Vesivoimalaitoksen rakentaminen aiheuttaa peruuttamattomia sosio-ympäristövaikutuksia
Dan Meyers Unsplash-kuvassa
Vesivoimalaitos muodostuu joukosta töitä ja laitteita, joita käytetään sähköenergian tuottamiseen joessa olevan hydraulisen potentiaalin avulla. Tämän voiman tarjoaa joen virtaus ja olemassa olevan epätasaisuuden keskittyminen sen suuntaan, joka voi olla luonnollinen tai rakennettu patojen muodossa tai ohjaamalla joki sen luonnollisesta pohjalta säiliöiden muodostamiseksi. Huolimatta siitä, että sähkön tuottamiseen käytetään uusiutuvia energialähteitä, vesivoimalaitos aiheuttaa peruuttamattomia sosiaalisia ja ympäristövaikutuksia alueella, johon se on asennettu.
Mikä on vesivoimala?
Vesivoimala on insinöörityö, joka käyttää veden voimaa sähkön tuottamiseen. Se tunnetaan myös vesivoimalaitoksena tai vesivoimalana, se on suuri rakenne, joka hyödyntää jokien liikkumista saadakseen sähköä. Vesivoimalaitoksen asentaminen vaatii kuitenkin monimutkaisia suunnittelutöitä, jotka aiheuttavat alueelle useita sosio-ympäristövaikutuksia.
Kuinka vesivoimalaitos toimii?
Sähkön tuottamiseksi vesivoimalaitoksessa on välttämätöntä, että jokivirta, maan epätasaisuus ja käytettävissä olevan vesimäärän välillä on integroitu. Lyhyesti sanottuna säiliöön varastoitu vesi kanavoidaan ja johdetaan suuriin turbiiniin. Tämän veden virtaus saa turbiinit kääntymään ja käynnistämään generaattorit, jotka tuottavat sähköä.
Siten mekaaninen energia muuttuu veden liikkeestä sähköenergiaksi. Muunnettuaan sähköenergiaksi muuntajat lisäävät kyseisen energian jännitettä antaen sen kulkea lähetysvirtojen läpi ja saavuttaa sähköenergiaa tarvitsevat laitokset.
Vesivoimalaitoksen järjestelmä koostuu:
Pato
Paton tarkoituksena on keskeyttää joen luonnollinen kierto luomalla vesisäiliö. Tämän resurssin varastoinnin lisäksi säiliö luo vesirakon, sieppaa veden riittävässä määrin sähköenergian tuottamiseksi ja säätelee jokien virtausta sateen ja kuivuuden aikana.
Vedenottojärjestelmä
Tämä järjestelmä koostuu tunneleista, kanavista ja metallikanavista, jotka vievät veden voimalaitokseen.
Voimanpesä
Juuri tässä järjestelmän osassa turbiinit sijaitsevat kytkettynä generaattoriin. Tämän instrumentin avulla turbiinien liike voi muuntaa veden liikkeen kineettisen energian sähköenergiaksi. Turbineja on useita tyyppejä, joista tärkeimmät ovat pelton, kaplan, francis ja polttimo. Kullekin vesivoimalaitokselle sopivin turbiini riippuu putoamisen korkeudesta ja joen virtauksesta.
Pakokanava
Turbiinien läpikäynnin jälkeen vesi palautetaan joen luonnolliseen pohjaan poistumiskanavan kautta. Poistokanava sijaitsee voimalaitoksen ja joen välissä ja sen koko riippuu voimalaitoksen ja kyseessä olevan joen koosta.
Spillway
Roiskeveden kautta vesi pääsee poistumaan, jos säiliön taso ylittää suositellut rajat, mikä normaalisti tapahtuu sateiden aikana. Vuoto aukaistaan, kun sähkön tuotanto on heikentynyt, koska vedenpinta on ihanteellisen tason yläpuolella; tai välttää ylikuormitusta ja tulvia kasvin ympärillä, yleisiä tapahtumia hyvin sateisina aikoina.
Vesivoimalaitosten tyypit
Run-of-jokilaitos
Perinteisten vesivoimalaitosten rakentamisen aiheuttamien menetysten välttämiseksi luotiin jokiradat, kestävämpi vaihtoehto, joka ei käytä suuria vesisäiliöitä, mikä vähentää patojen rakennetta ja tulvien kokoa. Tässä mallissa jokien virran voimaa käytetään energian tuottamiseen ilman, että vettä on varastoitava.
