Експерт: Язовирите са източник на възобновяема енергия, но хидроенергийният сектор се нуждае от трансформация

Язовирите са източник на възобновяема енергия, но хидроенергийният сектор се нуждае от трансформация, за да изпълни целите на устойчивото развитие, коментира в анализ за climateka.bg Радина Калдамукова, магистър по геоекология от университета в град Тюбинген, Германия. Участник в програмата за експерти в областта на климатичните промени „Pioneers into practice“, организирана от най-голямото публично-частно партньорство в Европа в сферата на климата – Climate-KIC. 

Премахването и модернизирането на стари язовири е една от новите тенденции и стратегии за проактивно и устойчиво управление на водите, които се наблюдават в Северна Америка и Европа. Проактивните усилия за управление на водите и влажните зони ще сведат до минимум рисковете за екосистемите и хората. Те също така ще спестят много разходи в сравнение с реактивните усилия, предприети само след като възникнат природни бедствия и като резултат от променящ се климат. Природно-базираните решения като например опазването и  възстановяване на екосистемите, могат да допринесат с 37% към адаптационните мерки в борбата с климатичните промени, необходими  да задържат глобалното затопляне в рамките на 2℃ до 2030 г. –  това е и целта, която си поставя Парижкото споразумение. 

Причините за премахването на старите язовири са най-разнообразни, но най-съществените са, че много от тях, построени преди 1950 г., са в края на полезния си живот, ремонтът им би бил твърде скъп, а и вече не служат на първоначалната си цел, заедно с нарастващите неприемливи негативни социални и екологични ефекти. Европейските страни с благоприятна топография и разпределение на валежите, като Франция и Швейцария, продължават да поддържат енергията от ВЕЦ като важна част от своя енергиен микс чрез технологични иновации в съществуващите язовири. Въпреки това, досега са премахнати 4984 язовира в Швеция, Испания, Португалия, Обединеното кралство, Швейцария и Франция и други държави в Европа и броят на премахнатите язовири продължава да расте. 

Кои са част от проблемите, свързани с експлоатацията на стари язовири?

Язовирите не са водопади. Те имат продължителност на живота и се нуждаят от периодична поддръжка и ремонт, за да се избегнат срутванията на язовирната стена. Вероятно са достигнали високи скорости на утаяване, което може да застраши структурната им цялост. В резултат на текущите и бъдещи смущения, свързани с изменението на климата и прогнозираните тежки валежи, те представляват сериозна заплаха за хората, селищата и инфраструктурата.
Обществеността много пъти пренебрегва голямата опасност, свързана с някои малки язовири и бентове. В Съединените щати някои малки водоеми са известни като „машини за удавяне“, тъй като хидравличният прорез, създаден точно под преградите, засмуква плувци, рибари и каякари, когато се опитват да пресекат преливника.

Фигура 1. Премахване на язовир в Европа – 36 метровия Vezins и „освобождаване“ на река Sélune, Франция, © Roberto Epple / ERN.

Възобновяемата енергия невинаги е „зелена“ енергия или как язовирите променят екосистемите 

Водата е живот – и тъй като язовирите блокират водата, това се отразява на живота надолу по течението, както за екосистемите, така и за хората.

В днешно време в Северна Америка и Европа се премахват все повече язовири, отколкото се строят нови такива. Хидроенергийната индустрия се преориентира към изграждането на язовири в развиващия се свят и от 70-те години на миналия век започва да строи още по-големи водноелектрически централи на реките Меконг, Амазонка и Конго. Повтарят се едни и същи проблеми: нарушаване на речната екология, обезлесяване, загуба на водно и сухоземно биоразнообразие, отделяне на значителни парникови газове, изместване на хиляди хора и промяна на поминъка им, както и въздействие върху хранителните системи, качеството на водата и селското стопанство в близост до тях.

Язовири, изменение на климата и промяна в земеползването

През 2016 г. Бриджет Диймър (научен сътрудник в U.S. Geological Survey) и Джон Харисън (професор в департамента по Околна среда в университета WSU Vancouver) събират и анализират резултатите от повече от 100 проучвания на парникови емисии от над 250 язовира по целия свят. В него те установяват, че язовирите са отговорни за приблизително 1,3% от годишните антропогенни емисии на парникови газове в света. Също така в проучването се подчертава, че бъдещите язовири ще имат по-голямо екологично въздействие от очакваното, до голяма степен защото отделят много повече метан, отколкото се смяташе преди. 

