Hüdroelektrijaamade kohanemisvõimalused

Hüdroenergia tootmine sõltub määratluse kohaselt vee kättesaadavusest ja seetõttu mõjutab seda kliimamuutuste mõju vesikondadele, peamiselt kahe (vastupidise) raja kaudu. Kliimamuutused võivad põhjustada veenappust, mis vähendab jõgede vooluhulka ja vee kogunemist tammidesse ning seega väiksemat veekogust, mis võib elektri tootmiseks läbida turbiine või jõgede taimi. Samas võivad kliimamuutused suurendada äärmuslike sademete sagedust ja intensiivsust ning kiirendada lume sulamist, mis suurendab üleujutusriski. Mõnes kohas kogu ELis on suurem veepuuduse oht ja teistes esineb ootamatult palju vett: tavaliselt on põuad enamikus piirkondades, välja arvatud Põhja-Euroopas, tõsiseks ohuks ning praegused sajandipikkused üleujutused sagenevad kõigis suuremates Euroopa vesikondades (EuroopaKeskkonnaamet, 2016). Mõlemad nähtused võivad siiski esineda kogu Euroopas, kus muutuvas kliimas muutuvad sagedused.

Eeldatavate hüdrometeoroloogiliste muutuste varieeruvus kogu Euroopas on siin käsitletud esimese kohanemisvariandi põhjus. Kliimamuutustega kohanemise seisukohast on oluline, et hüdroelektrijaamu käitavad kommunaalettevõtted saaksid üksikasjaliku ülevaate tulevastest tingimustest, milles iga jaam töötab. Kliimamuutuste tulemuseks on veeringluse hooajaline varieerumine, pikemad kuivad perioodid, mille jooksul on vett tavalisest vähem, varasem lume sulamine mäenõlvadel allikates ja seega suurte sulamisvee sissevoolude varasem esinemine ning liustike kiirem sulamine, mis toob kaasa vee kättesaadavuse esialgse suurenemise, millele järgneb vee kättesaadavuse halvenemine. Kui puuduvad vooluhulga reguleerimise taristud ülesvoolu, võivad varased ja rikkalikumad kevadvood olla jõeäärsete elektrijaamade jaoks problemaatilised, põhjustades ebakõla elektritootmise ja -nõudluse vahel.

Kõik need nähtused nõuavad hüdroelektrijaamade käitamise, hoolduse ja võimalik, et ka kliimakindluse tagamise insener-tehniliste sekkumiste kavandamise põhjalikku läbivaatamist. Lisaks on täpsed stsenaariumid väga olulised, et leida ühiseid lahendusi konkureerivatele kasutusviisidele veenappuse perioodidel, aidates hinnata tegelikke vajadusi ja erinevate kasutajate nõudluse tõenäolist ajastust lisaks elektrivõrkudele: põllumajandustootjad, kalandus, elamumajandus, veetransport, vaba aja veetmine jne. Seega on esimene kohanemisvõimalus luua kõrge resolutsiooniga klimaatilised ja hüdrometeoroloogilised stsenaariumid iga tammiala ja vesikonna jaoks, kuhu tamm kuulub, viisil, mis on elektriettevõtete juhtkonnale ja kõigile teistele vesikonna kasutajatele kergesti juurdepääsetav ja arusaadav. Sel eesmärgil saab kavandada konkreetseid kliimateenuseid, et esitada asjakohaste näitajate täpsed prognoosid juurdepääsetavas vormingus.

Mõnel juhul võivad prognoositavad kliimatingimused viidata sellele, et kavandatud tegevuste läbivaatamine ei pruugi olla piisav ja et taristu kohandamine võib olla asjakohane. See kehtib eriti juhul, kui on oodata äärmuslike sademete sagenemist, mille tulemuseks on üleujutuste sagenemine tammialadel. Tammide üleujutuste kahjulikud mõjud hõlmavad ülekatteid, katkestusi, seadmete kahjustusi ja kahjulikku mõju allavoolu. Üleujutustest tingitud äkiline veehulk tuleb ohutult vette lasta, et minimeerida kahju tehasele ja allavoolu asuvatele ökosüsteemidele ning inimeste taristule ja tegevusele. Äärmuslikud sademed võivad põhjustada ka hüdrometeoroloogilist mõju, nagu maalihked või liigne mudastumine, mis võib vähendada reservuaaris oleva vee kogust ja/või ummistada vee ärajuhtimise süsteemi.

