Солнечная энергия может помочь остановить резкое сокращение мигрирующих рыб

Опубликованный недавно отчет показал, что во всем мире мигрирующая пресноводная рыба сократилась на 76% с 1970 года.

Этот результат присоединяется к растущему и удручающему списку драматических сокращений биоразнообразия и дикой природы. Однако в нем также подчеркивается сохраняющаяся угроза продовольственной безопасности для многих регионов мира.

Пресноводные рыбы являются основным источником белка для по меньшей мере 200 миллионов человек во всем мире, особенно в сельских общинах Азии и Африки, и мигрирующие рыбы часто являются основным компонентом сбора пресноводной рыбы. Например, мигрирующие рыбы составляют примерно одну треть от общего объема добычи в бассейне реки Меконг, крупнейшего в мире пресноводного промысла, который ежегодно составляет более 2 миллионов тонн, что составляет почти 20% от общемирового объема добычи пресноводной рыбы.

Но какое отношение это снижение численности мигрирующих рыб имеет к энергетике?

Довольно значительное, на самом деле. Плотины гидроэлектростанций являются одной из основных причин сокращения численности мигрирующих рыб, а расширение гидроэнергетики является ключевой угрозой для некоторых из крупнейших потоков мигрирующих рыб, которые еще остаются.

Таким образом, развитие гидроэнергетики вызывает ряд сложных компромиссов между энергетической и продовольственной безопасностью. Еще более усугубляя проблему, основная технология, направленная на управление этими компромиссами — структуры рыбных проходов — имеет относительно плохой послужной список, особенно в тропических реках, где они в настоящее время предлагаются в качестве смягчения последствий для гидроэнергетики.

Ограничения структур рыбного прохода для смягчения воздействия на мигрирующих рыб подчеркивают важность планирования и инвестиционных стратегий, которые могут в первую очередь избежать такого воздействия.

Существует несколько ключевых факторов, которые заставляют мигрирующих рыб двигаться, включая доступ к сезонным пищевым ресурсам и, что особенно важно, к конкретным местам обитания для нереста. Граждане Соединенных Штатов и Европы должны быть хорошо знакомы с этими потребностями мигрирующих рыб и тем, как они могут столкнуться с гидроэлектростанциями: в реках по всей территории США и Северной Европы некогда огромные потоки лосося сократились до крошечных остатков из-за плотин, блокирующих доступ к нерестилищам.

Река Колумбия является ярким примером таких конфликтов и компромиссов. До строительства плотины и других воздействий ежегодно в систему реки Колумбия возвращалось до 16 миллионов взрослых лососей. Сегодня гидроэнергетика в бассейне реки Колумбия вырабатывает 100 миллиардов кВт-часов электроэнергии, что составляет 40% годовой выработки гидроэнергии в США, но лосось сократился до 2 миллионов возвращающихся взрослых особей, почти на 90%.

Короче говоря, мигрирующим рыбам нужны реки, которые свободно текут между тем местом, где они берут начало, и тем, где они хотят быть. Во всем мире только 1/3 длинных рек остаются свободными, и плотины являются основным источником фрагментации этих рек, причем большинство из них являются гидроэлектростанциями. Эта широко распространенная потеря свободных рек является одной из ключевых причин столь резкого сокращения численности мигрирующих рыб.

Неужели компромиссы между производством энергии и мигрирующими рыбами должны быть такими серьезными?

Большая часть надежд на сокращение этих компромиссов была возложена на рыбопропускные сооружения. Это имеет интуитивный смысл: если построенное сооружение — плотина — преграждает путь мигрирующим рыбам, то достаточно построить дополнительные сооружения — рыбную лестницу или даже лифт — чтобы рыба могла перебраться через завал.

Технологии прохода рыбы первоначально были разработаны для лосося, и проектировщики прохода не могли выбрать лучших кандидатов, чтобы бросить их на свои спроектированные арены, чтобы увидеть, работают ли они: лосось — сильный пловец, известный своей прыгучестью.

Обзор всех рецензируемых исследований эффективности прохода рыбы в 2012 году показал, что проход рыбы работает гораздо лучше для лосося, чем для других видов рыб; в среднем структуры имеют 62% успеха для лосося, плавающего вверх по течению.

Это число может показаться разумным компромиссом, но учтите, что большинство рек имеют не одну гидроэлектростанцию, а несколько подряд (нерка, стремящаяся вернуться в нерестилища в верховьях реки Снейк, должна преодолеть двенадцать!). При 62% успеха на каждой плотине мигрирующая популяция лосося сократится до 38% от ее первоначальной численности после двух плотин и 23% после трех.

И это быстрое снижение происходит с видами, которые являются Кэти Ледеки и Майклом Фелпсом из рыбных пловцов. То же самое исследование показало, что все другие виды рыб имели коэффициент успеха выше по течению только 21%. При таком более низком уровне успеха миграционная популяция, мигрирующая вверх по течению, упадет всего до 4% от числа тех, кто начал путешествие только после второй плотины на реке (см. рисунок ниже).

