Vodní energetika čelí výzvám spojeným s klimatickými změnami, varují vědci

Vodní energetika je největším světovým zdrojem obnovitelné energie, s instalovaným výkonem přes 1400 GW a roční výrobou přes 4000 TWh. Podle predikcí má její význam dále růst, zejména jako úložiště energie pro balancování sítě. Klimatické změny však představují nové výzvy, které mohou ovlivnit spolehlivost a účinnost tohoto klíčového zdroje. Vědci z Pacific Northwest National Laboratory analyzovali dopady globálního oteplování na vodní energetiku a varují, že extrémní jevy počasí a proměnlivé srážky mohou ohrozit stabilitu dodávek energie.

Vodní energetika je největším světovým zdrojem obnovitelné energie. V roce 2022 bylo na světě instalováno více než 1400 GW výkonu ve vodních elektrárnách, které v posledních letech vyrábějí více než 4000 TWh elektrické energie ročně. Podle predikcí International Energy Agency (IEA) a International Hydropower Agency má instalovaný výkon i objem vyráběné elektřiny nadále růst. S rozvojem větrné a solární energetiky se navíc očekává nárůst role vodních elektráren jakožto úložiště energie či flexibilního zdroje pro balancování sítě.

Kromě růstových predikcí se nicméně očekává, že na fungování vodní energetiky bude mít dopad i změna klimatu spolu s rostoucími globálními teplotami. Ačkoli je vodní energie považována za spolehlivý zdroj, proměnlivost klimatu přináší nové výzvy pro provoz a řízení výroby, zejména kvůli měnícím se vzorcům sezónního počasí, které komplikují přesné predikce.

Nové poznatky do debaty o budoucnosti vodní energetiky přinesli výzkumníci z americké Pacific Northwest National Laboratory (PNNL). Ti analyzovali data z více než 1400 vodních elektráren a porovnali je s klimatickými modely, aby zkoumali, jak by globální oteplování mohlo ovlivnit průtoky a objemy vody. Studie odhalila, že zvyšující se sezónní srážky by mohly v dalších letech mírně zvýšit výrobu vodní energie. Na druhé straně však varují, že klimatické změny a extrémní jevy počasí mohou tyto potenciální přínosy zmařit, protože dostatek vody nemusí být k dispozici ve správný čas.

"Víme, že se klima mění, a víme, že to ovlivní, kolik vody bude k dispozici pro výrobu vodní energie," uvedl Daniel Broman, hydroklimatolog z PNNL a hlavní autor studie.

Tato změna klimatu by mohla dramaticky proměnit dostupnost vody. To je zásadní pro vodní energii, která kromě dodávek elektřiny zajišťuje také vyrovnávání sítě, ochranu před povodněmi a správu vodních zdrojů.

Vědci ilustrují výzvy na vodní energetice v USA

Výzvy, které vodní energetice přináší změna klimatu, ilustrují autoři studie na příkladu využívání vodních zdrojů v severozápadních státech USA. Zde je fungování vodních elektráren pro místní energetiku zásadní – v regionu severozápadního Pacifiku zajišťuje vodní energetika až 60 % místní výroby elektrické energie. Kaskádové pohoří zde poskytuje hojné množství vody z tajícího sněhu, což činí vodní energii stabilním a předvídatelným zdrojem. Vyšší teploty v zimních a jarních měsících ovšem způsobují, že sněhová pokrývka bude tát dříve, což ovlivní množství vody dostupné pro výrobu energie v letních a podzimních měsících.

V roce 2023, kdy byla teplota v zimních měsících nad průměrem předešlých let, zaznamenaly americké státy Oregon a Washington 20% pokles výroby vodní energie ve srovnání s rokem 2021. Tento pokles je největší za poslední dvě desetiletí a ilustruje, jak zranitelný může být tento zdroj energie vůči klimatickým změnám.

"Skutečnost, že teplota bude vyšší, znamená, že voda, místo aby byla uložena jako sněhová pokrývka, roztaje dříve," vysvětluje Nathalie Voisinová, hlavní regionální výzkumnice dynamiky vodní energie v PNNL.

Zvýšené srážky během zimy a jara mohou sice zvýšit produkci vodních zdrojů na jaře, ale zároveň hrozí, že bude méně vody dostupné v letních měsících, kdy výrazně roste výroba solární energie. Poptávka po energii je tehdy velmi nárazová kvůli používání klimatizace během tropických dnů, a zároveň kvůli vedrům hrozí odstávky klasických elektráren, které používají vodu z nádrží či řek na chlazení.