6 Miljökostnader (och 3 fördelar) med vattenkraft

Vattenkraft är en betydande kraftkälla i många regioner i världen och tillhandahåller 24% av det globala elbehovet. Brasilien och Norge förlitar sig nästan uteslutande på vattenkraft. I USA produceras 7 till 12% av all el med vattenkraft; de stater som är mest beroende av det är Washington, Oregon, Kalifornien och New York.

Vattenkraft är när vatten används för att aktivera rörliga delar, som i sin tur kan driva en fabrik, ett bevattningssystem eller en elektrisk turbin (i vilket fall vi kan använda termen vattenkraft). Vanligtvis produceras vattenkraft när vatten hålls tillbaka av en damm, ledde ner en pennstock genom en turbin och släpptes sedan i floden nedan. Vattnet pressas både genom tryck från behållaren ovan och dras av tyngdkraften, och den energin snurrar en turbin kopplad till en generator som producerar el. De sällsynta vattenkraftsanläggningarna har också en damm men ingen reservoar bakom sig; turbiner flyttas av flodvattnet som strömmar förbi dem med den naturliga flödeshastigheten.

I slutändan bygger elproduktionen på den naturliga vattencykeln för att fylla på reservoaren, vilket gör det till en förnybar process utan att behöva mata fossilt bränsle. Vår användning av fossila bränslen är förknippad med en mängd miljöproblem: till exempel utvinning av olja från tjärsand producerar luftföroreningar; fracking för naturgas är förknippat med vattenföroreningar; förbränning av fossila bränslen producerar klimatförändring-inducing Växthusgasutsläpp. Vi ser därför källor till förnybar energi som rena alternativ till fossila bränslen. Men liksom alla energikällor, förnybara eller inte, finns det miljökostnader förknippade med vattenkraft. Här är en översikt över några av dessa kostnader, tillsammans med några fördelar.

• Barriär mot fisk. Många vandrande fiskarter simmar upp och ner i floder för att slutföra deras livscykel. Anadrom fisk, som lax, skugga eller Atlantstur, gå uppför floden för att spaja, och unga fiskar simmar nerför floden för att nå havet. Katadrome fiskar, liksom den amerikanska ålen, lever i floderna tills de simmar ut till havet för att föda upp, och de unga ålen (elverna) kommer tillbaka till sötvatten efter att de kläcks ut. Dammar blockerar uppenbarligen passagen av dessa fiskar. Vissa dammar är utrustade med fiskstegar eller andra anordningar för att låta dem passera oskadda. Effektiviteten hos dessa strukturer är ganska varierande men förbättras.
• Förändringar i översvämningsregime. Dammarna kan buffra stora, plötsliga vattenmängder efter vårens smälta av kraftigt regn. Det kan vara bra för nedströms samhällen (se fördelarna nedan), men det svälter också floden från en periodisk tillströmning av sediment och förhindrar att de naturliga höga flödena regelbundet motverkar flodbädden, som förnyar livsmiljöer för vattenlevande liv. För att återskapa dessa ekologiska processer släpper myndigheterna regelbundet stora volymer vatten längs Colorado River, med positiva effekter på den infödda vegetationen längs floden.
• Temperatur och syre-modulering. Beroende på damens utformning kommer vatten som släpps nedströms ofta från de djupare delarna av behållaren. Det vattnet är därför ungefär samma kalla temperatur under hela året. Detta har negativa effekter på vattenlevande liv som är anpassade till stora säsongsvariationer i vattentemperatur. På liknande sätt kan låga syrgasnivåer i frisatt vatten döda vattenlevande liv nedströms, men problemet kan mildras genom att blanda luft i vattnet vid utloppet.
• avdunstning. Reservoarer ökar en flods ytarea, vilket ökar mängden vatten som förloras vid förångning. I heta, soliga regioner är förlusterna häpnadsväckande: mer vatten förloras från reservoarindunstning än som används för hushållskonsumtion. När vatten förångas lämnas lösta salter kvar, vilket ökar salthalten nedströms och skadar vattenlevande liv.
• Kvicksilverförorening. Kvicksilver deponeras på vegetation långa avstånd motvind från kolförbränningskraftverk. När nya reservoarer skapas släpps kvicksilver i den nu nedsänkta vegetationen och omvandlas av bakterier till metylkvicksilver. Detta metylkvicksilver blir allt mer koncentrerat när det rör sig upp i livsmedelskedjan (en process som kallas biomagnifiering). Konsumenter av rovfisk, inklusive människor, utsätts sedan för farliga koncentrationer av den giftiga föreningen.
• Metanutsläpp. Reservoarer blir ofta mättade med näringsämnen från nedbrytande vegetation eller närliggande jordbruksfält. Dessa näringsämnen konsumeras av alger och mikroorganismer som i sin tur släpper ut stora mängder metan, en kraftfull växthusgas. Detta problem har ännu inte studerats tillräckligt för att förstå dess riktiga omfattning.

• Översvämningskontroll. Behållarnivåer kan sänkas i väntan på kraftigt regn eller snösmältning, vilket buffrar samhällena nedströms från farliga flodnivåer.
• Rekreation. Stora reservoarer används ofta för fritidsaktiviteter som fiske och båtliv.
• Alternativ till fossila bränslen. Tillverkning av vattenkraft frigör en lägre nettomängd växthusgaser än fossila bränslen. Som en del av en portfölj av energikällor möjliggör vattenkraft större beroende av inhemska energi, i motsats till fossila bränslen som utvinns utomlands, på platser med mindre stränga miljöer föreskrifter.

Eftersom de ekonomiska fördelarna med äldre dammar minskar medan miljökostnaderna ökar, har vi sett någon ökning i avveckling och borttagning av damm. Dessa avlägsningar av dammar är spektakulära, men viktigast av allt gör de att forskare kan se hur naturliga processer återställs längs floderna.

Många av de miljöproblem som beskrivs här är förknippade med storskaliga vattenkraftsprojekt. Det finns en mängd mycket små projekt (ofta kallade ”mikro-hydro”) där det är välgrundat placerade små turbiner använder lågvolymströmmar för att producera elektricitet för ett enskilt hem eller ett grannskap. Dessa projekt har liten miljöpåverkan om de är korrekt utformade.

• Filho, Geraldo Lucio Tiago, Ivan Felipe Silva dos Santos och Regina Mambeli Barros. "Kostnadsberäkning för små vattenkraftverk baserade på aspektfaktorn." Översyn av förnybar och hållbar energi 77 (2017): 229–38. Skriva ut.
• Forsund, Finn R. "Vattenkraftsekonomi." Springer, 2007.
• Hancock, Kathleen J och Benjamin K Sovacool. "Internationell politisk ekonomi och förnybar energi: vattenkraft och resursförbudet." International Studies Review 20.4 (2018): 615–32. Skriva ut.
• Johansson, Per-Olov och Bengt Kriström. "Ekonomiska och sociala kostnader för vattenkraft." Umeå, Sverige: Institutionen för ekonomi, Umeå universitet, 2018. Skriva ut.
• , eds. "Modern kostnads-nyttoanalys av vattenkraftkonflikter." Cheltenham, Storbritannien: Edward Elgar, 2011.
• , eds. "Ekonomin för att utvärdera vattenprojekt: vattenkraft gentemot andra användningsområden." Springer, 2012.