הקמת מפעל הידרואלקטרי גורמת להשפעות חברתיות-סביבתיות בלתי הפיכות
דן מאיירס על התמונה Unsplash
המפעל ההידרואלקטרי נוצר על ידי קבוצת עבודות וציוד המשמשים לייצור אנרגיה חשמלית באמצעות הפוטנציאל ההידראולי הקיים בנהר. חוזק זה מסופק על ידי זרימת הנהר ועל ידי ריכוז האי-אחידות הקיימת לאורך מסלולו, שיכולה להיות טבעית או לבנות בצורה של סכרים או על ידי הסטת הנהר מהמצע הטבעי שלו ליצירת מאגרים. למרות השימוש במקור אנרגיה מתחדש לייצור חשמל, מפעל הידרואלקטרי גורם להשפעות חברתיות וסביבתיות בלתי הפיכות באזור בו הוא מותקן.
מהו מפעל הידרואלקטרי?
המפעל ההידרואלקטרי הוא עבודה הנדסית המשתמשת בכוח המים לייצור חשמל. ידוע גם כמפעל הידרואלקטרי או מפעל הידרואלקטרי, זהו מבנה גדול המנצל את תנועת הנהרות להשגת חשמל. עם זאת, התקנת מפעל הידרואלקטרי מצריכה עבודות הנדסיות מורכבות הגורמות לכמה השפעות חברתיות-סביבתיות על האתר.
כיצד פועל מפעל הידרואלקטרי?
כדי לייצר חשמל במפעל הידרואלקטרי, יש צורך באינטגרציה בין זרימת הנהר, חוסר אחידות השטח וכמות המים הזמינה. בקצרה, המים שמאוחסנים במאגר מועברים ומועברים לטורבינות הגדולות. זרימת מים אלה גורמת לטורבינות להסתובב ולהפעיל את הגנרטורים שייצרו את החשמל.
לפיכך, יש טרנספורמציה של אנרגיה מכנית, מתנועת המים, לאנרגיה חשמלית. לאחר הפיכתם לאנרגיה חשמלית, השנאים מגבירים את מתח האנרגיה הזו, ומאפשרים לה לעבור דרך זרמי העברה ולהגיע למפעלים הזקוקים לאנרגיה חשמלית.
המערכת של מפעל הידרואלקטרי מורכבת מ:
סֶכֶר
מטרת הסכר היא להפריע למחזור הטבעי של הנהר, וליצור מאגר מים. בנוסף לאחסון משאב זה, המאגר יוצר את פער המים, לוכד מים בנפח הולם לייצור אנרגיה חשמלית ומווסת את זרימת הנהרות בתקופות גשם ובצורת.
מערכת צריכת מים (אדדוקציה)
מערכת זו מורכבת ממנהרות, תעלות וצינורות מתכתיים המובילים את המים לתחנת הכוח.
תַחֲנַת כֹּחַ
בחלק זה של המערכת הטורבינות ממוקמות, מחוברות לגנרטור. מכשיר זה מאפשר לתנועת הטורבינות להמיר את האנרגיה הקינטית של תנועת המים לאנרגיה חשמלית. ישנם מספר סוגים של טורבינות, כאשר העיקריים הם פלטון, קפלן, פרנסיס ונורה. הטורבינה המתאימה ביותר לכל מפעל הידרואלקטרי תלויה בגובה הנפילה ובזרימת הנהר.
ערוץ בריחה
לאחר המעבר בטורבינות, המים מוחזרים למצע הטבעי של הנהר דרך תעלת הבריחה. תעלת הבריחה ממוקמת בין התחנה לנהר וגודלה תלוי בגודל התחנה והנהר המדובר.
נשפך
הנשפך מאפשר למים לברוח אם מפלס המאגר חורג מהגבולות המומלצים, המתרחש בדרך כלל בתקופות של גשם. הנשפך נפתח כאשר ייצור החשמל נפגע מכיוון שמפלס המים הוא מעל לרמה האידיאלית; או כדי למנוע הצפה ושיטפונות סביב הצמח, אירועים נפוצים בתקופות גשומות מאוד.
סוגי מפעל הידרואלקטרי
מפעל נהר
כדי להימנע מההפסדים שנגרמו מהקמתם של מפעלי הידרואלקטריים מסורתיים, נוצרו מפעלים זורמים, אפשרות קיימא יותר שאינה משתמשת במאגרי מים גדולים, מה שמקטין את מבנה הסכרים וגודל השיטפונות. במודל זה, כוח הזרם של הנהרות משמש לייצור אנרגיה, ללא צורך לאגור מים.
