Rozvojové země plánují dramaticky rozšířit výrobu vodní energie, protože zoufale potřebují elektřinu a zavlažování. Je to také strategické rozhodnutí využívat vlastní zdroje. Vodní energie je hned po jaderné energii druhou možností, jak zajistit nízkouhlíkovou a dlouhodobě spolehlivou výrobu základního zatížení, a představuje tak vynikající způsob, jak zvýšit výrobu energie, aniž byste museli zastavit budoucnost své země kvůli dodávkám fosilních paliv do jiné země.
V současné době se staví více než šest set vodních přehrad a v blízké budoucnosti se jich plánuje přes tři tisíce. Většina z nich se nachází v Asii a Latinské Americe (Vox.com). Tím by se množství vodní energie na světě zdvojnásobilo (viz obrázek níže).
Toto množství vodní energie si vyžádá investice ve výši asi 3 bilionů dolarů a do poloviny století vyrobí asi 60 bilionů kWh elektřiny. To by zajistilo vodu na zavlažování a dostatek energie, aby se téměř miliarda lidí dostala z naprosté chudoby. A díky takovému množství vodní energie by se do atmosféry nedostalo 50 miliard tun emisí uhlíku.
Komu by se to nelíbilo?“
Rozvojové země plánují dramaticky rozšířit výrobu energie z vodních elektráren v rámci své… zoufalé potřeby elektřiny a zavlažování a jako strategické rozhodnutí využít vlastní zdroje k zajištění nízkouhlíkové, dlouhodobě spolehlivé výroby základního zatížení. Existují však skryté náklady pro planetu a živobytí mnoha jejích občanů, které je třeba zmírnit. Jinak nás čekají další nezamýšlené důsledky. Na obrázku je přehrada McNary na řece Columbia na hranici mezi Washingtonem a Oregonem. Zdroj: Zdroj: DOE EERE
Je tu však ještě jedna stránka věci. Dramatické rozšíření vodních elektráren, zejména v tropických oblastech, kde se nachází mnoho těchto rozvojových zemí, také dramaticky ovlivní říční ekosystémy. Existují dokonce pochybnosti o nízkouhlíkových aspektech vodní energie, i když jsou přehnané.
Hledání levné energie může dost dobře vést k přehrazení většiny důležitých řek na této planetě.
Hydroelektrické přehrady mohou poškodit říční druhy ryb, z nichž většina je již nyní ohrožena nebo ohrožena. Sladkovodní ryby jsou totiž jednou z nejvíce ohrožených skupin obratlovců na Zemi. Ztráta těchto ryb, a to i lokální, může poškodit společnosti a ekonomiky, které jsou na řece závislé. Vzhledem k tomu, že většina těchto společností je zároveň chudá a zažívá rychlý růst populace, stává se z toho dvojnásobná rána.
Horní část: V současné době je ve výstavbě více než šest set velkých vodních elektráren (modré body – 17 %)… a více než 3 000 je jich plánováno v blízké budoucnosti (červené body – 83 %), většinou v Asii a Latinské Americe. Takový nárůst vodních elektráren by zajistil dostatek vody a energie pro zavlažování, aby se téměř miliarda lidí dostala z krajní chudoby, a zabránil by vzniku 50 miliard tun emisí uhlíku do poloviny století. Všimněte si, že žádná není plánována ve Spojených státech nebo západní Evropě, kde je nyní většina stávajících elektráren. Dole: Stávající vodní elektrárny. Zdroj: Christiane Zarfl et al, Aquatic Sciences (DOI: 10.1007/s00027-014-0377-0)
Při počátečním přiblížení ryb k vodní přehradě se v prohlubující se vodě za přehradou zvyšuje tlak. Ryby pak vstupují do průvlaku nebo proplouvají pod vraty, kde dochází k rychlé dekompresi a prudkému nárůstu vody. Rychlost často přesáhne rychlost, při které ryby dokáží udržet kontrolu nad vlastním plaváním, což je vymrští a narazí do předmětů, stěn nebo jiných ryb. Jsou zmítány, jak jsou vlečeny systémem.
Nakonec se ryby dostanou do řeky po proudu přehrady, kde silné víry a prudké míchání různých vod způsobují smykové napětí, které může strhnout šupiny a ploutve nebo způsobit smrt.
Fyzické poškození v důsledku rychlých změn tlaku se označuje jako barometrické trauma nebo barotrauma (viz obrázek barotrauma níže). Rychlá dekomprese může vytrhnout vnitřní orgány, jako jsou střeva, jícen, žaludek a plovací měchýře. Mohou jim vypadnout oči.
Představte si barotrauma Arnolda Schwarzeneggera na konci filmu Total Recall, když byl vyhozen na povrch Marsu, aby v jeho řídké atmosféře zemřel na následky dekomprese.
