نيروگاه آبي و اثرات زيست محيطي آن
توليد و نيروگاه :
مقاله: نيروگاه آبي و اثرات زيست محيطي آن
اين نوشتار مصاحبه‌اي است با مايك و كوتانت از بخش علوم زيست محيطي‌آزمايشگاههاي ملي (ORNL) آمريكا. اين دو در پي يافتن مسائل مربوط به گسترش منابع‌برق توليدي از سدهاي آبي (برق آبي) هستند. اين آزمايشگاهها انجام ارزيابي و مطالعات‌ديگر را به همراه صدور مجوز براي طرحهاي نيروگاههاي آبي در كميسيون فدرال قانونگذاري انرژي (FERC)، بر عهده دارند. به علاوه آنها در زمينه روشهاي اجتناب ياكاهش اثرات زيست محيطي اين طرحها، تحقيقاتي را براي وزارت انرژي آمريكا و برخي‌ديگر از مراكز انجام داده و به آژانسهاي دولتي و فدرال و نيز بخش خصوصي، مشاوره‌مي‌دهند. مايك مسوول گروه Hydrosystems در بخش مطالعات اكوسيستمها و مدير برنامه طرحهاي FERC در بخش انرژي و >كوتانت< نيز يك اكولوژيست در بخش علوم‌زيست محيطي است.
* چرا توليد برق از سدها براي آمريكا،اهميت دارد؟
ـ مايك: در حال حاضر انرژي موجود در آب جاري، سهل الوصول‌ترين، تجديدشونده‌ترين و تميزترين منبعي است‌كه براي توليد برق در كشور در اختيار است.اين منبع در بيشتر مناطق كشور كه داراي‌بارندگي زياد بوده و يا در مناطق كوهستاني،قابل دسترسي است. ذكر اين نكته ضروري است كه انرژي برق آبي مهمترين منبع‌تجديدپذير انرژي براي آمريكا بوده و نسبت‌به انرژي زمين گرمايي، زيست توده(Biomass)، انرژي خورشيدي و باد قابل‌اعتمادتر، كاراتر و ارزانتر است. تميزترين‌منبع نيز از آن جهت است كه فاقد انتشاردي‌اكسيد كربن، دي‌اكسيد گوگرد، اكسيدهاي‌نيتروژن يا هرگونه آلودگي هواست. به علاوه‌زائدات جامد يا مايع نيز توليد نمي‌كند.
انرژي برق آبي ارزانترين منبع برق درآمريكاست. هر كيلووات ساعت برق توليدي به اين روش فقط نيازمند 0/6 سنت هزينه‌براي راهبري، تعمير و نگهداري است و اين درحالي است كه اين هزينه براي نيروگاههاي اتمي و زغال سنگي به ترتيب 2/2 و1/2سنت به ازاي هر كيلووات ساعت است. درمنطقه ما يعني دره تنسي، نرخ برق پايين بوده و دليل اصلي آن نيز وجود سهم زياد برق‌حاصل از سدهاست.
در حال حاضر انرژي برق آبي از اجزاي‌اصلي بيشتر سيستمهاي توليد برق جهان است. اين انرژي يك پنجم از انرژي مصرفي‌در كل جهان را تامين كرده و بعد از انرژي‌فسيلي در رتبه دوم منابع توليد برق است. در آمريكا قبلا اين انرژي تامين 14 درصد ازمصرف برق را بر عهده داشت و در حال حاضرتامين كننده 10 درصد برق كشور است.نيروگاههاي آبي آمريكا سالانه معادل 500ميليون بشكه نفت، انرژي توليد مي‌كنند. البته سهم اين انرژي در مناطق مختلف كشور،تفاوت دارد مثلا در ايالتهاي اطراف كوهRocky اين انرژي تامين كننده 14 درصد برق‌است و در Pacific Coast اين رقم به 63 درصدمي‌رسد. در Northwest Pacific كه شديدا متكي به انرژي برق آبي است حدودا دو سوم‌برق مصرفي از 58 سد بزرگ و كوچك تامين‌مي‌شود.
هدف من آن نيست كه انرژي برق آبي رابدون مشكل و مساله معرفي كنم بلكه‌مي‌خواهم با ارايه اين ارقام، اهميت آن راگوشزد كنم.
* وضعيت منابع ملي انرژي برق آبي به‌چه صورت است؟
ـ مايك: تقريبا نيمي از پروژه‌هاي نيروگاه‌آبي آمريكا به صورت فدرال و نيمي به صورت‌غير فدرال است. پروژه‌هاي غير فدرال ازكميسيون فدرال قانونگذاري انرژي (FERC)موافقتنامه‌هاي 50 ساله دريافت مي‌كنند كه‌بايد هر دوره تجديد شود. براي مثال تعدادي‌از 156 پروژه توليد انرژي برق آبي كه در سال1943 ساخته شده بايد پيش از تجديدموافقتنامه، اصلاحاتي را براي دستيابي به‌استانداردها انجام مي‌دادند. گاهي نيز براي‌حفاظت از محيط زيست بايد اين اصلاحات‌انجام شوند كه در اين مورد مي‌توان به كاهش‌جمعيت ماهيان آزاد در منطقه
Pacific Northwest اشاره كرد. در بعضي مواردبه جاي تجديد موافقتنامه، اين كميسيون‌ممكن است تصميم بگيرد كه سد را حذف كرده و براي كمك به مهاجرت ماهيان آزاد،جريان آزاد رودخانه را حفظ كند. اين‌تصميمات مي‌تواند منجر به كاهش توليدبرق و افزايش حدود هشت درصدي در نرخ‌برق براي مصرف كنندگان اين منطقه شود.
طبق قرارداد منعقده ميان ما و وزارت‌انرژي آمريكا و كميسيون مذبور،آزمايشگاههاي ORNL ارايه دهنده مشاوره‌در زمينه اصلاحاتي هستند كه نيروگاههاي‌آبي براي اخذ موافقتنامه بايد به مورد اجرا بگذارند. اين آزمايشگاهها از توسعه‌نيروگاههايي كه همخوان با محيط زيست باشند، حمايت مي‌كنند.
