Jak “zielona” jest “zielona” energia?

Poniższy tekst stanowi streszczenie artykułu How Green is ‘Green’ Energy? (Luke Gibson, Elspeth N. Wilman, William F. Laurance. Trends in Ecology & Evolution , Volume 32 , Issue 12 , 922 – 935)

Dynamiczny wzrost populacji ludzkiej pociąga za sobą rosnący głód energii, a jej produkcja – rosnące koszty środowiskowe, w tym klimatyczne. Nic dziwnego, że coraz częściej priorytetem państw i instytucji międzynarodowych staje się zwiększenie udziału energii odnawialnej (tj., uzyskanej za pomocą zasobów, które są naturalnie uzupełniane, na przykład wiatru, światła słonecznego, ciepła geotermalnego, etc.) w całkowitym jej pozyskaniu. Motorem do takich działań są liczne badania dowodzące negatywnych efektów tradycyjnej energetyki, opartej na spalaniu paliw kopalnych. Pozyskiwanie energii ze źródeł odnawialnych bywa automatycznie postrzegane jako całkowicie bezpieczne dla środowiska i nieemisyjne (tj., nie powodujące emisji gazów cieplarnianych). Czy tak jest w rzeczywistości? Próby kompleksowego spojrzenia na ten problem podjęli się autorzy artykułu przeglądowego zamieszczonego w grudniowym numerze opiniotwórczego czasopisma naukowego Trends in Ecology and Evolution (TREE). Postanowili oni zebrać i przeanalizować prace naukowe dotyczące środowiskowych kosztów pozyskania energii odnawialnej z trzech głównych, aktualnie, jej źródeł: wody, słońca i wiatru.

Energia wodna

Analiza skutków pozyskania energii w elektrowniach wodnych doprowadziła do zaskakującej konstatacji. Jak pokazują badania, zbiorniki zaporowe, stanowiące kluczowy element takich elektrowni, emitują bardzo dużo gazów cieplarnianych (dwutlenku węgla, metanu i podtlenku azotu). Nie jest to jedynie gaz opuszczający czaszę tych zbiorników w formie lotnej, ale także ten rozpuszczony, uwalniany do atmosfery na turbinach i przelewach zapory. Dla przykładu, analizy przeprowadzone dla zapory Curuá-Una w Pará w Brazylii (moc 40 MW) wskazują, iż jej funkcjonowanie powoduje emisję 3,6-krotnie większej ilości gazów cieplarnianych niż towarzyszyłoby wyprodukowaniu takiej samej ilości energii z ropy naftowej. Szacuje się, na całym świecie, zbiorniki hydroelektryczne emitują rocznie do atmosfery 48-82 mln ton dwutlenku węgral i 3-14 mln ton metanu.

Emisja gazów cieplarnianych przez zbiorniki i zapory nie jest jedynym środowiskowym problemem związanym z energetyką wodną. Budowa zbiornika niszczy dolinę rzeczną i jej otoczenie, m.in. poprzez zalewanie, zmianę stosunków wodnych i wylesianie. Na przykład planowana budowa zbiorników na leżącej w Amazonii rzece Tapajós i jej dopływach, ma do 2030 roku zwiększyć wylesienie o ok. 1 mln ha. Problem w dorzeczu Amazonki wydaje się wyjątkowo poważny: obecnie istnieje tam 191 zapór, a planowana jest budowa kolejnych 246. Realizacja tych projektów może zdewastować ogromne obszary, niezwykle cenne przyrodniczo i ważne z punktu widzenia ziemskiego klimatu.

Liczne badania pokazują również, że zmiany powodowane przez zbiorniki zaporowe powodują często drastyczną utratę bioróżnorodności. Zapory hydroelektryczne blokują migrację zwierząt wzdłuż koryta rzeki, stanowiąc zagrożenie dla wielu populacji ryb wędrownych i delfinów. Na przykład liczebność populacji gigantycznego suma z Mekongu (Pangasianodon gigas) spadła w ciągu ostatnich dwóch dekad, po wybudowaniu zapór na tej rzece, o 80%. Ponadto, zapory zatrzymują transport osadów rzecznych, zaburzając równowagę pomiędzy lądem i wodą w przyujściowych obszarach rzek, niszcząc estuaria. Zmiana reżimu przepływów sprzyja inwazjom gatunków obcych.

Kończąc analizę skutków środowiskowych hydroenergetyki, autorzy podają również przykład nieprzewidzianych korzyści z ich budowy. Analizy pokazują, że budowa zbiorników zaporowych spowalnia podnoszenie się poziomu morza spowodowane ociepleniem klimatu: w ciągu ostatniego półwiecza poziom ten podniósł się o 3 cm mniej, niż miałoby to miejsce bez wpływu zbiorników.

