این نوشتار مصاحبه‌ای است با مایک و کوتانت از بخش علوم زیست محیطی‌آزمایشگاههای ملی (ORNL) آمریکا. این دو در پی یافتن مسائل مربوط به گسترش منابع‌برق تولیدی از نیروگاه های آبی (برق آبی) هستند. این آزمایشگاهها انجام ارزیابی و مطالعات‌دیگر را به همراه صدور مجوز برای طرحهای نیروگاههای آبی در کمیسیون فدرال قانونگذاری انرژی (FERC)، بر عهده دارند. به علاوه آنها در زمینه روشهای اجتناب یاکاهش اثرات زیست محیطی این طرحها، تحقیقاتی را برای وزارت انرژی آمریکا و برخی‌دیگر از مراکز انجام داده و به آژانسهای دولتی و فدرال و نیز بخش خصوصی، مشاوره‌می‌دهند. مایک مسوول گروه Hydrosystems در بخش مطالعات اکوسیستمها و مدیر برنامه طرحهای FERC در بخش انرژی و >کوتانت< نیز یک اکولوژیست در بخش علوم‌زیست محیطی است.* چرا تولید برق از سدها برای آمریکا،اهمیت دارد؟
مایک: در حال حاضر انرژی موجود در آب جاری، سهل الوصول‌ترین، تجدیدشونده‌ترین و تمیزترین منبعی است‌که برای تولید برق در کشور در اختیار است.این منبع در بیشتر مناطق کشور که دارای‌بارندگی زیاد بوده و یا در مناطق کوهستانی،قابل دسترسی است. ذکر این نکته ضروری است که انرژی برق آبی مهمترین منبع‌تجدیدپذیر انرژی برای آمریکا بوده و نسبت‌به انرژی زمین گرمایی، زیست توده(Biomass)، انرژی خورشیدی و باد قابل‌اعتمادتر، کاراتر و ارزانتر است. تمیزترین‌منبع نیز از آن جهت است که فاقد انتشاردی‌اکسید کربن، دی‌اکسید گوگرد، اکسیدهای‌نیتروژن یا هرگونه آلودگی هواست. به علاوه‌زائدات جامد یا مایع نیز تولید نمی‌کند.
انرژی برق آبی ارزانترین منبع برق درآمریکاست. هر کیلووات ساعت برق تولیدی به این روش فقط نیازمند 0/6 سنت هزینه‌برای راهبری، تعمیر و نگهداری است و این درحالی است که این هزینه برای نیروگاههای اتمی و زغال سنگی به ترتیب 2/2 و1/2سنت به ازای هر کیلووات ساعت است. درمنطقه ما یعنی دره تنسی، نرخ برق پایین بوده و دلیل اصلی آن نیز وجود سهم زیاد برق‌حاصل از سدهاست.
در حال حاضر انرژی برق آبی از اجزای‌اصلی بیشتر سیستمهای تولید برق جهان است. این انرژی یک پنجم از انرژی مصرفی‌در کل جهان را تامین کرده و بعد از انرژی‌فسیلی در رتبه دوم منابع تولید برق است. در آمریکا قبلا این انرژی تامین 14 درصد ازمصرف برق را بر عهده داشت و در حال حاضرتامین کننده 10 درصد برق کشور است.نیروگاههای آبی آمریکا سالانه معادل 500میلیون بشکه نفت، انرژی تولید می‌کنند. البته سهم این انرژی در مناطق مختلف کشور،تفاوت دارد مثلا در ایالتهای اطراف کوهRocky این انرژی تامین کننده 14 درصد برق‌است و در Pacific Coast این رقم به 63 درصدمی‌رسد. در Northwest Pacific که شدیدا متکی به انرژی برق آبی است حدودا دو سوم‌برق مصرفی از 58 سد بزرگ و کوچک تامین‌می‌شود.
* وضعیت منابع ملی انرژی برق آبی به‌چه صورت است؟
مایک: تقریبا نیمی از پروژه‌های نیروگاه‌آبی آمریکا به صورت فدرال و نیمی به صورت‌غیر فدرال است. پروژه‌های غیر فدرال ازکمیسیون فدرال قانونگذاری انرژی (FERC)موافقتنامه‌های 50 ساله دریافت می‌کنند که‌باید هر دوره تجدید شود. برای مثال تعدادی‌از 156 پروژه تولید انرژی برق آبی که در سال1943 ساخته شده باید پیش از تجدیدموافقتنامه، اصلاحاتی را برای دستیابی به‌استانداردها انجام می‌دادند. گاهی نیز برای‌حفاظت از محیط زیست باید این اصلاحات‌انجام شوند که در این مورد
می‌توان به کاهش‌جمعیت ماهیان آزاد در منطقه
Pacific Northwest اشاره کرد. در بعضی مواردبه جای تجدید موافقتنامه، این کمیسیون‌ممکن است تصمیم بگیرد که سد را حذف کرده و برای کمک به مهاجرت ماهیان آزاد،جریان آزاد رودخانه را حفظ کند. این‌تصمیمات می‌تواند منجر به کاهش تولیدبرق و افزایش حدود هشت درصدی در نرخ‌برق برای مصرف کنندگان این منطقه شود.