* اگر نيروگاه متوقف شود، به چه صورت‌جايگزيني انجام خواهد شد؟
ـ مايك: احتمالا در مناطقي از آمريكا كه ازانرژي برق آبي براي زمانهاي اوج مصرف‌استفاده مي‌كنند، اثرات حذف توليد برق (طي‌اخذ مواد موافقتنامه مجدد) شديدتر از مناطق‌ديگر است. در اين سدها مقدار زيادي آب‌ذخيره مي‌شود تا هنگام اوج مصرف، سريعا توربينها را به جريان اندازد. ايجاد نوسانات‌سطح آب رودخانه هنگام اين عمليات، اثرات‌نامطلوب زيست محيطي و اجتماعي درپي دارد. باتوجه به حساسيت كنوني نسبت‌به مسائل زيست محيطي، چنين پروژه‌هايي مجاز به ادامه اين عمليات نيستند. براي رفع‌مشكلات در دوره‌هاي اوج مصرف، مي‌توان ازنيروگاه توربين گازي، نيروگاه زغال سنگي يا برنامه‌هاي ذخيره سازي و تشويق به منظورمصرف كمتر انرژي استفاده كرد.
ـ كوتانت: بايد توجه داشت كه اگر قسمتي ازظرفيت برق آبي كاهش يابد، ديگرقسمتهاي شبكه برق مي‌توانند آن را تامين‌كنند. به همين دليل است كه كانادايي‌ها درمورد فروش انرژي برق آبي به آمريكا نگران هستند. قابل ذكر است كه بزرگترين منبع‌خارجي برق براي آمريكا، شركت Qubec Hydroاست كه برق بسيار زيادي رابه New England و شهر نيويورك مي‌فروشد.هر چند Pacific Northwestمي‌تواند برق بيشتري وارد كند ولي اين موضوع، مساله‌موازنه پرداختها را بغرنج‌تر مي‌كند. بايد گفت كه پروژه‌هاي بزرگ توليد انرژي برق آبي‌كانادا، داراي
اثرات زيست محيطي شديدي است.
* علاوه بر توليد تميز برق، ديگر منافع‌نيروگاههاي آبي چيست؟
ـ مايك: مخازن پشت اين گونه سدها داراي‌ارزش تفريحي است چون مي‌توان از آنجابراي ماهيگيري، قايقراني، اسكي روي آب وشنا استفاده كرد. آنجا مي‌تواند سكونتگاه‌مناسبي براي ماهي، پليكان، غاز، عقاب وعقاب دريايي باشد. به علاوه براي تامين آب‌نيز مخزن مناسبي بوده و مي‌تواند هنگام‌سيل به كنترل آن كمك كرده و فرسايش خاك را به حداقل برساند. معمولا با گسترش‌اين سدها و نيروگاهها، فرصتهاي تفريحي‌نيز بيشتر مي‌شود.
* اثرات منفي ناشي از پروژه‌هاي‌نيروگاههاي آبي چيست؟
ـ كوتانت: از آنجا كه بيشتر پروژه‌هاي‌نيروگاههاي آبي داراي سد است، سكونتگاه رودخانه با يك سكونتگاه درياچه‌اي‌جايگزين مي‌شود. بنابراين سكونتگاه‌حيات‌وحش خشكي و سكونتگاه ارگانيزمهاي‌آب رودخانه يا نابود شده و يا به صورت يك‌مخزن در آمده كه ارگانيزمهاي خاص خود رادارد. در ايالت تنسي مي‌توان به Little Tennessee RiverوTellico Lake اشاره كرد. بزرگترين مساله در منطقه Northwestمسدود شدن حركت رو به پايين‌و رو به بالاي ماهيان است. ماهيان آزاد بايدبتوانند براي توليد مثل از اقيانوس به بالادست يعني مناطق تخم ريزي مهاجرت كنند.وجود سدها حتي با ساخت پلكان براي كمك‌به بالا رفتن ماهيان نيز باعث تغيير الگوي‌مهاجرت اين ماهيان مي‌شود. تعداد گونه‌هايChinook ,Sockeye ,Coho كه روزگاري درمنطقه Northwest بسيار زياد بود، يا در ليست‌گونه‌هاي در معرض خطر بوده و يا به زودي در اين ليست قرار خواهد گرفت. به‌دليل وجود نيروگاههاي آبي، اين گونه‌ها دربالاي ليست قرار دارند. با اين وجود اساسٹ اين‌سدهاي فدرال هستند كه مسوول كاهش‌عمده جمعيت ماهيان آزاد منطقه
Pacific Northwestاز 16 ميليون به 300هزار ماهي وحشي در سال، هستند. در انتهابايد گفت كه توليد انرژي برق آبي با تقويت‌حفاظتهاي زيست محيطي، كاهش خواهديافت. مشكل عمده ديگر ورود ماهيان جوان‌به پايين دست و اقيانوس است چون عبور ازتوربين نيروگاه باعث مرگ آنها خواهد شد.
گسترش سدهاي برق آبي به چند صورت‌داراي اثرات منفي بر كيفيت آب است.
از بين بردن درختان منجر به فرسايش خاك‌شده و رسوباتي را فراهم خواهد كرد كه‌مي‌تواند باعث انسداد شود. تراوش آب ازسرريزهاي سد مي‌تواند باعث فوق اشباع‌شدن آب از گازهاي موجود در هوا شود. اين‌حبابهاي گاز در داخل بافتهاي ماهي جذب‌شده و مي‌تواند باعث بيماري و در نهايت‌مرگ ماهي شود. فوق اشباع شدن آب از گاز، مشكل مهمي در رودخانه كلمبيا بود. آنهادريافتند كه وجود فشار زياد ناشي از سقوطآب از سر ريزهاي سد (به درون مخزن) باعث‌مي‌شود كه گازهاي اتمسفري در آب، محلول‌شده و مخزن به صورت فوق اشباع در آيد.
