Koszty hydroenergii są podobno równe najniższej cenie energii elektrycznej w porównaniu do wszystkich głównych źródeł energii odnawialnej i paliw kopalnych.
To czyste źródło energii elektrycznej jest uważane za najbardziej dojrzałą, niezawodną i opłacalną technologię wytwarzania energii odnawialnej dostępną na świecie. Operacje związane z energią wodną są zazwyczaj elastyczne w ich projektowaniu i mogą być zorganizowane tak, aby zaspokoić zapotrzebowanie podstawowe i szczytowe.
World Hydropower Electricity Production
Hydropower produkuje około 16% światowej energii elektrycznej i ponad 80% światowej energii odnawialnej.
Obecnie ponad 25 krajów na świecie jest uzależnionych od energii wodnej w 90 % swoich dostaw energii elektrycznej (99,3 % w Norwegii), a 12 krajów jest w 100 % uzależnionych od energii wodnej. Energia wodna wytwarza również znaczną część energii elektrycznej w 65 krajach i jest wykorzystywana na pewnym poziomie przez ponad 150 krajów. Kanada, Chiny i Stany Zjednoczone mają największą zdolność wytwarzania energii wodnej.
Według Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej (IRENA) energia wodna jest najbardziej elastycznym dostępnym źródłem wytwarzania energii. Jest ona również w stanie reagować na wahania zapotrzebowania w krótkim czasie.
„Chociaż inne elektrownie, zwłaszcza konwencjonalne elektrownie cieplne, mogą reagować na wahania obciążenia, ich czasy reakcji nie są tak szybkie i często nie są tak elastyczne w pełnym zakresie mocy. Oprócz elastyczności sieci i usług związanych z bezpieczeństwem (rezerwy wirujące), zapory wodne z dużymi zbiornikami retencyjnymi mogą być wykorzystywane do magazynowania energii w celu zaspokojenia szczytów systemowych lub zapotrzebowania niezależnego od dopływów. Magazynowanie może trwać dni, tygodnie, miesiące, sezony, a nawet lata w zależności od wielkości zbiornika.”
Krajowe Stowarzyszenie Energetyki Wodnej (NHA) podkreśla, że wytwarzanie energii wodnej przynosi korzyści konsumentom poprzez niższe koszty energii elektrycznej. Stany w tym kraju, w których większość energii elektrycznej pochodzi z hydroenergetyki, to Idaho, Waszyngton i Oregon. Mieszkańcy tych stanów mają średnio niższe rachunki za energię niż reszta kraju. Polegając jedynie na sile poruszającej się wody, ceny energii wodnej nie zależą od nieprzewidywalnych zmian w kosztach paliwa.
Przy ocenie czynników kosztowych, energia wodna wykazuje najniższy poziom kosztów energii elektrycznej wśród wszystkich głównych paliw kopalnych i odnawialnych źródeł energii. Ponadto, według najnowszych badań przeprowadzonych przez Navigant Consulting i American Council on Renewable Energy (ACORE), kosztuje ona mniej niż opcje efektywności energetycznej.
Powyższy wykres pokazuje stosunkowo niski koszt energii wodnej pod względem kosztów utrzymania, eksploatacji i paliwa w porównaniu z innymi źródłami energii elektrycznej w całym okresie eksploatacji projektu. W przypadku projektów wodnych dłuższy okres eksploatacji (w badaniu Navigant przyjęto 50 lat) oznacza nie tylko rozłożenie kosztów na dłuższy okres, ale również uwzględnia fakt, że urządzenia do wytwarzania energii elektrycznej wykorzystywane w tych obiektach mogą często pracować przez długie okresy czasu bez konieczności dokonywania większych wymian lub napraw.
Roczna eksploatacja &Koszty utrzymania
W podsumowaniu studium IRENA stwierdza: „Energia wodna jest jedyną dostępną obecnie na dużą skalę i efektywną kosztowo technologią magazynowania. Pomimo obiecującego rozwoju innych technologii magazynowania energii, hydroenergia jest nadal jedyną technologią oferującą ekonomicznie opłacalne magazynowanie na dużą skalę. Jest to również stosunkowo wydajna opcja magazynowania energii.”
IRENA podaje, że średnie koszty inwestycyjne dla dużych elektrowni wodnych z magazynowaniem energii wynoszą od 1 050 USD/kW do 7 650 USD/kW, podczas gdy dla małych elektrowni wodnych wahają się od 1 300 USD/kW do 8 000 USD/kW. Dodanie dodatkowej mocy w istniejących elektrowniach wodnych lub istniejących tamach, które nie mają elektrowni wodnej, może być znacznie tańsze i kosztować zaledwie 500 USD/kW.
Nowe technologie są również postrzegane jako posiadające ogromną obietnicę dla dalszego rozwoju energetyki wodnej, w tym morskiej i hydrokinetyki.