צמחים כמו סנטו אנטוניו וג'יראו, על נהר מדיירה, ובלו מונטה, בפארה, מבנים מבוססים על תפיסת נהר. גם ללא צורך במאגרים גדולים, מפעלים אלה שומרים על עתודה מינימלית כדי להבטיח את פעולתם ויציבותם.
למרות שיש לו יתרונות חברתיים סביבתיים, מפעל הנהר מפחית את ביטחון האנרגיה של המדינה. הסיבה לכך היא, שבתקופות של בצורת ממושכת, למבנים אלה עלול להיגמר המים לייצור חשמל, מכיוון שמאגריהם הקטנים אינם מאפשרים הפעלה לתקופות ארוכות.
לדברי מומחים, חלופה לקיזוז הפוטנציאל המוגבל של מפעלים אלה היא השקעה במקורות משלימים. לפיכך, בתקופות שבהן מפעלים הידרו-אלקטריים זורמים פועלים עם יכולת נמוכה, ניתן להשתמש בייצור אנרגיה באמצעות מקורות רוח או שמש, מה שמבטיח אספקה ומאזן את ההשפעות שנגרמות על ידי כל אחד מהם.
צמחים עם מאגרי הצטברות
מפעלים הידרואלקטריים עם מאגרי הצטברות אוגרים מים ומווסתים את פעולתם כדי לענות על דרישות האנרגיה. קיבולת האחסון מתקבלת באמצעות סכר הממוקם במעלה הזרם של המפעל ובהתאם לקיבולתו מדברים על רגולציה עונתית, שנתית והיפר-שנתית.
מפעלים הידרואלקטריים בברזיל
ברזיל היא היצרנית השלישית בגודלה של אנרגיה מימית בעולם, אחרי קנדה וארצות הברית. בנוסף, זו גם המדינה השלישית עם הפוטנציאל ההידראולי הגדול ביותר, מאחורי רוסיה וסין. כ -90% מהחשמל המיוצר בברזיל מקורו במפעלים הידרואלקטריים.
ישנם קצת יותר ממאה מפעלים הידרואלקטריים הפרוסים ברחבי ברזיל. ביניהם חמישה בולטים ביכולתם לייצר חשמל:
- המפעל ההידרואלקטרי הבינלאומי איטאיפו: ממוקם על נהר פאראנה, מכסה חלק ממדינת פאראנה וחלק מפרגוואי;
- הצמח ההידרואלקטרי של בלו מונטה: ממוקם על נהר שינגו, בפארה;
- מפעל Tucuruí הידרואלקטרי: ממוקם על נהר הטוקנטינס, גם הוא במדינת פארה;
- מפעל ג'יראו הידרואלקטרי: ממוקם על נהר מדיירה, ברונדוניה;
- מפעל הידרואלקטרי סנטו אנטוניו: ממוקם על נהר מדיירה, גם הוא ברונדוניה.
סקרנות
- המפעל הגדול ביותר בעולם ההידרואלקטרי הוא מפעל שלושת הערוצים, הממוקם בסין;
- האגודה האמריקאית למהנדסים אזרחיים (ASCE) ראתה את מפעל איטאיפו כאחד מ"שבעת פלאי העולם המודרני ". זהו המפעל ההידרואלקטרי השני בגודלו בעולם ומייצר 20% מהביקוש הברזילאי ו -95% מביקוש החשמל הפרגוואי;
- כ -20% מהאנרגיה החשמלית המופקת ברחבי העולם היא ממפעלים הידרואלקטריים.
השפעות חברתיות-סביבתיות של מפעל הידרואלקטרי
למרות שההספק ההידרואלקטרי נחשב למקור אנרגיה מתחדשת, הדו"ח של אנייל מציין כי השתתפותו במטריקס החשמלי העולמי קטנה והופכת לקטנה עוד יותר. חוסר עניין גובר שכזה יהיה תוצאה של החיצוניות השלילית הנובעת מהטמעת ארגונים גדולים כל כך, על פי הדו"ח.
אחת ההשפעות השליליות של יישום מפעל הידרואלקטרי היא השינוי שהוא גורם לאורח החיים של האוכלוסיות השוכנות באזור. חשוב לציין כי קהילות אלו הן לרוב קבוצות אנושיות המזוהות כאוכלוסיות מסורתיות (עמים ילידים, קווילומבולות, קהילות לצד נהר האמזונס ואחרות), אשר הישרדותם תלויה בשימוש במשאבים מהמקום בו הם חיים, במיוחד מנהרות, ויש להם קישורים. סדר תרבותי עם השטח.