پايين بودن كيفيت آب باعث بروزاشكال، براي حيات دريايي دره تنسي شده است چون جريان طبيعي رودخانه‌ها درتابستان كم است و بنابراين چند لايه در آب‌به وجود مي‌آيد يعني آب گرمتر در بالا و آب سردتر در پايين قرار مي‌گيرد. چون امكان‌رساندن هوا به لايه‌هاي زيرين وجود ندارد،در اين لايه‌ها اكسيژن، كاهش مي‌يابد. ازآنجا كه اين لايه‌ها بسيار سرد بوده و اكسيژن‌محلول آن نيز كم است، ماهيان نمي‌توانند درآنجا زندگي كنند.
زماني كه آب لايه‌هاي زيرين، از توربين‌نيروگاه عبور مي‌كند چون داراي اكسيژن‌محلول كمي است مي‌تواند باعث غيرقابل‌سكونت شدن رودخانه پايين دست سد شود.به علاوه نبود اكسيژن در آب لايه‌هاي زيرين باعث مي‌شود كه بعضي از فلزات موجود درسنگهاي اطراف، راحت‌تر در آب حل شوندواين فلزات در رودخانه پايين دست سد آزاد شده و مشكل آفرين مي‌شوند.
ـ مايك: مساله ديگر سدها آن است كه حتي‌اگر كيفيت آب تخريب، نشود، بايد گفت كه‌تغيير هيدرولوژي طبيعي رودخانه مي‌تواندباعث تغييرات عمده در سكونتگاه شود. اين‌مساله تحت عنوان مسائل instreamflowناميده مي‌شود. اگر مقدار آبي كه از سد خارج‌شده و وارد پايين مي‌شود، به صورت فصلي ياكوتاه مدت و حتي ساعتي تغيير كند بايددانست كه اين تغيير بر ماهيان و ديگرارگانيزمها تاثير خواهد گذارد.
ـ كوتانت: يكي از مزيتهاي استفاده ازنيروگاههاي آبي براي توليد برق آن است كه‌به راحتي مي‌توان الگوهاي توليد را كنترل‌كرده و الگوهايي براي خروج آب در نظر گرفت‌كه با سطح متغير تقاضا براي برق، همخوان باشد. مثلا در يك روز تابستان بيشترين‌تقاضا متعلق به اواسط روز و بعدازظهر است‌كه به تهويه مطبوع بيشتري نياز است. سطح‌آب رودخانه نيز شبيه يويو عمل خواهد كرديعني زماني كه تقاضا براي برق زياد است، سطح آب پايين رفته و زماني كه تقاضا كم‌است، سطح آب بالا مي‌آيد. در رودخانه‌اي باعمق كم اين وضعيت شبيه جزر و مد خواهد بود و باعث مي‌شود ماهي در آب كم عمق يامناطق بدون آب قرار گيرد. به اين دليل بايدبراي حفاظت از محيط زيست، تغييرات دبي آب كنترل شود.
ـ مايك: معمول‌ترين مشكل در صدورموافقتنامه يا تجديد آن براي سدهاي نيروگاهي، تعيين كمترين جريان براي‌حفاظت از سكونتگاه آبزيان است چون اگراين جريان خيلي كم باشد، ماهيها و ديگر ارگانيزمها از بين مي‌روند. اين حداقل جريان،براي حفاظت از انواع منابع طبيعي مثل‌ماهي، مارآبي و درموارد غيرمعمول براي‌حفاظت ازمنابعي مثل فسيل دايناسورها نيزمورد نياز است. بسته به موقعيت پروژه، جريان خروجي از سد بايد تأمين‌كننده نيازافراد در پايين دست سد نيز باشد. در اين باره‌مي‌توان به كاياك سواران، افرادي كه ازرودخانه براي حمل الوار استفاده مي‌كنند و ياقبايل بومي آمريكا كه در آب رودخانه اعمال مذهبي انجام مي‌دهند، اشاره كرد. اين جريان‌بايد به نحوي تنظيم شود كه تمامي اين‌علاقه‌ها را تأمين كند.
* آيا مي‌توان اين مسائل زيست‌محيطي‌را حل كرد؟
ـ مايك: در مورد اين سوال بايد با قوت گفت‌كه در بيشتر موارد جواب آري است. تعدادزيادي از مسائل اين نيروگاهها قابل حل بوده و آزمايشگاههاي ملي ORNL سهم مهمي دراين زمينه دارد. انتخاب مكان مناسب براي‌سد، طراحي و راهبري مناسب، مي‌تواند منجربه حل بيشتر اين مسائل شود. همان طور كه‌قبلا نيز گفته شد، استفاده از پلكانهاي ماهي،هوادهي و كنترل جريان در سدهاي بزرگ ازاين گونه راه‌حلهاست. راه‌حلهاي‌زيست‌محيطي همواره وجود داشته است يعني مي‌توان فعاليتهايي انجام داد تا اثرات اين‌پروژه‌ها را از بين برده و يا به حداقل رسانده ويا در نهايت به نحوي آن را جبران كرد. درپروژه‌هاي نيروگاه آبي مي‌توان كارهايي‌انجام داد تا مشكل را پيش از وقوع، حل كرده‌و يا تخفيف داد. كارشناسان ORNL طي يك‌دهه در تلاش بوده‌اند تا به نحو مؤثري اين‌مشكلات را ارزيابي كرده و راه‌حلهايي براي‌آنها ارايه كنند. در حال حاضر نيز ما درحال‌كمك به وزارت انرژي آمريكا هستيم تا با كمك صنعت، برنامه‌اي براي توسعه فن‌آوري‌ساخت اين نيروگاهها به صورت همخوان بامحيط زيست ارايه كنيم.
