Ekologie vodních elektráren a jejich dopad na životní prostředí

Vodní energie je důležitý zdroj zelené elektřiny, který má pevné místo i v České republice. Její popularita je dána dlouholetou tradicí i postupným přechodem k udržitelnosti a snaze o snížení uhlíkové stopy. Jak vodní energie funguje a jaké má využití u nás i ve světě?

Jak funguje vodní energie

Vodní energii využíváme již od středověku. Síla vodních toků usnadňovala přesun lidí i materiálu, později s pomocí vodního kola sloužila k pohonu mlýnů nebo pil. Z vody získáváme potenciální nebo kinetickou energii.

• Kinetická energie využívá pohyb vody a závisí na rychlosti proudu
• Potenciální energie využívá působení gravitace a závisí na výškovém rozdílu hladin

Dnes pro přeměnu vodní energie na elektrickou využíváme účinnější turbíny připojené na generátor. Rovnotlaké turbíny využívají pouze kinetickou, zatímco přetlakové také potenciální energii. Nejdéle používaná je Francisova turbína, jejíž výhodou je možnost využití také jako čerpadlo v přečerpávacích elektrárnách. Další rozšířené typy jsou Kaplanova, Peltonova a Bánkiho turbína. Každá je vhodná pro jiný spád i princip vodní elektrárny.

Vodní energie: Výhody a nevýhody

Hlavní výhodou vodní energie je bez pochyb obnovitelnost zdrojů a eliminace emisí skleníkových plynů při produkci. V České republice nejsou podmínky pro její získání ideální, přesto tvoří velkou část tzv. zelené elektřiny. Voda má vysokou hustotu a malý proud zajistí velké množství energie, zejména v porovnání například s větrnou elektrárnou. Dokáže také produkovat elektřinu téměř okamžitě. Velký potenciál v sobě ukrývá možnost využití mořského vlnění či střídání přílivu s odlivem.

Vodní elektrárny lze využít také k akumulování energie z jiných zdrojů, například solární energie. Vodní přehrady a nádrže navíc často slouží jako ochrana před povodněmi, zdroj pitné vody nebo pro rekreaci.

Čtěte také: Životní prostředí Petrohradu

Nevýhodou je určitý dopad na životní prostředí, především na vodní živočichy a rostliny. Jejich stavba i údržba je velmi nákladná a životnost turbín samozřejmě není nekonečná, což s sebou přináší další ekologickou stopu. Kontroverzní je také riziko protržení přehrady.

Vodní elektrárny ve světě

Největší producenti vodní energie jsou Čína, Kanada, Brazílie a USA. V Číně stojí čtyři z deseti největších vodních elektráren na světě. Ta nejrozsáhlejší má hráz dlouhou přes dva kilometry a rozloha vodní plochy je dvakrát větší než Praha.

Dnes vodní energie dodává asi 16 % celkového množství elektřiny ve světě. V některých zemích je ale poměr mnohem vyšší. Například v Norsku vodní energie tvoří celých 99 %, ve Švýcarsku i v Kanadě 60 %.

Vodní elektrárny v ČR

Poměr vodní energie v České republice na celkové spotřebě tvoří pouze 5 %, přesto jsou vodní elektrárny důležité. Po celé zemi najdeme průtočné vodní elektrárny na řekách, přehrady s akumulačními elektrárnami i přečerpávací elektrárny. Přečerpávací vodní elektrárny využívají dvě vodní nádrže položené v různé výšce. S jejich pomocí je možné uchovat přebytek vyrobené elektrické energie na později. Často proto doplňují větrné či solární elektrárny, u kterých nelze ovlivnit kdy a kolik energie vytvoří.

Největší elektrárna v Česku je přečerpávací elektrárna Dlouhé stráně, která je oblíbeným turistickým cílem v Jeseníkách. Další jsou například vodní elektrárna Dalešice, Orlík, Slapy a Lipno.

Čtěte také: Ekologické aspekty vody v podniku

Dopad malých vodních elektráren na říční ekosystémy

Malé vodní elektrárny (MVE) spolu s jezy představují významný negativní antropogenní tlak na vodní toky. Mezi nejzásadnější dopady patří ztráta kontinuity toků, změny hydromorfologických podmínek a dopady na biologické oživení. Důsledkem fragmentace toků jsou často slabé, oddělené populace. Při provozu hydroenergetiky dochází navíc často k přímému zraňování, poškozování či usmrcování jedinců.