Някои парникови газове, включително въглероден диоксид и диазотен оксид, лесно се разтварят във вода и след това се издигат в атмосферата равномерно. Метанът, напротив, често се появява на повърхността в спорадични мехурчета. Това затруднява получаването на ясна картина колко от него се образува в язовирите. Използването на нови инструменти, като специален сонар за проследяване на метанови мехурчета, обаче, са спомогнали за измерването му. Учените заключават, че всеки квадратен метър от язовирната повърхност отделя 25% повече метан в атмосферата, отколкото се смяташе досега. 

Замерванията на метан могат да помогнат при вземането на решения къде да се изгради бъдещ язовир

Тези нови замервания на метан могат да помогнат при вземането на решения къде да се изгради бъдещ язовир. Така например, язовири на речни системи с по-малко хранителни вещества за подхранване на растежа на водораслите биха могли да произвеждат по-малко метан, отколкото язовири, разположени върху води, по-богати на хранителни потоци. Резултатите също подчертават важността на добавянето на язовирните емисии към изчисленията, които страните правят, за да определят общите си емисии 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, https://doi.org/10.1093/biosci/biw117

Новите хидроенергийни проекти в развиващите се страни изглежда пренебрегват сценариите за изменение на климата.
В Северна Америка и Европа някои язовири (напр. язовир Хувър в САЩ) вече поставят нови турбини на по-ниска височина, за да се подготвят за прогнозиран бъдещ недостиг на вода в река Колорадо поради изменението на климата.

В езерото Мийд, което съхранява водата за язовир Хувър, е наблюдаван 40% спад в нивото на водата и въпреки технологичните подобрения, неговата пикова мощност е намалена от 2 на 1,5 GW. 

Според скорошна прогноза на Администрацията за енергийна информация на САЩ, по-голямата част от новоинсталираната възобновяема енергия в света през следващите 25 г. ще идва от водноелектрически централи, предимно в развиващия се свят. Тук въздействията от изменението на климата вече се усещат, но отново не се разглеждат от строителите на язовири. Язовирът Бело Монте на река Шингу (Xingu), десен приток на р. Амазонка, завършен през 2016 г., също ще произвежда по-малко енергия от първоначалните прогнози. Това се дължи на промени в климата като недостатъчни водни нива през 10 от 12 месеца в годината и сравнително малък резервоар, който ще произвежда само 4,46 от първоначално планираните 11,23 GW. 

Фигура 3. Язовир Хувър в САЩ, Източник: Pixabay 

Строителството на язовири често не отчита и ефекта от промяната в земеползването върху хидроенергийния потенциал на язовирите. 
Учени от Amazon Environmental Research Institute изследват загубата на потенциал за производство на енергия при сценарии на обезлесяване в басейна на река Амазонка. За същата река Шингу (Xingu) с язовир Бело Монте, те изчисляват, че около 38% от прогнозите за енергийните мощности могат да бъдат намалени поради очакваното обезлесяване. Също така генерираната енергия може да падне под половината от инсталирания капацитет за всички, освен за 2 месеца от годината.

Регионалното обезлесяване може да повлияе негативно върху количеството на валежите и почвената влага във влажни тропически горски райони и с това да ограничи производството на хидроенергия. Причината е, че половината от валежите в басейна на Амазонка се дължат на вътрешно рециклиране на водата. Експертите са на мнение, че трябва да се обмислят алтернативи, които могат да се справят с ограниченото производство на енергия в години на суша. Неотдавнашна оценка установява, че най-добрите сценарии включват бързо развитие на вятърна, слънчева и енергия от биомаса, за да се допълни съществуващата инсталирана хидроенергийна мощност.

С нарастващото население и търсенето на храна ще са необходими повече язовири и резервоари за съхранение

Международната комисия по големите язовири дава определение за „големи язовири“ като такива с височина от 15 м или повече от най-ниския фундамент до гребена или язовир между 5 и 15 м, задържащ повече от 3 милиона м3 вода. Язовири са строени в продължение на хиляди години, но повечето големи съоръжения са изградени през последните 60 г. и според текущите оценки в момента има около 58 000 от тях по света. 