* كوتانت: در سدهاي بزرگ در منطقهPacific Northwest پلكانهايي براي ماهي‌تعبيه شده است كه ماهيان آزاد بالغ مي‌توانندبه كمك آنها از اقيانوس وارد رودخانه شده ودر آنجا تخم‌ريزي ماهيان جوان را انجام دهند. پلكان ماهي نمونه‌اي كلاسيك از اين‌راه‌حلهاست. امروزه دريافته‌اند كه ماهيان‌مقيم يك منطقه نيز به صورت فصلي براي‌تخم‌ريزي به نواحي ديگر، مهاجرت مي‌كنندو از اين رو به گذرگاهي براي عبور نيازمندند. در ايالت اورگان، ماهيان دهها مايل دررودخانه كلامات مهاجرت مي‌كنند و براي اين‌كار گذرگاههايي تعبيه شده است و با عبور ازپلكان ماهي از رودخانه اصلي كه محل‌مناسبي براي تخم‌ريزي نيست، به سمت‌محلهايي مي‌روند تا تخم‌ريزي كنند. ماهيان‌جوان در رودخانه پراكنده شده و پس ازرسيدن به حد بلوغ، از سد عبور كرده و به‌مناطق اجدادي خود باز مي‌گردند تا نسل‌جديدي را به وجود آورند.
در بيشتر موارد اگر توربينها به خوبي‌طراحي شده باشند مي‌توان مشكل كشيده‌شدن ماهيان به داخل توربين و تصادف باتيغه‌ها كه منجر به مرگ آنان مي‌شود را حل‌كرد. براي اين كارمي‌توان غربالهايي طراحي‌كرد كه از ورود ماهيان جلوگيري كند. بعضي ازطراحيهاي توربين به گونه‌اي است كه با فضاو چرخش مناسب، ماهيان به تله نخواهند افتاد. آنچه كه در اين جا مورد نياز است،طراحي استاندارد و مناسبي براي‌توربينهاست تا از ماهيان، محافظت كرده ومورد توجه همه سدسازان نيز قرار گيرد. درهنگام راهبري توربين نيز مي‌توان به نحوي عمل كرد كه اثرات سوء آن به ماهيها به‌حداقل برسد. دراين مورد بايد متذكر شد كه‌كاربران اين نيروگاهها هنگام تغيير توان‌موردنياز براي ژنراتور، ترجيح مي‌دهند كه به جاي توقف، وضعيت تيغه‌ها را تغيير دهند. چنين اعمالي باعث بروز اغتشاش شديدومرگ بيشتر ماهيان عبور كرده، خواهد شد.اين در حالي است كه تحقيقات نشان مي‌دهد كه اگر توربين با كارايي نزديك به ماكزيمم‌حد ممكنه كار كند نه تنها بازده توليد برق‌بيشتر خواهد بود بلكه باعث خواهد شد كه‌ماهيان سالم بيشتري از توربين عبور كنند.امروزه در سدهاي بزرگي كه مثلا بر روي‌رودخانه كلمبيا زده شده است بيش از 10توربين و ژنراتور در خط قرار دارند كه‌موثرترين روش راهبري آنها اين است كه درصورت عدم نياز، تعدادي در توليد بوده و بقيه‌متوقف شوند.
* راه حلهاي ديگر چيست؟
ـ كوتانت: مثالهاي زيادي براي رعايت‌بعضي معيارهاي خاص وجود دارد. براي مثال‌اگر سازنده سد مي‌داند كه با شروع آب‌گيري‌سد، يك سكونتگاه مردابي از بين مي‌رود،مي‌تواند در نزديكي همان محل يك پناهگاه‌ديگر براي جانوران، برپا كرده و به اين صورت نابودي يك سكونتگاه را با ايجاد يك‌سكونتگاه جديد در محل ديگر جبران كند. يااگر سازنده سد مي‌داند كه با شروع عمليات‌سد، روزانه تعداد مشخصي ماهي مي‌ميردمي‌تواند يك محل مناسب براي تخم ريزي وزاد و ولد ماهيان بسازد تا نسل آنها منقرض‌نشده و توازن ماهيان بر هم نخورد.
* آيا مشاجرات و مسائل ديگري نيز به وجود مي‌آيد؟
ـ مايك: هنگام جمع آوري اطلاعات راجع به‌تاثير صدور موافقتنامه‌هاي مجدد، مادريافتيم كه سدهاي چند منظوره داراي‌بزرگترين نقاط قوت و ضعف هستند. نقطه‌ضعف از آن جهت كه در مورد نحوه استفاده ازيك مخزن، بحثهايي وجود داشت. مثلا بين‌افرادي كه از رودخانه براي حمل الوار استفاده‌مي‌كردند و ماهيگيران، در مورد ميزان عمق‌آب، بحث بود. مالكان مناطق تفريحي نيزمنافعشان (در ساحل درياچه) با كساني كه‌مي‌خواستند با حفظ جنگل از گونه حيوانات درحال انقراض محافظت كنند، در تضاد افتاده‌بود. به علاوه در مورد مصرف نيز يك بحث‌كلاسيك و دايمي وجود دارد چون گروهي‌مي‌خواهند از آب براي توليد برق استفاه كنند و گروه ديگر مي‌گويند كه اين سدها بايد به‌صنعت و كشاورزي اختصاص يابد. البته از آن‌بابت كه آب در نيروگاه آبي، غير مصرفي است با معيارهاي زيست محيطي همخواني‌بيشتري دارد.
ـ كوتانت: جالب آن است كه در كاربردهاي‌مجاز نيروگاههاي آبي نيز مشاجره وجود دارد.يعني سدهاي منطقه دره تنسي براي توليدبرق، كنترل سيل و اهداف تفريحي از قبيل‌ماهيگيري، شنا و قايق سواري و اسكي روي‌آب ساخته شده‌اند. مساله اين جاست كه‌براي كنترل سيل، بهتر است كه سطح آب سدبا خارج سازي آب پشت آن از طريق سرريزها به حداقل ارتفاع برسد تا فضا براي سيل‌ورودي به آن وجود داشته باشد و اين در حالي‌است كه اگر سطح آب از حد معيني كمتر باشدصاحبان لنگرگاه نمي‌توانند از كشتيها وقايقهاي خود استفاه كنند و از اين رو با كاهش30 فوتي ارتفاع آب در تابستان شديدا مخالفند. بر اين اساس مسولان اين ناحيه‌قوانين استانداردي را طراحي كرده‌اند تا افزايش آب به حدي باشد كه بتواند نظر هر دوگروه را تامين كند.