طبق قرارداد منعقده میان ما و وزارت‌انرژی آمریکا و کمیسیون مذبور،آزمایشگاههای ORNL ارایه دهنده مشاوره‌در زمینه اصلاحاتی هستند که نیروگاههای‌آبی برای اخذ موافقتنامه باید به مورد اجرا بگذارند. این آزمایشگاهها از توسعه‌نیروگاههایی که همخوان با محیط زیست باشند، حمایت می‌کنند.
* اگر نیروگاه متوقف شود، به چه صورت‌جایگزینی انجام خواهد شد؟
مایک: احتمالا در مناطقی از آمریکا که ازانرژی برق آبی برای زمانهای اوج مصرف‌استفاده می‌کنند، اثرات حذف تولید برق (طی‌اخذ مواد موافقتنامه مجدد) شدیدتر از مناطق‌دیگر است. در این سدها مقدار زیادی آب‌ذخیره میشود تا هنگام اوج مصرف، سریعا توربینها را به جریان اندازد. ایجاد نوسانات‌سطح آب رودخانه هنگام این عملیات، اثرات‌نامطلوب زیست محیطی و اجتماعی درپی دارد. باتوجه به حساسیت کنونی نسبت‌به مسائل زیست محیطی، چنین پروژه‌هایی مجاز به ادامه این عملیات نیستند. برای رفع‌مشکلات در دوره‌های اوج مصرف، می‌توان ازنیروگاه توربین گازی، نیروگاه زغال سنگی یا برنامه‌های ذخیره سازی و تشویق به منظورمصرف کمتر انرژی استفاده کرد.
کوتانت: باید توجه داشت که اگر قسمتی ازظرفیت برق آبی کاهش یابد، دیگرقسمتهای شبکه برق می‌توانند آن را تامین‌کنند. به همین دلیل است که کانادایی‌ها درمورد فروش انرژی برق آبی به آمریکا نگران هستند. قابل ذکر است که بزرگترین منبع‌خارجی برق برای آمریکا، شرکت Qubec Hydroاست که برق بسیار زیادی رابه New England و شهر نیویورک می‌فروشد.هر چند Pacific Northwestمی‌تواند برق بیشتری وارد کند ولی این موضوع، مساله‌موازنه پرداختها را بغرنج‌تر می‌کند. باید گفت که پروژه‌های بزرگ تولید انرژی برق آبی‌کانادا، دارای اثرات زیست محیطی شدیدی است.
* علاوه بر تولید تمیز برق، دیگر منافع‌نیروگاههای آبی چیست؟
مایک: مخازن پشت این گونه سدها دارای‌ارزش تفریحی است چون می‌توان از آنجابرای ماهیگیری، قایقرانی، اسکی روی آب وشنا استفاده کرد. آنجا می‌تواند سکونتگاه‌مناسبی برای ماهی، پلیکان، غاز، عقاب وعقاب دریایی باشد. به علاوه برای تامین آب‌نیز مخزن مناسبی بوده و می‌تواند هنگام‌سیل به کنترل آن کمک کرده و فرسایش خاک را به حداقل برساند. معمولا با گسترش‌این سدها و نیروگاهها، فرصتهای تفریحی‌نیز بیشتر میشود.