При среднем проходе рыбы (кроме лосося) в верхнем течении 21%, после двух плотин с при среднем пролете рыбы только 4% первоначальной популяции все еще будут мигрировать

В настоящее время в качестве смягчения воздействия гидроэнергетики на виды рыб, имеющие мало общего с лососем, предлагаются рыбопропускные сооружения. Или, скорее, сотни видов рыб, которые имеют мало общего с лососем.

В то время как проход рыбы по лососевой реке на Тихоокеанском северо-западе США может быть рассчитан на десять видов рыб, все они относительно сильны в плавании, проход рыбы по реке, подобной Меконгу, должен вместить сотни видов, начиная от миниатюрного Трея Рила, который весит столько же, сколько мышь, до массивного гигантского сома Меконга, который весит столько же, сколько медведь гризли. Одни — сильные пловцы, другие — нет. Одни плавают у поверхности, другие — на дне.

Несмотря на это головокружительное разнообразие и сложность, и несмотря на то, что почти нет примеров существующих проектов, которые решали бы аналогичные проблемы, конструкции рыбоходов предлагаются в качестве решений для смягчения воздействия на мигрирующую рыбу от плотин, включая Шаябури на реке Меконг в Лаосе, который начал функционировать в прошлом году и является первым из 11 предложенных плотин в низовьях Меконга.

Строящаяся плотина ГЭС Нам Тха 1 на притоке Меконга, одна из десятков
плотин в бассейне Меконга, которые уменьшили среду обитания, доступную для мигрирующих рыб

Во время строительства Хаябури лаосские чиновники показали видео, иллюстрирующее, как рыба будет перемещаться по проходным сооружениям. По-видимому, признавая, что видео выявило сложный набор проблем для рыб, чтобы преодолеть, Reuters цитирует чиновника, сказавшего: «Возможно… мы должны обучать рыбу, как использовать лифт».

Учебные программы для рыб вряд ли дадут много знаний. Но последние пять лет дали драматическое образование тому, как быстро могут развиваться энергетические варианты – драматическая эволюция энергетических технологий, которая может исключить необходимость для стран пытаться решить компромиссы между гидроэнергетикой и рыбой, используя вчерашние технологии прохода рыбы.

Революция в области возобновляемых источников энергии — резкое снижение стоимости ветровой и солнечной генерации и быстрое совершенствование технологий хранения и управления сетями — теперь позволяет странам развивать энергетические системы с низкой стоимостью и низким содержанием углерода, избегая при этом гидроэлектростанций, оказывающих большое негативное воздействие на сообщества или природные ресурсы, такие как мигрирующие рыбы.

В то время как несколько запланированных плотин на Меконге все еще продвигаются вперед, неясно, смогут ли они обеспечить финансирование, даже если инвестиции в регион быстро перетекают в сторону ветра и солнца. Установленная мощность солнечных фотоэлектрических установок во Вьетнаме увеличилась в 40 раз с 2018 года (134 МВт) по 2019 год (5500 МВт). Лаос недавно предложил солнечный проект мощностью 1200 МВт, который будет состоять из панелей, плавающих на гидроэлектростанции. Инвестиции в солнечную энергию также быстро растут в Камбодже, чему способствовал аукцион, на котором была установлена рекордно низкая цена на электроэнергию в Юго-Восточной Азии — 0,03877 доллара за киловатт-час.

Эти тенденции в стоимости солнечной энергии и инвестициях, вероятно, способствовали недавнему решению Камбоджи приостановить на десять лет строительство гидроэлектростанции на Меконге в Самборе, проект, описанный как «наихудшее возможное место [на Меконге] для строительства крупной плотины», в значительной степени из-за его прогнозируемого массового негативного воздействия на мигрирующих рыб.

Таким образом, технологические прорывы революции возобновляемых источников энергии могут в конечном итоге решить великую проблему примирения энергетики и мигрирующих рыб, проблему, которую технологии рыбоперехода не смогли решить. Выполнение этого обещания потребует, чтобы страны и финансирующие организации уделяли особое внимание планированию и политике максимизации инвестиций в технологии, которые могут облегчить давление при строительстве гидроэлектростанций с большими компромиссами. Для сетей, которые все еще нуждаются в новой гидроэнергетике, эти плотины могут быть размещены в основном в местах, которые минимизируют воздействие на свободные реки, и, таким образом, мигрирующие рыбы, например, выше по течению от существующих плотин.

В речных бассейнах со зрелыми системами гидроэнергетики добавление или улучшение прохода рыбы по существующим дамбам может принести пользу мигрирующим рыбам. Однако наибольшие улучшения для миграции рыб, скорее всего, будут достигнуты за счет удаления старых плотин, таких как на реке Эльва (штат Вашингтон) и 120-футовой плотины Везен на реке Селюн во Франции.

Потоки мигрирующих рыб могут резко восстановиться после удаления плотины, например, речная сельдь увеличится от нескольких тысяч до нескольких миллионов через несколько лет после удаления плотины на реке Пенобскот (штат Мэн). А на таких реках, как Меконг, приятно нисходящие кривые стоимости солнечной энергии, ветра и хранения, потенциально могут поддерживать свободное течение как рек, так и мигрирующих рыб.

Елизавета Коробкова

Редактор ЭНЕРГОСМИ.РУ