ـ مايك: مشكل ديگر آن است كه در بعضي‌از مناطق آمريكا بايد حقوق بوميان، رعايت‌شود حتي اگر در تقابل با حقوق ديگران باشد.حوادث گذشته باعث شده است كه دولت‌آمريكا آنان را به عنوان يك ملت جداگانه بپذيرد. آنان داراي قوانين محيط زيست وماهيگيري خاص خود هستند و اين حق رادارند كه به مقدار كافي ماهي آزاد در محلهاي معمول براي ماهيگيري داشته و آب كافي نيزبراي انجام مراسم مذهبي خود داشته باشند وبه علاوه بايد مطمئن شوند كه اين آب درتماس با سازه‌هاي ساخت بشر، مشكل‌مذهبي نيافته است.
در بعضي مناطق اطراف واشنگتن مامصاحبه‌هاي مفصلي با اعضاي اين قبايل‌انجام داديم تا بتوانيم مشكل را شناخته وتاسيسات سد را به نحو شايسته برپا كنيم.درباره اثرات احتمالي و نوع راه حلهاي ممكنه‌براي جبران اين آثار نيز سوالاتي مطرح‌كرديم.
ـ كوتانت: ما بايد در بررسي جنبه‌هاي‌اقتصادي - اجتماعي يك سد براي توليدبرق، ارزش نسبي منابع زيست محيطي رانسبت به توليد برق بسنجيم. قبلا گفته‌مي‌شد كه ارزش نيروگاه آبي به حدي است كه فقط صدمات زيست محيطي بسيار بزرگ‌مي‌تواند اين ارزش را از بين ببرد.
در حال حاضر اين فرض زير سوال رفته ومردم كمتري به بي ضرر بودن نيروگاه آبي‌براي ماهيان و حيات وحش اعتقاد دارند. دراين جا بايد گفت كه چون نيروگاههاي آبي‌داراي منفعت اقتصادي هستند بايد براي حفاظت از منابع متاثر شده از نيروگاه،هزينه‌هايي را متقبل شوند. از اين رو يكي ازبزرگترين مشاجرات اقتصادي - اجتماعي بر سر ايجاد توازن بين ارزش منابع زيست‌محيطي ونيروگاههاي آبي در جريان است.
*شما چگونه منابع زيست محيطي راارزش گذاري مي‌كنيد؟
ـ كوتانت: شايد به نظر برسد كه‌قيمت‌گذاري يك كيلو ماهي آزاد در بازار، كارساده‌اي است ولي موضوع، پيچيده‌تر از اين‌است. ما قيمت در بازار را مي‌دانيم ولي ارزش‌غير مستقيم اين ماهي چقدر است؟ ارزش انساني كه دوست دارد كوه پيمايي كرده و يك‌رودخانه آزاد و گردش ماهيان را به جاي‌نيروگاههاي آبي و خطوط انتقال تماشا كند،چقدر است؟ اين ارزش گذاري كار مشكلي‌است.
مردم مايلند هزينه بيشتري براي برق‌بپردازند ولي بدانند كه يك اجتماعي ازماهيان در بيرون وجود دارد حتي اگر آنها به‌ماهيگيري نرفته و يا ماهي نخورند. اين‌ارزشي است كه بايد در حساب سود و زيان، مورد توجه قرار گيرد. به منظور دستيابي به‌يك روند مناسب براي تعيين منابع‌زيست‌محيطي در پروژه‌هاي نيروگاههاي‌آبي انجام يك سلسله تحقيقات، لازم است.به عنوان مثال ارزش هر ماهي آزاد مي‌تواند10، 500 يا 900 دلار تعيين شود كه اين امر به‌چگونگي ارزش گذاري ستگي دارد. در اين‌مورد اظهارات، ضد و نقيض است چون اگر اين‌ارزش گذاري در مقدار كم انجام شود، نصب‌سيستم پلكان ماهي، توجيه ندارد ولي اگرزياد باشد، مي‌توان تقاضاي چنين سيستمي‌را كرد.
* آيا در ديگر نقاط آمريكا مشكلات‌خاص ديگري نيز وجود دارد؟
ـ كوتانت: احتمالا تخصيص آب در منطقه‌دره مركزي كاليفرنيا سخت‌ترين مساله منابع‌طبيعي جهان است كه نيروگاههاي آبي رانمي‌توان از آن جدا كرد.
ـ مايك: يكي از مثالهاي پر كردن اظهارنامه‌اثرات زيست محيطي درباره پروژه سد چندمنظوره روي Mokelumne River بود كه مابراي FERC انجام داديم. كاربران پروژه‌مجبور شدند كه منابع شيلات در پايين دست سد را حفظ كرده و به علاوه براي‌مصرف‌كنندگان حاضر در پايين دست سد، آن‌قدر آب رها كنند كه‌كشاورزان بتوانند از آن‌براي آبياري محصولات استفاده كنند. اخيرٹمسولان، اهميت بيشتري نسبت به ابتداي كار، براي منابع شيلاتي قايل شده‌اند و از اين رو ما در حال مطالعه به منظور تخصيص مجدد منابع هستيم تا امكان‌تامين آب بيشتر را بدون اثر گذاري منفي برديگر مصرف‌كنندگان، مورد بررسي قرار دهيم. انجام چنين كاري مشكل است. اين مشكل ازآن جهت مساله ساز است كه ارزش آب براي‌هر يك از مصارف، متغير بوده و تعيين سهم‌هر يك، كار سختي خواهد بود.