Kasvien, kuten Santo Antônio ja Jirau, Madeira-joen varrella, ja Belo Monten, Pará, rakenteet perustuvat joenlaskukonseptiin. Vaikka ne eivät vaadi suuria säiliöitä, nämä laitokset ylläpitävät vähimmäisvarantoa toiminnan ja vakauden takaamiseksi.
Huolimatta siitä, että jokivarrella on sosioympäristöetuja, se vähentää maan energiavarmuutta. Tämä johtuu siitä, että pitkittyneen kuivuuden aikana nämä rakenteet voivat loppua vedestä sähkön tuottamiseksi, koska niiden pienikokoiset säiliöt eivät salli käyttöä pitkään.
Asiantuntijoiden mukaan vaihtoehto näiden laitosten rajallisen potentiaalin kompensoimiseksi on sijoittaa täydentäviin lähteisiin. Näin ollen aikoina, jolloin joen vesivoimalaitokset toimivat pienellä kapasiteetilla, voidaan käyttää energiantuotantoa tuuli- tai aurinkolähteiden kautta, mikä takaa energiantuotannon ja tasapainottaa kunkin aiheuttamat vaikutukset.
Kasvit, joissa on kerääntymissäiliöitä
Akkumulointisäiliöillä varustetut vesivoimalat varastoivat vettä ja säätelevät sen toimintaa vastaamaan energiantarpeita. Varastokapasiteetti saadaan tehtaan ylävirtaan sijaitsevan padon avulla, ja sen kapasiteetista riippuen puhutaan kausiluonteisesta, vuosittaisesta ja yli-vuotuisesta sääntelystä.
Vesivoimalaitokset Brasiliassa
Brasilia on kolmanneksi suurin vesivoiman tuottaja maailmassa Kanadan ja Yhdysvaltojen jälkeen. Lisäksi se on kolmas maa, jolla on suurin hydraulipotentiaali Venäjän ja Kiinan takana. Noin 90% Brasiliassa tuotetusta sähköstä tulee vesivoimaloista.
Brasiliassa on hajallaan yli 100 vesivoimalaa. Niistä viisi erottuu kyvystään tuottaa sähköä:
- Itaipu Binacionalin vesivoimala: sijaitsee Paraná-joen varrella ja kattaa osan Paranán osavaltiosta ja osan Paraguaysta;
- Belo Monten vesivoimala: sijaitsee Xingu-joen varrella Pará-alueella;
- Tucuruí-vesivoimala: sijaitsee Tocantins-joen varrella, myös Parán osavaltiossa;
- Jirau-vesivoimala: sijaitsee Madeira-joen varrella Rondôniassa;
- Santo Antônion vesivoimala: sijaitsee Madeira-joen varrella, myös Rondôniassa.
Uteliaisuudet
- Maailman suurin vesivoimala on Kiinassa sijaitseva Kolmen rotkon tehdas;
- Amerikkalainen rakennusinsinöörien seura (ASCE) piti Itaipun laitosta yhtenä "modernin maailman seitsemästä ihmeestä". Se on maailman toiseksi suurin vesivoimalaitos, ja se tuottaa 20% Brasilian kysynnästä ja 95% Paraguayn sähkön kysynnästä.
- Noin 20% maailmanlaajuisesti tuotetusta sähköenergiasta tulee vesivoimaloista.
Vesivoimalaitoksen sosio-ympäristövaikutukset
Vaikka vesivoimaa pidetään uusiutuvana energialähteenä, Aneelin raportissa todetaan, että sen osallistuminen maailman sähkömatriisiin on vähäinen ja on yhä pienempi. Tällainen kasvava kiinnostuksen puute johtuisi negatiivisista ulkoisvaikutuksista, jotka johtuvat tämän kokoisten hankkeiden toteuttamisesta raportin mukaan.
Yksi vesivoimalaitoksen käyttöönoton kielteisistä vaikutuksista on muutos, jonka se aiheuttaa alueella asuvien ihmisten elämäntavoissa. On tärkeää huomata, että nämä yhteisöt ovat usein perinteisiksi väestöryhmiksi määriteltyjä ihmisryhmiä (alkuperäiskansat, quilombolat, Amazonin jokirannan yhteisöt ja muut), joiden selviytyminen riippuu asuinpaikkansa, erityisesti jokien, resurssien käytöstä kulttuurijärjestys alueen kanssa.