Koszty zainstalowane projektu – w przeciwieństwie do kosztów energii elektrycznej – należy również rozważyć w odniesieniu do energii wodnej. Nie ma standardu, opartego na różnych typach i rozmiarach projektów wodnych oraz liczbie wdrożonych technologii.
Fakty dotyczące hydroenergetyki
Via the Wisconsin Valley Improvement Company:
- W skali światowej, około 20% całej energii elektrycznej jest wytwarzane przez hydroenergetykę.
- Energia wodna dostarcza około 10% energii elektrycznej w Stanach Zjednoczonych.
- Norwegia produkuje ponad 99% swojej energii elektrycznej z energii wodnej.
- Nowa Zelandia wykorzystuje energię wodną do produkcji 75% swojej energii elektrycznej.
- W Stanach Zjednoczonych energia wodna produkuje wystarczająco dużo energii elektrycznej, aby zaspokoić potrzeby 28 milionów klientów indywidualnych. Odpowiada to liczbie wszystkich domów w stanach Wisconsin, Michigan, Minnesota, Indiana, Iowa, Ohio, Missouri, Nebraska, Kansas, Dakota Północna i Południowa, Kentucky i Tennessee.
- Energia wodna może być szybko włączana do sieci, aby zaspokoić gwałtowny wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną i reagować na nagłe potrzeby energetyczne.
- W USA energia wodna jest produkowana średnio za 0,85 centa za kilowatogodzinę (kwh). Jest to około 50% kosztów energii jądrowej, 40% kosztów paliw kopalnych i 25% kosztów korzystania z gazu ziemnego.
Rozwój energetyki wodnej w przyszłości
James Conca, pisząc dla Forbes, stwierdza: „…kraje rozwijające się planują dramatycznie rozszerzyć produkcję energii wodnej w ich desperackiej potrzebie elektryczności i nawadniania.” Nie tylko takie kraje wykorzystują swoje własne zasoby bez rozbijania banku, hydroenergia jest sprawdzona, aby zapewnić niskowęglowe, długoterminowe, niezawodne wytwarzanie energii elektrycznej obciążenia podstawowego.
Ponad 620 zapór hydroelektrycznych jest obecnie w budowie, a około 3000 jest planowanych na najbliższą przyszłość. Most of this hydropower development is taking place in Latin America and Asia.
Concerning future development in this country, the NHA contends hydropower is this nation’s most available, reliable, affordable, and sustainable energy source. Podstawowym wymogiem jest jedynie moc poruszającej się wody, niezależnie od tego, czy są to rzeki, strumienie, czy pływy oceaniczne.”
„Wolna od zależności od zmiennych cen paliw, duża część pieniędzy zainwestowanych w hydroenergetykę pozostaje w Ameryce, a rozbudowa hydroenergetyki stworzyłaby setki tysięcy miejsc pracy w USA.”
Linda Church Ciocci napisała w StarTribune, „Na poziomie krajowym hydroenergetyka przeciwdziała zmianom klimatu bardziej niż jakiekolwiek inne odnawialne źródło energii. Dzięki energii wodnej Stany Zjednoczone unikają około 200 milionów ton metrycznych CO2 rocznie – co odpowiada usunięciu 42 milionów samochodów z dróg.”
Kalkulacje Forbes’a Ciocci pokazują, że obecny poziom rozwoju energetyki wodnej na świecie będzie wymagał około 3 bilionów dolarów inwestycji, aby wyprodukować około 60 bilionów kWh energii elektrycznej do połowy wieku. Pozytywne jest to, że „zapewniłoby to wodę do nawadniania i wystarczającą ilość energii, aby wydobyć prawie miliard ludzi ze skrajnego ubóstwa. I to dużo energii wodnej będzie uniknąć 50 miliardów ton emisji dwutlenku węgla z wejściem do atmosfery,” Conca said.
Wpływ na środowisko
Hydropower może stać wysoki jak szukamy niedrogich odnawialnych źródeł energii. Jednakże, może ona mieć znaczną cenę, w tym zaporę na większości ważnych rzek na Ziemi.
Pisząc dla Vox, kryształowa kula Brada Plumera pokazuje tę potencjalną konsekwencję:
„Jeśli zostanie zbudowana, te zapory mogą zapewnić elektryczność milionom biednych ludzi, którzy jej nie mają. Ale zapory mogą być również niezwykle kontrowersyjne. Niektóre projekty mogą zakończyć się wysiedleniem tysięcy ludzi i zniszczeniem siedlisk rzecznych – o czym Stany Zjednoczone przekonały się na własnej skórze w ubiegłym wieku. Co więcej, ostatnie badania poddają w wątpliwość, czy energia wodna jest tak przyjazna dla klimatu, jak kiedyś sądzono.”