ـ كوتانت: نحوه اختصاص آب در ايالتهاي‌غربي به اين صورت است كه هر كسي زودتربيايد، آب بيشتري به دست خواهد آورد. يعني‌هر كس زودتر در خواست مقدار مورد نياز خودرا داده باشد مي‌تواند به همان مقدار آب براي‌آبياري يا هر كار ديگري پمپ كند. با گذشت‌زمان، تقاضاها افزايش يافته و آب بيشتري‌نيز تخصيص يافته است. امروزه مصرف‌كنندگان جديد مانند اهالي
خليج شرقي سانفرانسيسكو بايد مقداري آب‌بردارند كه سهم نفرات قبل از آنها كاهش نيابد يعني آنها به نوعي مصرف كننده درجه دو شده‌اند. بنابراين براي پاسخگويي به‌نيازهاي در حال افزايش بايد سدهاي بيشتري ساخته شود. متاسفانه در تخصيص‌اصلي، ميزان مصرف براي ماهيها هرگز درنظر گرفته نشده بود. فقط به تازگي حداقل جريان براي حفاظت از گونه‌هاي در حال‌انقراض تعيين شده است.
* در منطقه Pacific Northwest و دركاليفرنيا درگير چند پروژه هستند؟
ـ مايك: در منطقه Pacific Northwest ما برروي 17 پروژه كار مي‌كنيم. از اين تعداد
9 پروژه كوچك مربوط به حوضه آبريزرودخانه Skagit ، هفت پروژه مربوط به حوضه‌رودخانه Nook Sack و يك پروژه اجازه مجددنيز براي يك پروژه بزرگ در روخانه Skagitاست. اين پروژه‌هاي كوچك كه در منطقه واشنگتن قرار دارند، هر يك پنج مگاوات برق‌توليد خواهد كرد. در كاليفرنيا ما مشغول‌ارزيابي يك مجوز براي پروژه بزرگي بر روي‌رودخانه Mokelumne و پروژه مشابهي برروي روخانه Tvolumne هستيم. در قسمت فوقاني آبريز رودخانه Mokelumne نير چندپروژه در دست داريم. به علاوه در كاليفرنيا ماارزيابي ايجاد تغييراتي در راهبري يك سدبزرگ بر روي رودخانه Tvolumne را بر عهده‌داريم. اين پروژه، آب شرب شهر سانفرانسيسكو و نيز آب براي آبياري دو ناحيه‌از بزرگترين نواحي كشور را تامين مي‌كند.
* آزمايشگاههاي شما چه نوع‌تحقيقاتي را براي حمايت از راه حلهاي زيست محيطي درنيروگاههاي آبي ارايه‌مي‌كنند؟
ـ مايك: مهمترين طرح دردست بررسي،مطالعه راههاي تخفيف مشكلات‌زيست‌محيطي براي وزارت انرژي‌آمريكاست. در اين تحقيق ما به اقصي نقاطكشور سفر كرده و برنامه‌هاي موجود براي اين‌هدف را مورد بازديد قرار داديم تا تعيين كنيم كه كداميك كارايي خوبي داشته و كداميك مناسب نيست. ما در زمينه يافته‌هاي خودگزارشي نيز منتشر كرديم.
از وزارت انرژي خواسته‌ايم كه براي بهبودطراحيهاي استاندارد تله‌هاي سبدي وغربالهاي ماهي از ما حمايت كند تا به حركت‌ايمن ماهيان به بالا دست و پايين دست‌كمك شود. در دهه 1970 هيلدبرانت برنامه زيست محيطي نيروگاههاي آبي را در وزارت‌انرژي آمريكا بنيان نهاد. در اوايل دهه 1980ما با بررسي وضعيت در محل، به تحقيق درزمينه روابط بين ماهي و سكونتگاه پرداختيم‌و پروژه‌هايي را نيز با اداره شيلات و حيات‌وحش آمريكا در زمينه نابودي ماهيان‌در توربينها انجام داديم.
ما علاقه‌منديم كه كارها را در آزمايشگاه‌و در محل انجام دهيم. امروزه كارهاي مدلسازي نيز انجام مي‌دهيم. در حال حاضرما چرخه زيست محيطي گونه Chinook ازماهيان آزاد را با توجه به اطلاعات موجودتحت مدلينگ قرار داده‌ايم. براي مثال اثرات‌شرايط مختلف بر روي مهاجرت ماهيان، تخم ريزي و رشد تخمها را تعيين مي‌كنيم.سپس با استفاده از اطلاعات و شرايط رودخانهMokelumne در قبل و بعد از ايجاد نيروگاه آبي، مي‌توانيم تاثيرات سدهاي جديد بر روي‌جمعيت ماهيان را پيشگويي كنيم.
متاسفانه بعضي از اوقات مسائل‌غيرقابل حلي نيز وجود دارد كه ناشي از چند منظوره بودن سدهاست.
به اين صورت كه مثلا بعضي از راه حلهاضررهايي براي ماهيگيري تفريحي در پي‌دارد كه قابل صرفنظر كردن نيست. از اين روما وارد فرايندي مي‌شويم كه بتوانيم از طريق‌تعيين بهترين تركيب از كاربردهاي چندگانه از سد، توازني برقرار كنيم. موضوع ديگر اين‌است كه من فكر مي‌كنم آزمايشگاههاي ماداراي تجربه منحصر به فردي در زمينه مواجه شدن با مسائل و اهداف چندگانه است.
* آيا مي‌توانيد مثال خوبي از ايجادموفقيت‌آميز اين توازن ذكر كنيد؟
ـ مايك: بله، يك مثال خوب حوضه آبريزرودخانه اوهايو است. ما با صدور اجازه براي26 سد در طول 500 مايل از رودخانه مواجه‌بوديم. اثرات تجمعي اين پروژه‌ها آن بود كه‌كيفيت آب رودخانه و بخصوص اكسيژن محلول را شديدا كاهش مي‌داد و ما بايدبهترين تركيب از پروژه‌ها را مشخص مي‌كرديم تا در كنار تاسيس سد،محيطزيست نيز حفاظت شود. براي اين كارتلفيقي از مدلها را بكار گرفتيم كه تاثيرمتقابل بين سدها را شبيه سازي كند و سپس‌بين به حداكثر رساندن توليد برق و حفاظت ازاكسيژن محلول رودخانه، بهينه سازي انجام‌داديم.
نتيجه‌گيري خود را در اظهار نامه اثرات‌زيست محيطي ارايه كرديم كه به دليل‌نظرات اداره‌هاي شيلات و حيات وحش بحث‌به دادگاه كشيده شد.