Onko vesivoimalassa tuotettu energia puhdasta?
Huolimatta siitä, että vesivoimaa pidetään puhtaana energialähteenä, se vaikuttaa hiilidioksidin ja metaanin päästöihin. Nämä kaksi kaasua lisäävät ilmaston lämpenemistä.
Hiilidioksidipäästöt (CO2) johtuvat säiliöiden vesitason yläpuolelle jäävien puiden hajoamisesta, ja metaanin (CH4) vapautuminen tapahtuu hajoten säiliön pohjassa olevaa orgaanista ainetta. Vesipatsaan kasvaessa myös metaanin (CH4) pitoisuus kasvaa. Kun vesi saavuttaa laitoksen turbiinit, paine-ero aiheuttaa metaanin vapautumisen ilmakehään. Metaania vapautuu myös vesireitille laitoksen vuotoalustan kautta, jolloin paine- ja lämpötilamuutoksen lisäksi vettä ruiskutetaan pisaroina.
Koska metaania ei sisällytetä fotosynteesiprosesseihin, sen katsotaan olevan haitallisempaa ilmaston lämpenemiselle hiilidioksidiin verrattuna. Tämä johtuu siitä, että suuri osa päästetystä hiilidioksidista neutraloidaan säiliössä tapahtuvien absorptioiden avulla.
Eläimistölle ja kasvistolle aiheutuneet vahingot
Vesivoimalaitoksen rakentamisen tärkeimmät vaikutukset paikalliseen eläimistöön ja kasvistoon ovat:
- Luonnollisen kasvillisuuden tuhoaminen;
- Jokien sängyn kallistus;
- Esteiden romahtaminen;
- Kalalajien sukupuutto muuttoliike- ja lisääntymisprosesseihin (pirasema) puuttumisen vuoksi.
- Veden happamoituminen, kun laitoksen säiliöön käytettävää aluetta ei ole puhdistettu kunnolla;
- Natiivin vesi- ja maan kasviston ja eläimistön menetys;
- Seismisten aktiviteettien esiintyminen veden painosta johtuvalla kivisellä alustalla;
- Säiliöveden muutokset, jotka liittyvät lämpötilaan, hapetukseen (liuennut happi) ja pH-arvoon (happamoitumisen esiintyminen);
- Vesien pilaantuminen, saastuminen ja myrkyllisten aineiden kulkeutuminen säiliöihin torjunta-aineiden, rikkakasvien torjunta-aineiden ja sienimyrkkyjen virralla jo olemassa olevilta viljelmiltä tulvan alueella
- Eksoottisten lajien tuonti säiliöihin tasapainossa vesistöalueiden ekosysteemien kanssa;
- Rantametsän poisto;
- Ammattilaisten kalastajien tai vapaa-ajan harrastusten lisääntyminen
- Fyysisen esteen toteuttaminen, joka estää lajien kausittaista muuttoliikettä häiritsemällä ekosysteemin tasapainoa.
- Tulvan kasvillisuuden aiheuttama hiilidioksidin sitomisen väheneminen lisää kasvihuoneilmiötä.
Maaperän menetys
Tulva-alueen maaperä muuttuu käyttökelvottomaksi muihin tarkoituksiin. Tästä tulee keskeinen kysymys pääasiassa tasaisilla alueilla, kuten Amazonin alueella. Koska laitoksen tehon antaa jokivirtauksen ja maaston epätasaisuuksien suhde, jos maastossa on vähän epätasaisuuksia, on varastoitava suurempi määrä vettä, mikä tarkoittaa laajaa säiliöaluetta.
Muutokset joen hydraulisessa geometriassa
Jokilla on yleensä dynaaminen tasapaino päästöjen, keskimääräisen veden nopeuden, sedimentin kuormituksen ja pohjan morfologian välillä. Säiliöiden rakentaminen vaikuttaa tähän tasapainoon ja aiheuttaa siten hydrologisen ja sedimenttisen järjestyksen muutoksia paitsi patoalueella myös ympäröivällä alueella ja padon alla olevassa sängyssä.
Tällä tavoin vesivoimalaitosten muodostuminen saavuttaa yleensä hedelmällisempiä maita ja peltoa, hajoten paikallisen väestön, joka menettää historialliset ominaisuutensa, kulttuurisen identiteettinsä ja suhteensa paikkakuntaan, muutosten lisäksi vesiekosysteemeissä sekä kasviston ja eläimistön tuhoutumisen. eläimistön.
