Newsletter

Elektrownie wodne: tak, ale…

Radosław Widłak, 19.09.2013
Każdy, nawet pozornie nie zagrażający środowisku projekt, trzeba poprzedzić dokładną oceną przyległych ekosystemów

Elektrownie wodne od lat używane są do generowania „czystej” energii. Ze wszystkich odnawialnych źródeł wykorzystuje się je najczęściej. W niektórych krajach stanowią nawet podstawowe źródło generowania prądu. I tak w przypadku Norwegii jest to aż 98 proc.

Jednak bezustannie podnoszony jest temat ich faktycznego wpływu na środowisko. Budowa zazwyczaj wiąże się z tworzeniem zbiorników zaporowych, zalewaniem pobliskich dolin. A co za tym idzie, z przesiedlaniem ludności. I, rzecz jasna, zniszczeniem dawnych ekosystemów.

Elektrownie wodne wykorzystują kinetyczną energię wody, aby wprawić w ruch turbiny, które z kolei generują prąd. Aby otrzymać odpowiednio dużą energię kinetyczną, należy uzyskać odpowiednio dużą prędkość wody. Nie zawsze jednak nawet sporej wielkości rzeka osiąga należytą prędkość. Dlatego buduje się zapory spiętrzające wodę. Ta, spadając nieraz z dużych wysokości, bo nawet kilkuset metrów, napędza turbiny.

Rodzaje elektrowni wodnych

Jest kilka rodzajów elektrowni wodnych. Opisane powyżej rozwiązania spotykane są w zaporach budowanych na rzekach w celu spiętrzenia wody i wykorzystania siły grawitacji. Na podobnej zasadzie działają elektrownie szczytowo-pompowe, wytwarzające prąd w godzinach, w których jest on najbardziej potrzebny. Wykorzystuje się różnicę wysokości dwóch zbiorników – górnego i dolnego. Zgromadzona woda w każdej chwili może być wykorzystana jako źródło energii, a jej przepustowość kanałową reguluje się w zależności od potrzeb.

Istnieją jeszcze inne rodzaje elektrowni wodnych, jak chociażby wykorzystujące morskie pływy. A także elektrownie przepływowe budowane na rzekach śródlądowych. Jednak bardziej niż na rozróżnianiu poszczególnych rodzajów, warto skupić się na aspekcie środowiskowym ich budowy.

Elektrownie pływowe i przepływowe odznaczają się mniej negatywnym oddziaływaniem na środowisko niż elektrownie zaporowe. Czy naprawdę ekologiczne jest jednak budowanie takich konstrukcji?

Faktem jest, że wykorzystywanie ruchu wody do wytwarzania energii generuje mniej gazów cieplarnianych do atmosfery niż spalanie paliw kopalnych. Nie wycinamy przy tym żadnych drzew, które są naszymi naturalnymi filtratorami powietrza. Możemy uzyskać stosunkowo dużą moc elektrowni. W przypadku największej na świecie Zapory Trzech Przełomów w Chinach jest to ponad 20 tys. MW. Jesteśmy w stanie zmagazynować źródło wytwarzania energii. Nie możemy przecież tego zrobić w przypadku elektrowni wiatrowej czy słonecznej. Trudno sobie bowiem wyobrazić przechowywanie wiatru lub też sztuczne naświetlanie paneli słonecznych.

Małe Elektrownie Wodne

W przeciwieństwie do dużych elektrowni zaporowych, MEW-y spiętrzają wodę na kilka metrów, generując niewielkie ilości energii elektrycznej. Taka produkcja wywiera zdecydowanie mniej negatywny wpływ na środowisko.

Do Małych Elektrowni Wodnych możemy zaliczyć konstrukcje wytwarzające energię o mocy nieprzekraczającej 5 MW. Jest to wartość przypisana dla Polski. Na świecie poziom ten waha się od kilku do kilkunastu MW.

Lokalizacja

Nie każde miejsce nadaje się pod budowę dużej elektrowni zaporowej. Najlepiej, gdy ciek charakteryzuje się względnie dużym przepływem, co gwarantuje dopływ wody do turbin. Szczególnie ważne jest budowanie przy ciekach o dużym przepływie, gdyż trzeba uwzględnić wahania poziomu wody. W końcu rzeka czy ciek nie zawsze transportuje jednakową jej ilość i zdarzają się zarówno niżówki jak i wezbrania.

Gdzie można wybudować zbiornik zaporowy? Tutaj rodzi się największy problem ekologiczny. Konieczna jest budowa odpowiednio wysokiego zbiornika i o dużej pojemności, tak aby gwarantował ciągłość wytwarzania energii na określonym poziomie. Wiąże się to z zalaniem pobliskich dolin, a co za tym idzie: zniszczeniem dotychczasowych ekosystemów. Ludzie sobie poradzą i pójdą mieszkać gdzie indziej. Rośliny i zwierzęta raczej nie.