On mitmeid tehnilisi võimalusi, mida saab rakendada tammide lekete haldamiseks, mida saab põhimõtteliselt rühmitada lekete, väravatega süsteemide ja kaitsmete pistikutega.

Kanalisatsioonitorud võivad olla erineva kujuga, mille eesmärk on ohutult hajutada ärajuhitud vee energiat, tagades samal ajal soovitud väljavoolu mahud. Need võivad töötada automaatselt, kui vesi tammis jõuab teatud tasemeni või neid saab ühendada väravatega, mis suunavad veevoolu lekkeavasse. Kujunduskujundite hulka kuuluvad langevarju lekketeed, astmelised lekketeed, kella-suu lekketeed, sümfooni lekketeed, ogee harjad, külgkanalid, labürindi lekketeed ja klaveriklahvi ülevoolupaisud (PKW). Tammi tehnilised iseärasused ning ümbritseva ala orograafia ja hüdroloogia määravad ära konkreetsete lekkimisteede sobivuse tammiga: see tähendab, et kõik äravoolusüsteemid ei ühildu kõigi tammidega.

Tarastatud süsteemid on tammi seinale või kellukese suudme ümber paigaldatud väravate sari, mida saab avada veehoidla veetaseme reguleerimiseks ja eelkõige üleujutuse korral üleliigse veehulga vabastamiseks allavoolu. Jällegi võivad need olla ühendatud leketega, et ohutult hajutada väljalastud vee kineetilist energiat. Need on paigaldatud paljudesse olemasolevatesse tammidesse veevoolu juhtimiseks. Üleujutustest tingitud küllastuse korral võivad suletud süsteemid ebaõnnestuda.

Kaitsmekorgid on maapinna tammi erodeeruvad osad, mis on ette nähtud pesemiseks etteantud üleujutustingimustes. Põhimõtteliselt toimivad need puhvritena, mis neelavad ja aeglustavad ülevoolu ning mida saab ohverdada, sest nende taastamise kulud on vaid väike osa kuludest, mis tuleks kanda, kui põhitamm oleks kahjustatud. Neid võib paigaldada ainult juhul, kui on olemas koha sobivad geograafilised ja geoloogilised iseärasused ning sobivad allavoolu tingimused (nt sadul, mis asub põhitammist mõistlikul kaugusel piki reservuaari serva, et juhtida ära liigne vesi; tugev kivim vundament pistikule, et taluda erosiooni; kanal ülevoolu ohutuks juhtimiseks pistikust peajõkke, et kaitsta allavoolu asuvaid rajatisi).

Tavaliselt saab lekete ja väravasüsteemide paigaldamine toimuda ainult tammi ehitamise etapis, seega ei ole moderniseerimine üldjuhul võimalik. See ei kehti kaitsmepistikute ja PKW-süsteemide kohta. Climate-ADAPTi juhtumiuuringus Prantsusmaa hüdroelektrijaamade üleujutusriski maandamise kohta käsitletakse farmakokineetiliste jäätmete plusse ja miinuseid. PKW-del on traditsiooniliste lekete ja suletud süsteemidega võrreldes mõned selged eelised, nagu olemasolevate tammide moderniseerimise teostatavus ja asjaolu, et need tagavad vaba lekete, ilma et neid piiraksid maksimaalsed võimsuspiirangud, seega suudavad nad toime tulla suurte vooluhulkadega ja töötada ohutumates tingimustes kui suletud süsteemid, ning täiesti automaatsel viisil, mis ei nõua inimsekkumist.

Äärmuslik infrastruktuuri kohandamise võimalus on jaama võimsuse suurendamine suuremate tammide ehitamise teel. See võib olla mõttekas konkreetsetes olukordades, kus lähitulevikus on oodata vee äravoolu olulist suurenemist ja see on piisavalt pikk, et võimaldada investeerimiskulude katmist. Nii võib see olla juhul, kui on oodata suurte liustike sulamist, nagu Islandi juhtumiuuringus. Selle võimaluse kohaldatavus ELi suhtes on aga tõenäoliselt väga piiratud väga erinevate hüdrometeoroloogiliste ja liustikutingimuste tõttu.