Эффективность ГЭС по всему миру падает на фоне глобального потепления

Гидроэнергетика остается ключевым элементом глобальной стратегии по отказу от ископаемого топлива, однако ее долгосрочная надежность все чаще ставится под сомнение из–за климатических изменений. Согласно данным нового исследования, опубликованного в научном журнале Energy Reports, этот сектор сталкивается с парадоксальной ситуацией: несмотря на активное строительство новых мощностей, реальная эффективность эксплуатации существующих объектов постепенно снижается.

На сегодняшний день гидроэнергетика обеспечивает более 16 процентов мирового производства электроэнергии. В ряде стран, таких как Норвегия, Парагвай или Эфиопия, на ее долю приходится свыше 90 процентов генерации. Статистика показывает, что с 2000 по 2022 год установленная мощность ГЭС в мире выросла на 81 процент. При этом фактическая выработка электроэнергии за тот же период увеличилась лишь на 66 процентов. Эта разница отразилась на коэффициенте использования установленной мощности, который снизился с 42,8 до 39,3 процента. Эксперты связывают это явление с участившимися засухами, обмелением рек и износом оборудования на старых станциях.

Влияние климата на водные ресурсы крайне неоднородно в зависимости от региона. В то время как некоторые северные территории могут временно выиграть от увеличения количества осадков, южные регионы сталкиваются с критическими рисками. В европейских Альпах таяние ледников и сокращение снежного покрова уже приводят к изменению сезонности речного стока. В Бразилии и странах Африки к югу от Сахары затяжные засухи серьезно ограничивают возможности генерации. Прогнозы показывают, что в некоторых районах Европы потенциал гидроэнергетики может сократиться на 20-50 процентов к концу столетия.

Одной из скрытых угроз для отрасли становится заиление водохранилищ. Усиление интенсивности осадков и наводнения приводят к тому, что в резервуары попадает больше осадочных пород. Это не только уменьшает полезный объем воды, но и ускоряет износ турбин. Кроме того, повышение температуры воздуха усиливает испарение с поверхности водохранилищ, что особенно критично для засушливых регионов. В таких условиях традиционное планирование, основанное исключительно на исторических данных об осадках, становится неэффективным.

Современные вызовы требуют от энергетиков внедрения новых стратегий адаптации. Исследователи подчеркивают, что простого расширения мощностей уже недостаточно. Необходимо инвестировать в цифровые технологии, такие как системы прогнозирования на базе искусственного интеллекта и цифровые двойники объектов. Перспективным направлением считается гибридизация, например, размещение плавучих солнечных панелей на поверхности водохранилищ ГЭС. Это позволяет не только получать дополнительную энергию, но и снижать потери воды от испарения.

Особое внимание в международном сообществе уделяется управлению трансграничными водными ресурсами. Рост дефицита воды может обострить социально-экономические противоречия между государствами, делящими общие речные бассейны, как это происходит в случае с Нилом или Меконгом. В этом контексте гидроэнергетика перестает быть чисто техническим вопросом и переходит в плоскость международной дипломатии и региональной безопасности.

Будущее отрасли во многом будет зависеть от гибкости систем управления. На конференции COP28 было озвучено обязательство утроить мировые мощности возобновляемой энергетики к 2030 году. Для достижения этой цели гидроэнергетика должна трансформироваться из стабильного базового источника в адаптивный инструмент, способный работать в связке с переменчивыми солнечной и ветровой генерациями. Укрепление инфраструктуры и внедрение адаптивного финансирования станут залогом энергетической устойчивости в условиях климатической неопределенности.