Energia słoneczna

Farmy słoneczne – tj. elektrownie pozyskujące energię słoneczną na skalę przemysłową – powodują zazwyczaj lokalne zmiany mikroklimatu: ochłodzenie (do kilku stopni Celsjusza) i osuszenie. Likwidują lub silnie ograniczają lokalną szatę roślinną, co często znacząco pogarsza warunki życia zwierząt. Mogą wywołać też inne, dużo subtelniejsze skutki, jak na przykład zmieniać proporcje płci w populacjach gatunków, u których płeć jest determinowana przez temperaturę inkubacji jaj (np. u żółwi) [1]. Farmy słoneczne powodują zwiększenie śmiertelności ptaków: szacuje się, że w USA zabijanych jest przez nie rocznie 38 000-138 000 ptaków. Należy jednak podkreślić, że liczby te są nieporównywalnie mniejsze niż w przypadku innych antropogenicznych źródeł śmiertelności ptaków: na przykład, jak podają autorzy, 28,4 miliona ptaków ginie rocznie w USA na skutek porażenia lub kolizji z liniami wysokiego napięcia, 199,6 miliona w wyniku kolizji z samochodami, 599 milionów w wyniku kolizji z budynkami, a 2,4 miliarda zostaje zabitych przez koty). Powierzchnie kolektorów słonecznych bywają też mylone z powierzchnią wody przez wodno-lądowe bezkręgowce, które próbują składać na nich jaja, marnując w ten sposób okazję do rozrodu i narażając się na ataki drapieżników.

Co ważne, w odróżnieniu od spalania paliw kopalnych oraz energetyki wodnej, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego nie powoduje bezpośrednio emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. Pomimo stwierdzonych wad, jak również – pozostających znaków zapytania (Gibson i współautorzy zwracają uwagę, że niektóre aspekty wpływu energetyki słonecznej na środowisko nie zostały jeszcze przebadane), pozyskanie energii z promieniowania słonecznego wydaje się zdecydowanie mniej szkodliwe w porównaniu do jej pozyskania z paliw kopalnych czy elektrowni wodnych.

Energia wiatrowa

Najczęściej notowanym negatywnym skutkiem budowy farm wiatrowych jest zwiększenie śmiertelności zwierząt latających. W badaniach przeprowadzonych w Stanach Zjednoczonych oszacowano na przykład, że w 2012 około 573 tys. ptaków (w tym 83 tys. ptaków drapieżnych) i 600 tys. – 888 tys. nietoperzy zostało zabitych przez turbiny wiatrowe. Podobnie jak w przypadku śmiertelności spowodowanej przez panele słoneczne (zob. wyżej), liczby te są jednak znacznie mniejsze w porównaniu do innych antropogenicznych zagrożeń dla tych zwierząt. Niemniej jednak, farmy wiatrowe mogą mieć negatywny wpływ na populacje cenne lub zagrożone, w tym populacje gatunków wędrownych, zamieszkujących odległe często obszary. Dla przykładu, badania przeprowadzone we wschodnich Niemczech wykazały, że 28% nietoperzy (Nyctalus noctula) zabitych przez turbiny wiatrowe pochodziło z odległych części Europy, w tym państw bałtyckich, Białorusi lub Rosji. Energetyka wiatrowa może też powodować zmianę tras ptasich wędrówek. Na przykład gęsi krótkodziobe (Anser brachyrhynchus), migrujące między Grenlandią a Islandią i Wielką Brytanią, zmieniły trasę migracji, omijając farmy wiatrowe wybudowane u wschodnich wybrzeży Anglii. Skutki takich zmian są często trudne do przewidzenia.

Podobnie jak w przypadku energii słonecznej, energia pozyskiwana z wiatru nie powoduje bezpośrednio emisji gazów cieplarnianych. Pomijając relatywnie nieliczne związane z nią problemy, wydaje się być w pełni energią ‘zieloną’.

Którą energię wybrać?

Choć głównym celem autorów artykułu nie było porównanie wpływu na środowisko odnawialnych versus kopalnych źródeł energii (wpływ tych ostatnich jest szczegółowo omawiany w wielu innych pracach; tutaj nie był przedmiotem analiz), jednak ich opinia w tej kwestii została dość jasno sformułowana. Zarówno energetyka wiatrowa, jak i słoneczna, choć nie są dla środowiska obojętne, wydają się znacznie mniej inwazyjne niż energetyka tradycyjna, i w tym sensie zasługują na miano „zielonych”. Z kolei energetyka wodna może być w wielu sytuacjach nawet bardziej destrukcyjna, niż ta oparta na spalaniu paliw kopalnych. Poza dewastacją okolicznych ekosystemów, oddziałuje też na wielkie, często, obszary dorzeczy, jak również – wpływa na globalny klimat przez emisję znacznych ilości gazów cieplarnianych. Nie sposób zatem nazwać jej „zieloną”.

Niezależnie od wyboru źródła wytwarzanej energii, zawsze można, zdaniem autorów, zaplanować jej pozyskanie tak, aby zminimalizować negatywne skutki dla środowiska, na przykład dobierając jak najmniej inwazyjną lokalizację związanej z tym infrastruktury oraz dostosowując kształt inwestycji do lokalnych realiów przyrodniczych.

 

Opracował dr Andrzej Mikulski – Zakład Hydrobiologii, Wydział Biologii Uniwersytetu Warszawskiego

---

[1] W tym kontekście warto jednak wspomnieć, że gatunki o środowiskowej determinacji płci mogą być szczególnie zagrożone skutkami ocieplenia klimatu; zob. np. https://www.smithsonianmag.com/smart-news/climate-change-producing-too-many-female-sea-turtles-180967780/