Близо 50% от големите язовири в света са построени предимно за напояване, като се смята, че пряко допринасят за водата, която поддържа 12 – 16% от световното производство на храни. С нарастващото население и търсенето на храна, което се очаква да се увеличи със 70% до 2050 г., ще са необходими повече язовири и резервоари за съхранение, за да се поддържа увеличено напояване. Освен това хидроенергията допринася за около 70% от световното производство на електроенергия от възобновяеми източници, което от своя страна в момента съставлява 24% от световното производство на електроенергия. Въпреки това се смята, че в момента се експлоатира само 22% от технически осъществимия хидроенергиен потенциал в света. С очаквано нарастване на търсенето на енергия от 56% между 2010 и 2040 г. и необходимостта повече от това да бъде от възобновяеми източници, е вероятно през следващите десетилетия да бъдат построени повече и по-големи язовири.

Дали обаче построяването на още (големи) язовири е решението за справяне с

очакваните екстремни суши и екстремни наводнения?

Според Ерика Гийс, независим журналист, който отразява научни теми в сферата на околната среда в New York Times, Scientific American, Nature, Ensia, The Economist, National Geographic и др. издания, честите и продължителни засушавания, както и наводненията са резултат именно от инфраструктурни решения, които имат за цел да контролират водата и да поддържат неустойчиви земеделски практики.  

Инфраструктурните решения са доставили вода на 20% от хората, но 24% от хората са загубили вода

В нейното независимо изследване тя проучва начините, чрез които сме променили естествената хидрология на водните ресурси. Така например, до този момент са пресушени 87% от влажните зони в света, променя се ландшафтът и се застрашава биоразнообразието чрез изграждане на язовири, диги и канали; отклонени са 2/3 от най-големите реки в света. Всички тези практики са резултат от желанието да се контролира водата. В развитите общества е общоприето схващане, че водата е или стока, или заплаха, което води до изграждане на язовири, диги и други съоръжения.

Но тази вода трябва да дойде отнякъде и през 2017 г. се публикува проучване в списание Nature, което показва, че 20% от хората по света са получили вода, докато 24% са загубили вода от такъв вид интервенции за период от 40 г.

Така че разпределението на водата е въпрос на екологична справедливост.

Повечето от реките са откъснати от техните заливни низини. Хората, разбира се, се нуждаят от вода и затова в миналото е имало тенденция да се заселват покрай реките. Но поради желанието да са възможно най-близо до реката, това довежда до изграждане на диги и често изправяне на коритата на реките, така че да текат като прав канал, а не следвайки S-образна крива. Това създава предпоставки за много „бърза“ вода, а тя пък на свой ред завлича със себе си речните седименти и наноси. Това вреди на рибите, защото се нарушават местообитанията, където те могат да снесат яйцата си.

Проучване от 2018 г. прогнозира, че рибните запаси в река Меконг в Азия могат да намалеят с 40% в резултат на проекти на язовири – с последици не само за биоразнообразието, но и за хората, чийто живот и поминък зависят от риболова.

За да се избегнат щетите за биоразнообразието, се изграждат различни структури, наречени рибни пасажи, чието предназначение е да прекарват рибите през язовирните стени и да им осигурят по-лесен достъп до места нагоре по течението, където много от тях хвърлят хайвера си или търсят храна. Нов анализ показва обаче, че те не винаги работят така както се предполага, и рибите не стигат до мястото, където трябва.

Язовир Железни врата и нарушаване на миграцията на дунавската есетра

Изграждането на язовирни стени ограничава пространството на рибите и те не могат да завършат своята миграция успешно, за да хвърлят хайвера си. Пространственото ограничение на популацията на есетрови риби бива засегната от близкородствено кръстосване и загуба на генетично разнообразие.

„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) между Румъния и Сърбия и се състои от два основни язовира – “Железни врата” I и II, построени съответно през 1972 г. и 1985 г. Той ограничава миграцията на есетрите, изолирайки ключови места за хвърляне на хайвер в средното течение на р. Дунав. “Железни врата” се експлоатира съвместно от Румъния и Сърбия. Уловът на моруна (Huso huso) и руска есетра (Acipenser gueldenstaedti) достига рекордни стойности след изграждането на хидровъзела при “Железни врата” поради големия брой мигриращи есетри, които са хванати като в капан под язовира. В периода 1972 — 1976 г. са били уловени 115,7 тона моруна и руска есетра, увеличение от почти 25% за този петгодишен период в сравнение с периода преди построяването на язовира. 