* اثرات منفی ناشی از پروژه‌های‌نیروگاههای آبی چیست؟
کوتانت: از آنجا که بیشتر پروژه‌های‌نیروگاههای آبی دارای سد است، سکونتگاه رودخانه با یک سکونتگاه دریاچه‌ای‌جایگزین میشود. بنابراین سکونتگاه‌حیات‌وحش خشکی و سکونتگاه ارگانیزمهای‌آب رودخانه یا نابود شده و یا به صورت یک‌مخزن در آمده که ارگانیزمهای خاص خود رادارد. در ایالت تنسی می‌توان به Little Tennessee RiverوTellico Lake اشاره کرد. بزرگترین مساله در منطقه Northwestمسدود شدن حرکت رو به پایین‌و رو به بالای ماهیان است. ماهیان آزاد بایدبتوانند برای تولید مثل از اقیانوس به بالادست یعنی مناطق تخم ریزی مهاجرت کنند.وجود سدها حتی با ساخت پلکان برای کمک‌به بالا رفتن ماهیان نیز باعث تغییر الگوی‌مهاجرت این ماهیان میشود. تعداد گونه‌هایChinook ,Sockeye ,Coho که روزگاری درمنطقه Northwest بسیار زیاد بود، یا در لیست‌گونه‌های در معرض خطر بوده و یا به زودی در این لیست قرار خواهد گرفت. به‌دلیل وجود نیروگاههای آبی، این گونه‌ها دربالای لیست قرار دارند. با این وجود اساسٹ این‌سدهای فدرال هستند که مسوول کاهش‌عمده جمعیت ماهیان آزاد منطقه Pacific Northwestاز 16 میلیون به 300هزار ماهی وحشی در سال، هستند. در انتهاباید گفت که تولید انرژی برق آبی با تقویت‌حفاظتهای زیست محیطی، کاهش خواهدیافت. مشکل عمده دیگر ورود ماهیان جوان‌به پایین دست و اقیانوس است چون عبور ازتوربین نیروگاه باعث مرگ آنها خواهد شد.گسترش سدهای برق آبی به چند صورت‌دارای اثرات منفی بر کیفیت آب است. از بین بردن درختان منجر به فرسایش خاک‌شده و رسوباتی را فراهم خواهد کرد که‌می‌تواند باعث انسداد شود. تراوش آب ازسرریزهای سد می‌تواند باعث فوق اشباع‌شدن آب از گازهای موجود در هوا شود. این‌حبابهای گاز در داخل بافتهای ماهی جذب‌شده و می‌تواند باعث بیماری و در نهایت‌مرگ ماهی شود. فوق اشباع شدن آب از گاز، مشکل مهمی در رودخانه کلمبیا بود. آنهادریافتند که وجود فشار زیاد ناشی از سقوطآب از سر ریزهای سد (به درون مخزن) باعث‌می‌شود که گازهای اتمسفری در آب، محلول‌شده و مخزن به صورت فوق اشباع در آید.پایین بودن کیفیت آب باعث بروزاشکال، برای حیات دریایی دره تنسی شده است چون جریان طبیعی رودخانه‌ها درتابستان کم است و بنابراین چند لایه در آب‌به وجود می‌آید یعنی آب گرمتر در بالا و آب سردتر در پایین قرار می‌گیرد. چون امکان‌رساندن هوا به لایه‌های زیرین وجود ندارد،در این لایه‌ها اکسیژن، کاهش می‌یابد. ازآنجا که این لایه‌ها بسیار سرد بوده و اکسیژن‌محلول آن نیز کم است، ماهیان نمی‌توانند درآنجا زندگی کنند.
زمانی که آب لایه‌های زیرین، از توربین‌نیروگاه عبور می‌کند چون دارای اکسیژن‌محلول کمی است می‌تواند باعث غیرقابل‌سکونت شدن رودخانه پایین دست سد شود.به علاوه نبود اکسیژن در آب لایه‌های زیرین باعث میشود که بعضی از فلزات موجود درسنگهای اطراف، راحت‌تر در آب حل شوندواین فلزات در رودخانه پایین دست سد آزاد شده و مشکل آفرین می‌شوند. مایک: مساله دیگر سدها آن است که حتی‌اگر کیفیت آب تخریب، نشود، باید گفت که‌تغییر هیدرولوژی طبیعی رودخانه می‌تواندباعث تغییرات عمده در سکونتگاه شود. این‌مساله تحت عنوان مسائل instreamflowنامیده میشود. اگر مقدار آبی که از سد خارج‌شده و وارد پایین میشود، به صورت فصلی یاکوتاه مدت و حتی ساعتی تغییر کند بایددانست که این تغییر بر ماهیان و دیگرارگانیزمها تاثیر خواهد گذارد.
