Ожидается, что гидроэнергетика будет играть ключевую роль в интеграции непостоянных по поступлению первичного энергоресурса возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия, в электрическую сеть США, но, по данным Национальной лаборатории Oak Ridge (Oak Ridge National Laboratory), необходимо больше знать о выбросах парниковых газов (ПГ) из водохранилищ.
Текущие оценки выбросов очень изменчивы, неопределенны и неполны. В глобальном масштабе оценки варьируются от 0,14% до 6,6% глобальных выбросов ПГ.
Выбросы оцениваются путем проведения полевых измерений. Но лишь немногие из примерно 1400 водохранилищ, обеспечивающих выработку гидроэлектроэнергии в США, были отобраны, и еще меньше, если таковые имеются, регулярно контролируются. Это, в сочетании с непоследовательно применяемыми методологиями и типами изучаемых путей выбросов, привело к неоднородным и неопределенным результатам.
Чтобы компенсировать ограниченные данные натурных наблюдений, гидроэнергетические компании должны полагаться на инструменты онлайн-моделирования, чтобы в общих чертах определить выбросы парниковых газов своих проектов. Кроме того, водохранилища часто используются для нескольких целей, включая питьевую воду и борьбу с наводнениями, поэтому отнесение всех выбросов парниковых газов из резервуаров к гидроэнергетике может быть неточным.
Исследователи из ORNL Министерства энергетики США (DOE) сочетают статистическое моделирование с передовыми полевыми методами, в том числе с использованием беспилотных летательных аппаратов, для более точной оценки выбросов парниковых газов из водохранилищ гидроэлектростанций.
При финансовой поддержке Управления гидроэнергетических технологий Министерства энергетики США проектная группа ORNL вернется к исследованиям шести водохранилищ ГЭС, которые они исследовали на юго-востоке США десять лет назад. Используя более совершенные инструменты измерения, команда сравнит свои выводы с результатами 10-летней давности и с текущими прогнозами модели. Ожидается, что новые методы обеспечат большую точность и объяснение изменчивости, что приведет к созданию более достоверных моделей.
ПГ выбрасываются из всех внутренних вод, потому что микробы в отложениях естественным образом производят углекислый газ или метан. Исследовательская группа ORNL оценит выбросы углекислого газа, но сосредоточится в первую очередь на выбросах метана, которые недостаточно изучены и представляют потенциал глобального потепления в 30 раз выше, чем углекислый газ.
Исследователи ORNL используют модель G-Res Международной гидроэнергетической ассоциации — веб-инструмент для оценки углеродного следа водохранилища. Будет проанализирована достоверность и точность оценки выбросов CO2 из водохранилища к таким воздействиям, как местная изменчивость климата и динамическая работа водохранилища, исследовательская группа работает над выявлением пробелов в знаниях и данных, чтобы обеспечить более точные полевые измерения.
Имея статистический анализ, команда планирует, где именно следует провести измерения в повторно посещенных водохранилищах, чтобы получить более репрезентативную оценку выбросов ПГ.
Исследователи ORNL продолжат измерять выбросы углекислого газа и метана в течение года в водохранилищах в Теннесси, Алабаме, Джорджии, Северной Каролине и Южной Каролине. Команда будет использовать стандартные и новые методы измерения, в том числе газодиффузионную камеру, газовые ловушки и водный дрон. Дрон — дистанционно управляемая лодка, оснащенная набором датчиков — может собирать измерения более эффективно, чем традиционные методы отбора проб.
Эти данные с более высокой точностью будут способствовать усовершенствованию моделей выбросов ПГ с целью использования моделей для более точного прогнозирования выбросов из существующих и новых водохранилищ гидроэлектростанций.
Исследовательская группа ORNL также работает с Агентством по охране окружающей среды (EPA) по исследованию выбросов национальных водохранилищ, чтобы сравнить выбросы парниковых газов из водохранилищ гидроэлектростанций с выбросами, образованными неэнергетическими плотинами. В рамках проекта Агентства по исследованию выбросов парниковых газов из водохранилищ измеряются выбросы парниковых газов в 108 водохранилищах США, включая некоторые водохранилища гидроэлектростанций, в различных географических регионах, глубинах водохранилищ и биологических условиях.
Эти новые подходы и инструменты могут уменьшить изменчивость и неопределенность, наблюдаемые в предыдущих оценках выбросов парниковых газов, и привести к более информированному управлению водохранилищами с целью снижения выбросов парниковых газов при выработке гидроэнергии для устойчивой национальной энергосистемы, говорится в сообщении ORNL.
UT-Battelle управляет ORNL для Управления науки Министерства энергетики.
На водохранилищах ГЭС РусГидро в 2021 году начались самые масштабные в мире изучения углеродного баланса
Цель натурных исследований – подтвердить расчеты ученых МГУ, которые на расчетных моделях подтвердили, что водохранилища гидроэлектростанций поглощают углерод в гораздо больших количествах, чем выделяют в атмосферу. Тщательные измерения в течение трех лет будут проводиться на девяти крупных водохранилищах ГЭС РусГидро в самых разных природно-климатических зонах нашей страны. Аналогичная работа проводится компанией ЕвроСибЭнерго на всех ГЭС Ангара-Енисейского каскада. Результаты исследований более чем обнадеживающие.
https://www.youtube.com/watch?v=Pnxwj9zbtlM&list=PLu3t73MTbr5AVRhz_PcbylgHtrzq8GsLC&index=10