłyby wszystkie źródła odnawialne w mandatach RPS, grupy te twierdzą, że zasadniczo stworzyłyby presję konkurencyjną na wiatr i energię słoneczną, aby obniżyć koszty i zwiększyć skalę.
Poza tym, zwolennicy argumentują, energia wodna ma wiele zalet. Jest ona nie tylko czysta i odnawialna, ale także niezbędna dla nowych, „nieciągłych” źródeł odnawialnych, takich jak wiatr i słońce. Moc elektrowni wodnych może być szybko i łatwo zwiększana lub zmniejszana, aby utrzymać sieć elektryczną w równowadze, gdy dzienna dawka słońca i wiatru waha się i słabnie. Co więcej, woda z rzek jest zasobem wyłącznie krajowym, co oznacza niemal całkowity brak konfliktów z zagranicznymi dostawcami i brak przerw w dostawach spowodowanych strajkami pracowniczymi lub problemami transportowymi za granicą. Według Pacific Northwest Waterways Association, turbiny wodne są w stanie przetworzyć 90 procent dostępnej energii na elektryczność. Jest to bardziej wydajne niż jakakolwiek inna forma wytwarzania energii, w tym nawet najlepsza elektrownia na paliwa kopalne, która jest tylko około 50 procent wydajna.
Prezydent Obama mógł nie wspomnieć o energii wodnej w swoim przemówieniu w czerwcu, ale jest to wspomniane w jego Climate Action Plan. Administracja zgadza się ze zwolennikami, że hydroenergia jest niezbędna do osiągnięcia celów związanych z energią odnawialną, które mają się podwoić do 2020 roku. W tym celu Obama chce zachęcać do rozwoju energetyki wodnej przy istniejących tamach. W całym kraju istnieje ponad 80 tys. zapór, a tylko około 3 proc. z nich jest wykorzystywanych do produkcji energii elektrycznej. Administracja postrzega to jako okazję do rozszerzenia zakresu energii odnawialnej poprzez dodanie generatorów lub modernizację istniejących tam nie zasilanych energią elektryczną.
Wszystkie strony generalnie zgadzają się co do jednego punktu: Nie ma potrzeby budowania nowych zapór w celu pozyskiwania energii. Jak widzą to ekolodzy, bardziej sensowne jest zachęcanie operatorów zapór do maksymalizacji wydajności. „Naszym zdaniem jest to najlepsze rozwiązanie” – mówi Seebach z American Rivers. „Tamy już tam są.”
Co więcej, dodaje, „technologia łagodzenia szkód tam jest o wiele lepsza niż 20 czy 30 lat temu”. Weźmy na przykład przepławki dla ryb. Przez lata kilka agencji federalnych nadzorowało budowę przepławek dla ryb przy zaporach wzdłuż rzek Columbia i Snake w stanie Waszyngton, największego producenta amerykańskiej energii hydroelektrycznej. W lipcu, Bonneville Power Administration, U.S. Army Corps of Engineers i U.S. Bureau of Reclamation wydała projekt oceny ich postępów w odniesieniu do populacji łososia. Do tej pory, to mówi, są na torze do spełnienia indywidualnych celów przeżycia zapory 96 procent wiosną i 93 procent w lecie.
Nowa technologia pomaga produkować inne miejsca hydroenergetyczne. Bureau of Reclamation opublikowało w kwietniu raport opisujący szczegółowo, w jaki sposób ponad 500 kanałów może zostać wykorzystanych do produkcji nowych dostaw energii elektrycznej. W Yakima, w stanie Waszyngton, biuro eksperymentuje z turbiną hydrokinetyczną, opisywaną przez niektórych jako 15-stopowy zwój żółtej taśmy klejącej. W zeszłym roku została ona zrzucona na betonowe dno Kanału Roza. Gdy woda płynie w dół kanału, turbina obraca się, co z kolei generuje energię elektryczną. Biuro testuje turbinę, aby upewnić się, że nie utrudnia ona przepływu wody i nie wpływa na jej jakość, ale pomysł jest taki, że takie urządzenia mogłyby być umieszczane w rozlewiskach i stacjach uzdatniania wody. Te małe turbiny są postrzegane jako największy i najważniejszy rosnący element w hydroenergetyce.
Ale wielkość projektu jest słabą miarą jego wpływu na środowisko, twierdzą krytycy. „To zależy od tego, jak się go eksploatuje” – mówi Seebach. Wskazuje on na projekt na rzece Penobscot w stanie Maine jako dobry przykład zrównoważenia wielkości i działania. Dzięki porozumieniu pomiędzy przedstawicielami przemysłu, narodem Indian Penobscot i urzędnikami państwowymi, trzy tamy zostały wyłączone z eksploatacji, a na innej zainstalowano lepsze przejścia dla ryb. W 2012 roku usunięto tamę Great Works Dam, a w lipcu 2013 roku rozpoczęto niszczenie tamy Veazie Dam. Trzecia zapora jest w trakcie likwidacji. W tym samym czasie zwiększono zdolność generowania energii elektrycznej przez pozostałe tamy, aby nie dopuścić do utraty mocy. Usunięcie tamy Veazie Dam pozwoli na swobodne przejście łososia atlantyckiego i 11 innych gatunków do 1000 mil wód śródlądowych idealnych do tarła i wychowania.
Ale rozwiązanie Penobscot może być jednym z kilku wyjątków, które potwierdzają regułę. W obecnej sytuacji energetyka wodna nadal tkwi w tyle za energetyką wiatrową i słoneczną, siedząc w czyśćcu pomiędzy byciem akceptowanym jako energia odnawialna, a nie uznawanym za taką. To jest właśnie sedno dylematu związanego z energetyką wodną. Jest ona czysta i odnawialna. Jednocześnie nie pozostaje bez wpływu na środowisko. Ale skoro państwa wyznaczają coraz ambitniejsze cele w zakresie czystej energii, czy hydroenergia może być nadal zaniedbywana?
Nie jest to kwestia albo-albo, twierdzą zwolennicy grup ochrony przyrody, takich jak American Rivers i Trout Unlimited. Nie są oni przeciwni energii wodnej, chcą tylko, aby była ona wykorzystywana właściwie. „Nie wszystkie elektrownie wodne są sobie równe” – mówi Kate Miller, doradca ds. zachodniej energii i wody w Trout Unlimited. „Istnieją dobre projekty i wiele złych, jeśli chodzi o wpływ na środowisko. Ostatecznie, celem rozwoju odnawialnych źródeł energii jest zminimalizowanie śladu ekologicznego.”
.