کوتانت: یکی از مزیتهای استفاده ازنیروگاههای آبی برای تولید برق آن است که‌به راحتی می‌توان الگوهای تولید را کنترل‌کرده و الگوهایی برای خروج آب در نظر گرفت‌که با سطح متغیر تقاضا برای برق، همخوان باشد. مثلا در یک روز تابستان بیشترین‌تقاضا متعلق به اواسط روز و بعدازظهر است‌که به تهویه مطبوع بیشتری نیاز است. سطح‌آب رودخانه نیز شبیه یویو عمل خواهد کردیعنی زمانی که تقاضا برای برق زیاد است، سطح آب پایین رفته و زمانی که تقاضا کم‌است، سطح آب بالا می‌آید. در رودخانه‌ای باعمق کم این وضعیت شبیه جزر و مد خواهد بود و باعث میشود ماهی در آب کم عمق یامناطق بدون آب قرار گیرد. به این دلیل بایدبرای حفاظت از محیط زیست، تغییرات دبی آب کنترل شود.
مایک: معمول‌ترین مشکل در صدورموافقتنامه یا تجدید آن برای سدهای نیروگاهی، تعیین کمترین جریان برای‌حفاظت از سکونتگاه آبزیان است چون اگراین جریان خیلی کم باشد، ماهیها و دیگر ارگانیزمها از بین می‌روند. این حداقل جریان،برای حفاظت از انواع منابع طبیعی مثل‌ماهی، مارآبی و درموارد غیرمعمول برای‌حفاظت ازمنابعی مثل فسیل دایناسورها نیزمورد نیاز است. بسته به موقعیت پروژه، جریان خروجی از سد باید تأمین‌کننده نیازافراد در پایین دست سد نیز باشد. در این باره‌می‌توان به کایاک سواران، افرادی که ازرودخانه برای حمل الوار استفاده می‌کنند و یاقبایل بومی آمریکا که در آب رودخانه اعمال مذهبی انجام می‌دهند، اشاره کرد. این جریان‌باید به نحوی تنظیم شود که تمامی این‌علاقه‌ها را تأمین کند.
* آیا می‌توان این مسائل زیست‌محیطی‌را حل کرد؟
مایک: در مورد این سوال باید با قوت گفت‌که در بیشتر موارد جواب آری است. تعدادزیادی از مسائل این نیروگاهها قابل حل بوده و آزمایشگاههای ملی ORNL سهم مهمی دراین زمینه دارد. انتخاب مکان مناسب برای‌سد، طراحی و راهبری مناسب، می‌تواند منجربه حل بیشتر این مسائل شود. همان طور که‌قبلا نیز گفته شد، استفاده از پلکانهای ماهی،هوادهی و کنترل جریان در سدهای بزرگ ازاین گونه راه‌حلهاست. راه‌حلهای‌زیست‌محیطی همواره وجود داشته است یعنی می‌توان فعالیتهایی انجام داد تا اثرات این‌پروژه‌ها را از بین برده و یا به حداقل رسانده ویا در نهایت به نحوی آن را جبران کرد. درپروژه‌های نیروگاه آبی می‌توان کارهایی‌انجام داد تا مشکل را پیش از وقوع، حل کرده‌و یا تخفیف داد. کارشناسان ORNL طی یک‌دهه در تلاش بوده‌اند تا به نحو مؤثری این‌مشکلات را ارزیابی کرده و راه‌حلهایی برای‌آنها ارایه کنند. در حال حاضر نیز ما درحال‌کمک به وزارت انرژی آمریکا هستیم تا با کمک صنعت، برنامه‌ای برای توسعه فن‌آوری‌ساخت این نیروگاهها به صورت همخوان بامحیط زیست ارایه کنیم.
* کوتانت: در سدهای بزرگ در منطقهPacific Northwest پلکانهایی برای ماهی‌تعبیه شده است که ماهیان آزاد بالغ می‌توانندبه کمک آنها از اقیانوس وارد رودخانه شده ودر آنجا تخم‌ریزی ماهیان جوان را انجام دهند. پلکان ماهی نمونه‌ای کلاسیک از این‌راه‌حلهاست. امروزه دریافته‌اند که ماهیان‌مقیم یک منطقه نیز به صورت فصلی برای‌تخم‌ریزی به نواحی دیگر، مهاجرت می‌کنندو از این رو به گذرگاهی برای عبور نیازمندند. در ایالت اورگان، ماهیان دهها مایل دررودخانه کلامات مهاجرت می‌کنند و برای این‌کار گذرگاههایی تعبیه شده است و با عبور ازپلکان ماهی از رودخانه اصلی که محل‌مناسبی برای تخم‌ریزی نیست، به سمت‌محلهایی می‌روند تا تخم‌ریزی کنند. ماهیان‌جوان در رودخانه پراکنده شده و پس ازرسیدن به حد بلوغ، از سد عبور کرده و به‌مناطق اجدادی خود باز می‌گردند تا نسل‌جدیدی را به وجود آورند.