Categorii
Seo

Cea mai puternica energie regenerabila

Cea mai puternica energie regenerabila

(Credit de imagine:

Getty Images

)

Putem valorifica puterea extraordinara a raurilor intr-un mod care sa umple ecosistemele, mai degraba decat sa dauneze vietii salbatice?

T

Sursa de energie regenerabila cea mai bazata pe lume nu este vantul sau lumina soarelui, ci apa. Anul trecut, capacitatea hidroenergetica mondiala a atins un record de 1.308 gigawati (pentru a pune acest numar in perspectiva, doar un gigawati este echivalent cu puterea produsa de 1,3 milioane de cai de curse sau 2.000 de corbete cu viteza mare). Utilitatile din intreaga lume se bazeaza pe energia hidroelectrica pentru a genera electricitate, deoarece este ieftina, usor stocata si expediata si produsa fara combustie, ceea ce inseamna ca nu va elibera dioxid de carbon sau poluanti in modul in care centralele electrice care ard combustibili fosili precum carbunele sau gazul natural do. 

La fel ca si in cazul altor surse de energie, hidroenergia nu este insa lipsita de costuri de mediu. Dincolo de impactul profund al ecosistemului de digare si deviere a cailor navigabile uriase, energia hidroelectrica poate face ravagii asupra speciilor acvatice native si a ecosistemelor acestora. Majoritatea bazinelor hidrografice din intreaga lume – dintre care unele functioneaza pe hidroenergie de mai bine de un secol – sunt foarte degradate, cu cai navigabile poluate si tehnologie depasita. Rezervoarele traditionale sunt adesea corpuri de apa stagnante; din aceasta cauza, acestea sunt frecvent locuri de inflorire a algelor daunatoare sau HAB, care sunt toxice pentru oameni, pesti, crustacee, mamifere marine si pasari.

Array

Pe langa modificarea profunda a cursului de apa, barajele hidro mari pot fi o zona de moarte pentru pesti. Pe langa obstructionarea rutelor lor migratoare, lamele turbinei cu rotire rapida le pot taia. Daca trec peste lame, schimbarile bruste de presiune pot ucide pestii, la fel si fortele de forfecare in timpul trecerii prin turbina.

Schimbarile bruste de presiune pentru pestii care trec peste un baraj traditional ii pot ucide, chiar daca trec peste palele turbinei (Credit: Getty Images)

Este posibil sa se produca energie curata, regenerabila din rauri, in timp ce se reface efectiv viata salbatica si habitatul mai larg? Inginerii au cautat sa schimbe viitorul hidroenergiei prin turbine sigure pentru pesti. Compania cu sediul in California, Natel Energy, a colaborat cu firma de investitii a fondatorului Microsoft, Bill Gates, Breakthrough Energy Ventures, pentru a crea o noua turbina cu margini contondente care imbunatateste supravietuirea pestilor. Pe langa economisirea pestilor, turbina Natel isi propune sa creeze hidroenergie rezistenta la clima, care sa reziste capriciilor precipitatiilor imprevizibile.

Prieten salbatic

„Provocarea pe care o abordam este cum sa valorificam marile atribute ale energiei hidroenergetice ca resursa de energie regenerabila – fiabilitatea si dispecerizarea acesteia – reducand in acelasi timp impactul si costurile asupra mediului”, spune Abe Schneider, sef tehnolog al Natel si inginer mecanic prin instruire. „O turbina compacta, performanta si sigura pentru pesti, face exact asta; atunci cand este asociat cu informatii mai bune despre cantitatea de apa care va curge si cand, intreaga solutie functioneaza impreuna pentru a crea un sistem hidroenergetic modern. ”

  • Legea care ar putea face schimbarile climatice ilegale
  • Tinerii care se lupta cu cel mai grav smog din Europa
  • Labirintul sinuos care curata Hong Kong-ul

Centralele hidroenergetice traditionale functioneaza prin valorificarea fortei si presiunii apei care curge dintr-un punct inalt intr-un punct inferior prin jgheaburi intr-un baraj.

Aproape de fundul jgheabului se afla o turbina; apa invarte turbina, ceea ce creeaza energie care poate fi transmisa intreprinderilor si locuintelor. Dar acesta este si pasajul principal pentru pestii care migreaza, cum ar fi somonul sau anghila, care pot fi prinsi in lamele subtiri si ascutite ale mecanismului.

Natel Energy a instalat deja turbine menite sa fie mai prietenoase cu ecosistemul mai larg din Maine, SUA (Credit: Getty Images

Turbina lui Natel, in schimb, foloseste lame groase curbate; datorita naturii proiectarii lor, turbina poate dubla viteza de lovire permisa, permitand o dimensiune a turbinei relativ mica si ieftina, care ofera, de asemenea, trecerea sigura a pestilor migranti. O configuratie cu rotita (mai degraba decat spite care ies direct din butucul unei turbine) inseamna ca lamele turbinei dau o lovitura aruncatoare in locul unei lovituri asemanatoare cutitului. „Din perspectiva ingineriei, o lama groasa creeaza o zona de presiune care ajuta la eliminarea materialului din calea sa, aproape ca un airbag pentru peste, astfel incat impactul este minim”, spune Abe. Acest design evita, de asemenea, necesitatea unui „cos de gunoi” – un ecran fin folosit in mod traditional pentru captarea resturilor la intrarea in turbina, instalat adesea pentru a mentine pestii mici in afara masinilor.