Хидровъзелът при “Железни врата” не разполага с технически съоръжения като каскади или околовръстни канали, които да подпомогнат миграцията на рибите. WWF България си поставя за цел да подкрепя инициативите на Международната комисия за защита на река Дунав (ICPDR), част от стратегията на ЕС за региона на река Дунав (EUSDR). Една от целите е хидровъзелът „Железни врата“ да стане проходим за есетровите риби. Това би било от ключово значение за опазването на дунавските есетри и би допринесло за двойното разширяване на местообитанието им, като добави близо 1000 км от свободно течащи води на р. Дунав към ареала им. 

ВЕЦове у нас – нарушения на речната екология

У нас проектът „Среден Искър“ с деветте малки ВЕЦ, от които 5 функционират (МВЕЦ “Прокопаник”,“Церово”,“Бов-юг”, “Бов-север”,“Лакатник”, “Свражен”, “Оплетня”,“Левище”, “Габровница”) е пример за руслови нисконапорни централи на течащи води. Съоръженията на централите са разположени в руслото на р. Искър и първата разливна тераса, на територията на общините Своге и Мездра. Това, което характеризира малките руслови ВЕЦ (на теория) е, че щадят максимално флората, фауната и природните ресурси. Това обаче важи само и единствено, ако съоръжението е изградено и функционира правилно. По време на посещение през 2018 г. на екипите на Сдружение Балканка/WWF България се прави заключението, че при МВЕЦ „Лакатник“ например през рибния проход се изпускат не повече от 180 л/сек при най-оптимистична оценка. По разрешително трябва да се изпускат 3220 л/сек. На входа и на изхода от рибния проход не се постига необходимата минимална скорост на водата, която да привлича рибите в прохода. На практика преди входа – в посока нагоре, скоростта на водата е почти нула. Изходът на рибния проход е полузатлачен от наноси. При посещение на МВЕЦ „Церово“ през същата година се установява, че изходът на рибния проход откъм баража е задръстен с боклуци. 

В момента в България са пуснати в експлоатация около 260 ВЕЦ. Заснети са около 164 от тях и по преценка на екипа на сдружение “Балканка” по-малко от 10% от заснетите обекти спазват правилата, а в останалите случаи се наблюдават драстични нарушения.

У нас няма наредба за рибни проходи и повечето такива са непреодолими за риби. На много места рибните проходи са направени фиктивно, като тези при ВЕЦ Драговищица, ВЕЦ Давидково 2, ВЕЦ Сливка и ВЕЦ Хладилника. 

Да се изготви хидроложка, хидротехническа и хидробиологична оценка за въздействието на вече

изградените ВЕЦ предлага сдружение "Балканка"

Изготвяне на хидроложка, хидротехническа и хидробиологична оценка за въздействието на вече изградените ВЕЦ в национален мащаб е едно от предложенията на сдружение “Балканка”.

Изготвяне на нормирани задължителни правила за проектиране, изграждане и контрол на ВЕЦ, съпътствани и от Наредба за рибните проходи, Методика за минимално допустим отток, Заповед за обявяване на защитените зони и т.н.

Налагане на временна забрана за разглеждане на всички постъпили нови инвестиционни предложения, спиране на вече започнати производства по издаване на разрешителни за водовземане.

Биоразнообразието на организмите, които живеят в реки и езера намалява с темпове два пъти по-бързи от сухоземните и морските обитатели – загубвайки 81 % от популациите им в периода 1970 – 2012 г.  Проучване от 2020 година в списание Nature съобщава, че възстановяването на 15% от преобразуваните земи за напояване, селско стопанство, жилищни нужди и други в приоритетни райони може да избегне 60% от очакваното измиране на видове, като същевременно спести 299 гигатона CO2 – 30% от общото увеличение на CO2 в атмосферата след Индустриалната революция. Въпреки големия потенциал обаче, тези природно-базирани решения получават само 3% от цялостното финансиране за климата.

У нас, за да се трансформира хидроенергийният сектор и да се даде възможност ползите да надхвърлят вредите, е нужно например Оценките на въздействието върху околната среда (ОВОС) и оценките на социалното въздействие (ОСВ) трябва да могат да спрат изграждането на язовир. ОВОС трябва да се извършват от фирми, обслужващи гражданите, а не от строителите на язовири. Проектите за водноелектрическа енергия трябва да позволяват преминаването на риба и да имитират сезонните речни потоци. Необходими са иновативни технологии, които не изискват преграждане на реката или изселване на населението.