Zranění, která utrpěly ryby proplouvající přehradami vodních elektráren, zahrnují otlačení o předměty v… prudkých vodách a barotrauma – poškození způsobené tlakem, například vytržení části vnitřností ryby, které je zde vidět jako embolie (bublinky) v oku mladého lososa čivavy, když mu vyskočily oči. Při rychlé dekompresi může dojít k prasknutí plovacího měchýře ryby, který slouží k udržení vztlaku, a plyn se může dostat do orgánů, tkání a v tomto případě i do oka. Kredit: PNNL Ecology Group
O závažnosti těchto škodlivých účinků rozhoduje:
– provozní výška nebo výškový rozdíl vody před a za přehradou
– konstrukce elektrárny
– hydrologie lokality
– individuální tolerance jednotlivých druhů ryb
Znalost těchto účinků by nám měla umožnit navrhovat vodní přehrady vhodnější pro ryby. Toto téma se nyní vážně studuje
Richard Brown a jeho spolupracovníci v Pacific Northwest National Laboratory se podrobně zabývají barotraumatem. Brown poznamenává, že plavecký měchýř je obzvláště častým cílovým orgánem, protože je v něm hodně vzduchu. A většina ryb má plovací měchýře. Dvě z mála výjimek jsou mihule a slíďáci.
Druhy jako losos mají před smrtí jedinou reprodukční epizodu v řece. Takže jediné stádium života, které může být ovlivněno průchodem po proudu, jsou mladí lososi. Jiné ryby, například pstruzi, procházejí turbínami vícekrát, protože po tření migrují zpět do oceánu a v rámci řeky se pohybují sem a tam.
Další problém se podle Browna a kol. z roku 2014 týká velkých lužních řek v jihovýchodní Asii, Jižní Americe a Austrálii, kde je unášení jiker a larev běžnou součástí života mnoha ryb a zvyšuje pravděpodobnost setkání s přehradami. I v Severní Americe mohou být jikry, larvy a malí mladí jedinci mihulí a jeseterů unášeni na velké vzdálenosti a díky své křehkosti jsou velmi náchylní k barotraumatům.
„Pochopení ekologie a načasování unášení larev, stejně jako doby prvního nafouknutí plovacího měchýře v životě ryb, bude mít zásadní význam pro pochopení jejich náchylnosti k barotraumatům.“
Znalost hydrauliky přehrad a biologie, životních cyklů a vývoje mladých ryb umožní lepší návrhy vodních přehrad. Turbíny lze upravit tak, aby nedocházelo k rychlým a velkým změnám tlaku. To také pomůže snížit opotřebení samotných turbín. Alternativní cesty ryb soustavou bez odklonění velkého množství vody umožní rybám lépe přežít tuto hozenou rukavici.
Možnosti zmírnění dopadů jsou však nákladné. A není známo, zda si je rozvojové země mohou dovolit nebo zda se rozhodnou je realizovat. Podél naší vlastní řeky Columbia zde na severozápadě Tichého oceánu bylo od roku 1950 vynaloženo více než 7 miliard dolarů na snahy o záchranu lososích druhůzvyšováním stavů, výstavbou rybích přechodů, jako jsou žebříky nebo schůdky, prověřováním zavlažovacích odboček, obnovou stanovišť a zajištěním průchodnosti po proudu. Přesto se stále spoléháme na produkci líhní podél řek, abychom tyto druhy zachránili před vyhynutím.
Současná řešení ve Spojených státech však byla vyvinuta převážně pro lososy a nemusí se dobře přenášet na různé sladkovodní druhy v různých lokalitách po celém světě.
Přehrady v tropických oblastech představují jiný problém než v mírném pásmu. Ryby v mnoha tropických lužních řekách jsou přizpůsobeny mimořádným změnám mezi obdobími dešťů a sucha. Rozmnožování a růst jsou optimalizovány v období dešťů, kdy obrovské průtoky vody vytvářejí prostředí pro tření, odchov a krmení dospělých i mladých ryb.
V období sucha úplné vyschnutí nebo vytvoření řady úkrytových tůní ztěžuje nalezení prostředí vhodného k přežití. V obou případech je rozhodující vysoká propojenost stanovišť, která umožňuje volný pohyb ryb v rámci říčních a lužních stanovišť a mezi nimi.
Snadno si lze představit, jak obtížné je v těchto ekosystémech navrhnout vodní přehradu, která by dokázala zachovat správné sezónní mokré a suché podmínky a fungovala a zároveň umožňovala volný pohyb mezi jednotlivými stanovišti.
Proto je nezbytné, abychom my ve vyspělém světě pomohli vzdělávat ty vlády, které chtějí stavět vodní přehrady, a poskytli nové návrhy šetrné k rybám, které by v případě přijetí přišly s ekonomickými pobídkami od Světové banky a OSN.
Chce-li svět zdvojnásobit produkci vody, měli bychom ji udělat bezpečnou. A to můžeme.
Jinak mohou být náklady pro planetu a její obyvatele větší, než si můžeme dovolit.
Poznámka: Článek publikovaný právě dnes v časopise Review of Scientific Instruments Amerického fyzikálního institutu popisuje syntetickou rybu, Sensor Fish, což je malé trubkovité zařízení naplněné senzory, které analyzuje fyzickou zátěž, kterou ryby zažívají během této hantýrky přes vodní přehrady, a poskytne údaje nezbytné pro navrhování přehrad, které budou šetrnější k rybám.