* چرا اين اداره‌ها نظرات شما را به‌چالش كشيدند؟
ـ مايك: اين موضوع، يك مشاجره سياسي‌بود. اين اداره‌ها سعي مي‌كنند كه موضع راسياسي كرده و هيچ‌گونه بحث فني ارايه نمي‌كنند. در اين مورد خاص نيز اگر حفاظت100 درصدي از كيفيت آب و منابع ماهي موردنظر باشد، ساخت هرگونه نيروگاه آبي،غيرممكن خواهد بود. اين در حالي است كه‌تجزيه و تحليلهاي ما كه براساس مدلينگ كامپيوتري صورت گرفته بود، نشان مي‌داد كه‌مي‌توان به‌طور همزمان از محيط زيست تاحد استانداردها حفاظت كرده و انرژي برق آبي‌نيز توليد كرد. ابتدا سازندگان تصور مي‌كردندكه شرايط ارايه شده از سوي ما سخت است‌ولي سپس آنها دريافتند كه گفته‌هاي ماداراي پايه و اساس علمي و فني بوده و ساخت‌اين سدها به صرفه است.
نكته تاسف آور اين بود كه از 16 سدمذبور كه داراي مجوز نيز بودند، فقط چند تاساخته شد كه دليل آن نيز مسائل اقتصادي‌بود و نه دلايل زيست محيطي و سازندگان‌نتوانستند قراردادهايي براي فروش برق در منطقه، امضا كنند.
*در حال حاضر چه مطالعات خاصي درزمينه راه‌حلهاي زيست‌محيطي براي‌نيروگاههاي آبي در دست داريد؟
ـ مايك: كاري كه در حال حاضر براي وزارت‌انرژي آمريكا در دست داريم درباره يك سري‌مطالعات موردي براي منابع زيست محيطي وهزينه‌هاي جديدترين نوع تاسيسات عبورماهي است. ما مي‌خواهيم منافع شيلاتي اين‌تاسيسات و هزينه‌هاي اجراي اين سيستمهارا استخراج كنيم. اين در حالي است كه‌مطالعات انجام شده در سال 1992 راه‌حلهاي زيادي را نشان مي‌دهد كه بعضي از آنها داراي‌منافع بسيار زيادي نسبت به هزينه بوده‌اند وبعضي نيز داراي منافع كم و يا حتي صفر و ياهزينه بسيار بالا بوده‌اند. اين مطالعات موردي‌نشان خواهد داد كه براي هر سايت خاص‌چگونه مي‌توان بهترين طراحي را انجام داد.
هدف ديگر ما در اين مطالعات موردي آن‌است كه راه حلهاي مختلف را بيان كرده وبگوييم كدام موفقيت‌آميز بوده و كدام باشكست مواجه شده و دليل شكست آنها راتشريح كرده و بگوييم در بيشتر موارد، كدام سيستم بهتر است. اميدواريم كه تلاشهاي مااز دوباره كاري جلوگيري كرده و سازندگان‌اشتباهات مشابهي را در آينده انجام ندهند.به علاوه روشهاي پر هزينه را كه نبايد پيش‌از انجام تحقيقات محلي بكار گرفته شوند، معرفي خواهيم كرد.
* چه كسي با شما در زمينه تعيين هزينه‌روشهاي زيست محيطي همكاري‌مي‌كند؟
ـ مايك: طرحي كه براي وزارت انرژي‌آمريكا انجام مي‌دهيم كار مشترك آزمايشگاه‌ملي ORNL و آزمايشگاه ملي مهندسي‌آيداهو (INEL) است كه مهندسان INELمطالعه هزينه‌ها را بر عهده داشته و ما بيشتر مشغول بررسي منافع هستيم. يكي ازهمكاران ما در بخش انرژي روي گذرگاهي‌براي ماهيان، كار كرده است. او در حال حاضردر تلاش است تا نحوه ارزش گذاري جوامع‌ماهيان را بيابد. اين بحث موضع مشكلي است چون ارزشهاي زيادي در حفظ يك‌جامعه از ماهيان موثر است. چون علاوه برمصارف مستقيم ماهي، موارد غيرمستقيم نيزوجود دارد.
* چگونه يك اظهار نامه زيست‌محيطي‌براي پروژه‌هاي‌نيروگاه آبي تكميل‌مي‌شود؟
ـ مايك: معمولا ما براي هر پروژه يك‌اظهارنامه تكميل مي‌كنيم ولي FERC به اين‌جهت حركت مي‌كند كه ارزيابي اثرات بر روي‌كل حوضه آبريز انجام شود. از آنجا كه تعدادزيادي از پروژه‌هاي نيروگاههاي آبي ساخته‌شده روي حوضه آبريز رودخانه‌ها، نسبتا كوچك است، FERC تمايل دارد كه همه آنهارا جمع كرده و يك ارزيابي بزرگ روي كل‌حوضه آبريز انجام دهد. در اواخر دهه 1980يكي از اين ارزيابي‌ها را بر روي حوضه رودخانه اوهايو و اخيرا نيز براي حوضهNooksack , Skagit انجام داده‌ايم كه هر دو درايالت واشنگتن بوده‌اند. اين گونه ارزيابي‌هاي‌كلي نه تنها با صرفه‌تر بوده بلكه دولت رامجبور مي‌كند كه اثرات جمعي تعدادي ازنيروگاههاي آبي بر حوضه يك رودخانه رامورد ارزيابي قرار دهد. براي اين كار بايدتاثير متقابل چند سد در مورد نابودي كيفيت‌آب يا توقف مهاجرت ماهيان آزاد موردبررسي قرار گيرد.
* بدترين مشكلاتي كه سازندگان وكاربران تاسيسات نيروگاه آبي با آن‌مواجه هستند، چيست؟
ـ مايك: در اين مورد، نامشخص بودن‌قوانين، يكي از مشكلات بزرگ است. طي‌چند سال گذشته چندين بار قوانين، تغييركرده است. بايد توجه داشت سازندگاني كه‌مي‌خواهند سدهاي جديد طراحي كرده و بسازند بايد براي تاييد، آنها را به چندين‌موسسه فدرال و ايالتي ارسال كنند. اين دوره‌براي سازندگان، زمان سختي خواهد بود چون‌آنان بايد با كابوس قوانين فدرال و ايالتي‌مواجه شوند.