Problemem – poza olbrzymim rozlewiskiem – jest produkcja groźnego gazu cieplarnianego, metanu. Powstaje przez rozkład osadów dennych naniesionych do zbiornika. Rzeka transportuje z nurtem duże ilości materii organicznej. Jeżeli w którymś momencie jej biegu postawimy zbiornik zwalniający znacznie jej bieg, musimy się liczyć z nagromadzeniem osadów.

Mniejsza szkodliwość

Aby zbiorniki zaporowe były jak najmniej szkodliwe dla środowiska, stosuje się szereg zabiegów ekotechnologicznych, jak chociażby stopnie wodne ułatwiające migrację ryb. A także zabiegi biomanipulacyjne, mające na celu ograniczanie zanieczyszczenia zbiornika poprzez regulowanie populacji odpowiednich gatunków.

Kolejną kwestią jest zagrożenie dla organizmów wodnych, w szczególności ryb, które migrują w górę rzeki na tarło. Gdy spotykają przeszkodę na swojej drodze, ich podróż może się po prostu zakończyć. Dlatego tworzy się specjalne konstrukcje zwane progami wodnymi, ułatwiające rybom migrację przez tego typu zapory. Odpowiednio skonstruowane przepławki na stopniach wodnych zapobiegają uszkodzeniom osobników.

Koszty

Małe Elektrownie Wodne to dość drogie przedsięwzięcie, rzędu od kilku do nawet kilkudziesięciu milionów złotych. Oczywiście: w zależności od projektu budowy, przyłączenia do sieci i uwarunkowań indywidualnych. Na szczęście Unia Europejska dofinansowuje budowę takich instalacji poniżej 10 MW z funduszu Infrastruktura i Środowisko. Dofinansowanie waha się w granicach 30-70 proc. poniesionych wydatków.

Dodatkowo elektrownia ma gwarancję kupna energii elektrycznej przez zakłady energetyczne. Inwestor nie musi się więc obawiać o spedycję prądu. Korzystając z tego źródła energii, uzyskujemy tzw. zielony certyfikat, który jest towarem obrotowym i cennym do pozyskania dokumentem. Zwłaszcza przez duże zakłady energetyczne produkujące energię ze spalania paliw kopalnych. To, krótko mówiąc, dodatkowy dochód dla takiej elektrowni.

Jednak otrzymanie pozwoleń i dostarczenie wszystkich niezbędnych dokumentów, zanim rozpocznie się proces budowy, może potrwać nawet kilka lat. W przypadku dużych elektrowni koszty są znacznie większe i idą w miliardy. W Polsce maksymalna wartość dofinansowania na ich budowę wynosi 40 mln zł.

Rozwój

Rynek Małych Elektrowni Wodnych rozwija się dynamicznie, zarówno w naszym kraju, jak i za granicą. Elektrownie te, dzięki wysokiemu stopniowi mechanizacji, mogą być nawet bezzałogowe. Odchodzi się raczej od tego modelu, stwarzając chociaż symboliczne miejsca pracy dla miejscowej ludności. Ma to związek z ewentualnymi protestami mieszkańców i stanowi ważny argument dla lokalnej ludności. Inwestycja nie wpływa bowiem znacznie na środowisko, a generuje prąd dla okolicy.

Warto zaznaczyć, że jeżeli elektrownia produkuje mniej niż 2,5 MW, może nawet nie być potrzebna Ocena Oddziaływania na Środowisko. Chyba że kontrola miejsca instalacji stwierdzi inaczej.

Czy warto?

Czy zatem opłaca się budować elektrownie wodne? Tak, ale pod pewnymi warunkami. Przede wszystkim ważna jest lokalizacja budowy zapory. Zasada jest prosta: im bardziej teren jest zmieniony przez człowieka, tym mniejsze negatywne są skutki dla środowiska podczas budowy.

Jeżeli natomiast mamy do czynienia z terenem całkowicie naturalnym, w dodatku bogatym gatunkowo, wówczas koszty środowiskowe znacznie przewyższą korzyści z budowy. Trudno sobie wyobrazić tak dużą inwestycję w Puszczy Białowieskiej. Jednak już w centralnej Polsce zbiorniki zaporowe są powszechne, a zyski z ich zastosowania przewyższają koszty środowiskowe.

Trzeba uwzględnić, czy powstanie zbiornika zaporowego, a co za tym idzie: zalanie okolicznych terenów, nie spowoduje zagrożenia dla gatunków chronionych. Jest to oczywiście rutynowa procedura uzyskania odpowiednich pozwoleń środowiskowych. Najlepiej, aby zalany teren nie odznaczał się cechami środowiska unikatowego dla przyrody.

W dobie wyczerpywania się konwencjonalnych źródeł energii warto postawić na źródła odnawialne. Należy pamiętać, że każdy, nawet pozornie nie zagrażający środowisku projekt, trzeba poprzedzić dokładną oceną przyległych ekosystemów. I nie starać się na siłę ulepszać przyrody.