האם האנרגיה הנוצרת במפעל ההידרואלקטרי נקייה?
למרות היותו נחשב כמקור אנרגיה נקי, ייצור חשמל הידרואלקטרי תורם לפליטת פחמן דו חמצני ומתאן, שני גזים המעצימים את ההתחממות הגלובלית.
פליטת הפחמן הדו חמצני (CO2) נובעת מפירוק עצים שנותרו מעל מפלס המים במאגרים, ושחרורו של מתאן (CH4) מתרחש על ידי פירוק החומרים האורגניים הקיימים בתחתית המאגר. עם עליית עמוד המים, עולה גם ריכוז המתאן (CH4). כאשר המים מגיעים לטורבינות הצמח, הפרש הלחץ גורם לשחרור מתאן לאטמוספירה. מתאן משוחרר גם לנתיב המים דרך שפך הצמח, כאשר בנוסף לשינוי הלחץ והטמפרטורה, מרססים את המים בטיפות.
מכיוון שמתאן אינו משולב בתהליכי פוטוסינתזה, הוא נחשב כמזיק יותר להתחממות כדור הארץ בהשוואה לפחמן דו חמצני. הסיבה לכך היא שחלק גדול מהפחמן הדו-חמצני הנפלט מנוטרל באמצעות ספיגות המתרחשות במאגר.
פגיעה בחי ובצומח
ההשפעות העיקריות של הקמת מפעל הידרואלקטרי על החי והצומח המקומיים הן:
- הרס צמחיה טבעית;
- הטבעה של אפיק הנהר;
- קריסת מחסומים;
- הכחדה של מיני דגים, עקב הפרעה בתהליכי נדידה ורבייה (פיראצמה);
- החמצת מים כאשר השטח שישמש למאגר הצמח אינו מנוקה כראוי;
- אובדן צמחייה ובעלי חיים ימיים ויבשתיים;
- הופעה של פעילויות סייסמיות עקב משקל המים על המצע הסלעי הבסיסי;
- שינויים במי המאגר הקשורים לטמפרטורה, לחמצון (חמצן מומס) ול- pH (הופעת החמצה);
- זיהום מים, זיהום והכנסת חומרים רעילים למאגרים בזרימת חומרי הדברה, קוטלי עשבים וקוטלי פטריות ממטעים שהיו קיימים באזור המוצף;
- הצגת מינים אקזוטיים במאגרים, מתוך איזון עם מערכות אקולוגיות של קו פרשת המים;
- הוצאת יער גדות;
- גידול בדיג דורסני, על ידי דייגים מקצועיים או בפעילויות פנאי;
- יישום מחסום פיזי המונע נדידה עונתית של מינים, המפריע לאיזון המערכת האקולוגית;
- ירידה בסגירת פחמן על ידי צמחייה מוצפת, ותורמת להגברת אפקט החממה.
אובדן קרקע
האדמה באזור המוצף תהפוך לבלתי שמישה למטרות אחרות. זה הופך לנושא מרכזי באזורים מישוריים בעיקר, כמו אזור האמזונס. מכיוון שכוח הצמח ניתן על ידי הקשר בין זרימת הנהר לאי אחידות השטח, אם בשטח יש חוסר אחידות נמוך, יש לאחסן כמות גדולה יותר של מים, מה שמרמז על שטח מאגר נרחב.
שינויים בגיאומטריה ההידראולית של הנהר
לנהרות נוטה להיות איזון דינמי בין פריקה, מהירות מים ממוצעת, עומס משקעים ומורפולוגיית המיטה. בניית מאגרים משפיעה על איזון זה וכתוצאה מכך גורמת לשינויים בסדר ההידרולוגי והמשקע, לא רק באתר הסכר, אלא גם בסביבה ובמיטה שמתחת לסכר.
באופן זה, היווצרות מאגרי צמחים הידרו-אלקטריים בדרך כלל מגיעה לקרקעות פוריות יותר ולאדמה חקלאית, ומפוררת את האוכלוסייה המקומית המאבדת את מאפייניה ההיסטוריים, זהותה התרבותית ויחסיה עם המקום, בנוסף לשינויים במערכות אקולוגיות במים והרס החי והצומח. של בעלי חיים.