Clima rezistenta

Abe a cofondat Natel Energy impreuna cu sora sa Gia Schneider, de asemenea inginer si director executiv al companiei; impreuna, au recunoscut ca abordarea conventionala a energiei hidroenergetice nu era potrivita conditiilor moderne, deoarece modelele de ploaie si vreme se schimba. Deoarece seceta extinsa sau inundatiile ameninta regiunile din intreaga lume si schimbarile climatice determina modele meteorologice neobisnuite, forma reimaginata a energiei hidroenergetice a lui Natel poate face de fapt bazinele hidrografice mai adaptabile.

„Schimbarile climatice reprezinta schimbarea apei”, explica Gia. „Am vazut o oportunitate de a regandi instalatiile hidroenergetice cu tehnici de inginerie civila si de mediu, folosind turbine sigure pentru pesti, invatare automata si imagini prin satelit.” Intr-adevar, variabilitatea climatica extrema de la an la an si precipitatiile imprevizibile vor face doar solutiile inovatoare mai urgente. Daca este realizata in mod durabil, hidroenergia poate functiona ca o sursa de combustibil verde cu o serie de beneficii secundare, inclusiv controlul inundatiilor, irigatii, atenuarea secetei si aprovizionarea cu apa.

Turbina Natel este asociata cu tehnologia prin satelit care permite operatorilor de centrale hidroelectrice sa monitorizeze conditiile schimbatoare ale bazinului apei, cum ar fi primavara „verde” (adica cand zapada se topeste si plantele incep sa creasca) si prognozeaza mai precis fluxul de apa. Pe masura ce conditiile de pe teren se schimba, acest software foloseste invatarea automata pentru a crea modele in timp real ale peisajului inconjurator, care, la randul lor, permit previziuni mai precise ale apei.

„Conceptul … este destul de important pentru viitorul energiei hidroenergetice, deoarece ofera o alternativa durabila din punct de vedere ecologic la sistemele hidroenergetice mai conventionale”, spune Stephen Amaral, principal biolog in domeniul pescuitului la Alden Research Labs din Massachusetts. Alden Labs lucreaza pentru a rezolva problemele de inginerie si de mediu legate de flux in toate industriile. Anul trecut, compania a efectuat o serie de teste de lovire a lamei folosind un aparat special conceput, care le-a permis sa expuna pesti anesteziati la diferite viteze si geometrii ale lamei turbinei. „Cele mai recente teste au fost cu turbinele Natel”, spune Amaral. „Am putut demonstra ca supravietuirea pestilor a fost imbunatatita cu [turbina].” 

Castorii creeaza baraje care fac ca raurile sa se revarseze si sa se scufunde, ajutand la reumectarea zonei mai largi (Credit: Getty Images)

Viziunea lui Natel, numita Restoration Hydro, se indeparteaza de barajele conventionale de mari dimensiuni catre o abordare mai distribuita bazata pe biomimicie. Inainte de interventia umana si de crearea apeductelor si canalelor, majoritatea raurilor din America de Nord erau infundate cu resturi lemnoase si baraje de castori. Cascadele care imita structurile de castori determina incetinirea apei, creand iazuri mici si zone umede; acest lucru ofera suficient timp pentru ca apa sa se scurga in pamant, ceea ce la randul sau ridica panza freatica. O panza freatica mai inalta inseamna mai multa depozitare a apelor subterane, ceea ce ajuta bazinele hidrografice sa iasa din intinderi lungi de seceta.

Aceste sisteme distribuite conectate sunt concepute special pentru a restabili conectivitatea fluviala pentru pesti si alte specii salbatice, pentru a spori canalizarea alimentarii cu apa si productivitatea agricola si pentru a sprijini mijloacele de trai si dezvoltarea socio-economica a comunitatilor locale, facand sistemul Natel o alegere evidenta pentru tarile in curs de dezvoltare. „Abordarea noastra este una distribuita”, spune Gia, „cu proiecte individuale mai mici, care sunt legate in grupuri operate in coordonare, astfel incat sa putem genera hidroenergie fara baraje mari”.

Deoarece centralele hidroenergetice pot genera imediat energie la retea, ele furnizeaza energie esentiala de rezerva in timpul intreruperilor majore de energie electrica sau intreruperi (energia de apa a fost de fapt la mare cautare in timpul crizei Covid-19, deoarece productia de electricitate a fost putin afectata din cauza gradul de automatizare in instalatiile moderne).

Desi este inca in faza incipienta, turbina Natel Energy este deja operationala: compania a deschis prima centrala hidroenergetica in 2019 in Statele Unite, iar o a doua este in constructie, cu punerea in functiune planificata pentru sfarsitul acestui an. Intrucat companiile din intreaga lume urmaresc trecerea la o retea cu emisii reduse sau zero de carbon, turbinele mai bine concepute pot contribui la obtinerea unei fiabilitati ridicate si a stocarii energiei, imbunatatind rezistenta la clima, mentinand in acelasi timp somonul inotand fericit in amonte.

Emisiile din calatorii necesare pentru a raporta aceasta poveste au fost 0 kg CO2: scriitorul a intervievat surse de la distanta. Emisiile digitale din aceasta poveste sunt estimate la 1,2g – 3,6g CO2 pe pagina vizualizata. Aflati mai multe despre modul in care am calculat aceasta cifra aici .

Alaturati-va unui milion de fani Viitor placandu-ne pe  Facebook sau urmati-ne pe  Twitter  sau  Instagram .

Daca ti-a placut aceasta poveste,  inscrie-te la buletinul informativ saptamanal bbc.com , numit „Lista esentiala”. O selectie selectata de povesti de la  BBC FutureCultureWorklife si  Travel , livrate in casuta de e-mail.