Na jezech s malými vodními elektrárnami se střetávají dva zájmy: zvyšování kapacity obnovitelných zdrojů energie a obnova ekosystémů. Asociace hydroenergetiků ČR eviduje 1572 malých vodních elektráren s výkonem od jednoho kilowattu do deseti megawattů. Celkový instalovaný výkon dosahuje podle Energetického regulačního úřadu hodnoty 348 MW, ročně MVE vyrobí okolo jedné terawatthodiny elektrické energie.

Podle Komory obnovitelných zdrojů energie a Cechu provozovatelů malých vodních elektráren je v Česku potenciál pro stovky malých vodních elektráren. Člen cechu Miroslav Tůma považuje za zásadní problém pro rozvoj stávajících elektráren „nepřátelskou atmosféru směrem k oboru MVE“.

Rybí přechody jako řešení

Vodní elektrárna se dnes bez rybího přechodu nesmí postavit. Rybí přechod je v podstatě členitá kamenitá strouha, kterou ryby mohou plout po proudu i proti němu. Mezery mezi jednotlivými balvany se často zanášejí naplaveninami, takže je nutné rybochod čistit.

Odborníci z branže se shodují, že Planá patří v Česku mezi vodní díla se šetrnějším provozem a právem se honosí přívlastkem „fish-friendly“. Má totiž Archimédovu turbínu, známou také jako šroubovou či šnekovou, kterou by ryby měly proplouvat nezraněné. V Česku nicméně převládají spíše „lopatkové turbíny“, jako je třeba Kaplanova.

Čtěte také: Nerezová ocel a životní prostředí

Podle publikace Migrace ryb a migrační prostupnost vodních toků Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích se většina rybích přechodů v tuzemsku buduje v souvislosti s obnovou či výstavbou nových malých vodních elektráren, tedy bezkoncepčně a v podstatě nahodile. Migrace ryb je přitom pro říční ekosystém klíčová.

Vliv turbín na ryby

Tým výzkumníků německého Leibnizova institutu sladkovodní ekologie a vnitrozemského rybolovu v roce 2022 zveřejnil v časopise Conservation Biology první globální analýzu 122 vodních elektráren různých velikostí. V průměru 22,3 procenta všech ryb procházejících turbínami bylo zabito nebo vykazovalo vážná, potenciálně smrtelná zranění.

Výhodou Archimédových šroubů je podle Petra Dvořáka jejich pomalejší pohyb. „Kaplanovy turbíny mají třeba 300 otáček za minutu, ryby nemají šanci bez úhony proplout. V Německu jsou v tomhle obecně dál. Tam není výjimka, že se elektrárna dohodne s ochránci a třeba pro lososa na týden vypne provoz,“ říká Dvořák.

Výrobní podpora a nutná změna přístupu

V současné době je hydroenergetika podporována přímo v podobě plateb na obnovitelné zdroje energie (OZE) spotřebiteli v ceně za odebranou el. energii. Výše vybíraných plateb stanovuje každoročně Energetický regulační úřad (ERU). Pro jednotlivé výrobny (MVE, provozovny) = zdroje, byly při jejich výstavbě, nebo obnově, vzhledem k nastaveným energetickým charakteristikám MVE, např. instalovanému výkonu, k danému datu uvedení do provozu, předem jasné dlouhodobé „dotační podmínky = podpora“.

Budoucnost vodní energie

Neutichají diskuze ohledně dopadu vodních elektráren na životní prostředí i jejich vysoké ceny. Technologie se ale neustále vyvíjí, proto očekáváme vyšší efektivitu, nižší náklady na provoz i ekologičtější přístup. Zelená elektřina je naší budoucností a vodní energie patří k hlavním zdrojům.

tags: #ekologie #vodních #elektráren #dopad #na #životní

Oblíbené příspěvky:

• MT9 a MT10 ve Středočeské pahorkatině
• Tipy pro flexibilní odpad u umyvadla
• Pohled na odpadové hospodářství
• Co dělat při ztrátě dokladu o likvidaci vozidla?
• Více o hrozbě vyhynutí orangutanů