مشكل ديگر هزينه عمومي اين بررسي‌قانوني است يعني بايد هزينه‌اي براي اين‌فرايند طولاني (از طراحي تا ساخت وراهبري) در نظر گرفت. اين هزينه نيزنامشخص است چون اين فرايند ممكن است‌بين 6 تا 10 سال طول بكشد و طي اين مدت‌قوانين، چندين بار تغيير كنند. به علاوه‌سازندگان نيز ترجيح مي‌دهند كه جز درمراحل پاياني اين فرايند، چيزي راجع به‌روشهاي كاهش اثرات زيست محيطي سدهافرا نگيرند. از اين رو براي يك سازنده سد،مشكل خواهد بود كه مقدار پولي را كه بايدقرض گرفته و سود آن را بپردازد، برآورد كند.
مشكل سوم اين است كه امروزه‌تشكلهاي زيست محيطي نسبت به سازندگان نيروگاههاي آبي حساس هستند.بايد اذعان كرد كه براي سازندگان، شرايطسختي به وجود آمده است كه در بيشتر موارددلايل قابل قبولي نيز ارايه مي‌شود. جمعيت‌ماهيان آزاد در سواحل غربي و شرقي با خطرمواجه شده است و افراد شديدا نگران اين‌موضوع هستند. از اين رو از سوي مردمي كه‌سدها را مشكل‌زا مي‌دانند، فشار زيادي برسازندگان اعمال مي‌شود. در حال حاضربعضي از انجمنهاي زيست محيطي در تلاش‌هستند كه بعضي از رودخانه‌ها را تحت قوانين‌حفاظتي فدرال قرار داده و از ساخت سدهاجلوگيري كنند.
ـ كوتانت: در بعضي موارد مردم تلاش‌مي‌كنند كه سدهايي كه جلوي مهاجرت‌ماهيان را گرفته‌اند و يا با كاستن از جريان،مانع مهاجرت ماهيان آزاد جوان به پايين‌دست سد شده‌اند را بر چينند. اين تلاشهامنجر به برچيدن يك سد كوچك در ناحيهOlympic Peninsula شده و سدهاي ديگر رانيز با مشكلاتي مواجه كرده است مثلا سد رودخانه Snake برچيده نخواهد شد ولي‌مجبور شده است شرايطي ايجاد كند كه‌جرياني شبيه رودخانه، ماهيان آزاد جوان را به‌دريا برساند. هزينه برچيدن و يا انجام چنين‌اصلاحاتي بسيار زياد است. چنين اعمالي باعث شده است كه تجارت سدسازي بسيارحساس شود.
* آيا آزمايشگاههاي ORNL در مقابل‌پيشنهاد طرح سد براي نيروگاههاي آبي‌نيز اعلام نظر مي‌كند؟
ـ مايك: بايد گفت كه بعضي از اين‌پروژه‌هاي پيشنهادي اساسا نبايد ساخته‌شوند چون محل آنها مناسب نيست. بعضي ازآنها مشكلات غيرقابل حلي دارند. به عنوان‌مثال سد در تقابل با جريان ماهيان و يا فرهنگ بوميان آمريكاست. در اين موارد ما بهFERC پيشنهاد مي‌كنيم كه پروژه اجرا نشود.
ـ كوتانت: ناراحت كننده خواهد بود پروژه‌اي‌كه براي سدسازي، مناسب به نظر مي‌آيد به‌يكي از اين دلايل متوقف شود. مثلا در منطقهNorthwest محلي خالي از ماهيان مقيم قرار داشت كه براي سدسازي عالي بود ولي به‌دليل قرار گرفتن در ناحيه‌اي كه براي قبايل بومي آمريكا مقدس به شمار مي‌رفت،مشكل آفرين شد چون اين قبايل از فرهنگ‌خود جدا نمي‌شوند و احتمالا سازنده سد بايداز تصميم خود منصرف شود.
* اگر توضيح خاصي داريد بفرماييد؟
ـ كوتانت: در تعداد زيادي از موارد مي‌توان بايك سرمايه گذاري نسبتا كم در تحقيقات،بيشتر مسائل مطرح شده را حل كرده و درهزينه‌هاي طولاني مدت، صرفه جويي كرد.البته براي بررسي اين موارد به اقتصاددانان نياز است. در يك تحقيق موفق بايدسدسازان، سازندگان دستگاهها و محققان‌دست در دست يكديگر بدهند تا بتوان يك‌طراحي استاندارد در راستاي حفاظت ازمحيط زيست انجام داده و با تاييد موافقتنامه‌ها باعث تشويق اعمال اين‌گونه‌مسائل در بيشتر سدها شد. هر چند دولت درزمينه چنين تحقيقاتي، سرمايه گذاري‌مي‌كند ولي ميزان اين سرمايه گذاريها كم‌بوده و بايد اين تحقيقات با همكاري آزمايشگاههاي دولتي، سازندگان سد ودستگاههاي نيروگاهي و نيز سازمانهاي‌قانونگذار انجام شود.
ـ مايك: من معتقدم كه براي فراگير شدن‌نيروگاههاي آبي به عنوان يك منبع انرژي‌براي آمريكا بايد سه نياز شامل تحقيق وتوسعه، آموزش و قوانين صحيح و معين‌برآورده شود.
احتمالا پيشرفت در هر سه زمينه به‌سرعتي كه ما تصور مي‌كنيم به دست نخواهدآمد ولي در جهت درست به پيش خواهدرفت.
برگردان: مهندس عبدا... مصطفايي
منابع:
1-ORNLResearch and DevelopmentReview,Vol.26, Summer/Fall,NO 3,4
2-C.C.Warnick, et al, HydropowerEngineering, Prentice Hall, 1984
