Thủy điện từ lâu được xem là một nguồn năng lượng tái tạo đáng tin cậy, nhưng ngày nay thường dễ bị ảnh hưởng nặng nề bởi hạn hán và lũ lụt.
Trong nhiều năm qua, thủy điện vẫn được xem là một nguồn năng lượng sạch đáng tin cậy có thể tạo ra điện vào bất cứ thời điểm nào. Tính đến năm 2019, hơn một nửa lượng điện sản xuất từ năng lượng tái tạo trên thế giới được tạo ra từ thủy điện.
Nhưng trong bối cảnh khí hậu biến đổi như hiện nay, nguồn năng lượng sinh ra từ nước này cũng biến đổi theo.
Năm nay, hạn hán xảy ra thường xuyên hơn và nghiêm trọng hơn do nhiệt độ tăng đã gây ra sự sụt giảm sản lượng thủy điện lớn nhất trong nhiều thập kỷ.
Tổn thất trong sản xuất điện trên toàn thế giới
Tại Lake Mead, hồ chứa lớn nhất nước Mỹ, cách không xa thành phố Las Vegas, sông Colorado đổ vào đập Hoover, nơi cung cấp nước cho hơn 140 triệu người ở Mỹ.
Nhưng hiện tại, hồ chứa rộng lớn này chỉ đầy một phần ba.
Do mực nước giảm, nhà máy thủy điện tại đây đã sản xuất ít hơn 25% lượng điện trong tháng 7 này so với mức bình thường. Tình trạng này dẫn đến việc nhà máy kiến nghị chính phủ liên bang ngừng cấp nước cho các thị trấn ở hạ lưu con đập bắt đầu từ tháng 1/2022.
Tình hình ở Nam Mỹ cũng tương tự. Sông Parana, chảy qua Brazil, Paraguay và Argentina, đang có mực nước cực thấp. Miền nam Brazil, nơi sông Parana chảy qua, đã phải chịu đựng hạn hán nghiêm trọng trong vòng ba năm.
Theo các báo cáo địa phương, mực nước trong các hồ chứa ở miền trung và miền nam Brazil đã giảm hơn một nửa so với mức trung bình trong 20 năm qua và hiện chỉ ở mức dưới 1/3 dung tích. Do Brazil sản xuất khoảng 60% lượng điện từ thủy điện, nên nếu mực nước hồ chứa tiếp tục thấp có thể dẫn đến mất điện.
Trở lại với nhiên liệu hóa thạch
Để ngăn chặn điều đó xảy ra, các nhà chức trách Brazil đã bắt đầu kích hoạt lại các nhà máy điện chạy bằng khí đốt tự nhiên. Điều này đang khiến giá điện, cũng như lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính, tăng lên.
Một kịch bản tương tự đang diễn ra ở Mỹ. Ở khu vực California khô hạn, chính quyền tiểu bang đã cho phép các ngành công nghiệp và tàu bè sử dụng máy phát điện chạy dầu diesel để cung cấp điện trong trường hợp họ không thể tiếp cận được nguồn cung điện sản xuất từ năng lượng tái tạo. Các nhà máy điện khí tự nhiên cũng đang được phép đốt nhiều khí hơn để tạo ra điện.
Nhưng không chỉ hạn hán có thể làm tê liệt sản xuất thủy điện. Mưa lớn và lũ lụt cũng có thể gây ra nhiều vấn đề lớn. Tháng 3/2019, lũ lụt nghiêm trọng sau cơn bão Idai, tấn công miền tây châu Phi, đã làm hư hại hai nhà máy lớn ở Malawi, cắt đứt nguồn cung điện đến các vùng của quốc gia châu Phi này trong vài ngày.
Tại một số quốc gia châu Phi như Cộng hòa Dân chủ Congo, Ethiopia, Malawi và Mozambique, thủy điện chiếm hơn 80% sản lượng điện, theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA).
Nhìn chung, thủy điện chiếm khoảng 17% sản lượng điện ở châu Phi vào cuối năm 2019. Con số này được dự báo sẽ tăng lên hơn 23% vào năm 2040.
Nhưng theo IEA, hầu hết các kế hoạch mới cho các nhà máy thủy điện ở châu Phi không tính đến những nguy cơ tiềm ẩn của biến đổi khí hậu.
Cảnh báo chống lại việc mở rộng thủy điện
Trong khi đó, nhiều nhà máy thủy điện đã đi vào hoạt động trên thế giới đang phải đối mặt với một vấn đề khác: già hóa. Theo một nghiên cứu của Đại học Liên Hợp Quốc (United Nations University), các con đập sẽ hết thời gian sử dụng từ 50 đến 100 năm sau khi xây dựng. Nghiên cứu lưu ý rằng những cấu trúc này càng bị hao mòn bởi thời tiết, thì khả năng vỡ đập càng cao.
Nghiên cứu cho biết khi một con đập được đưa vào sử dụng khoảng 25-35 năm, các biện pháp cần thiết để duy trì nó sẽ làm tăng đáng kể chi phí vận hành.
Như vậy, sẽ là tai hại nếu đầu tư vào nhiều nhà máy thủy điện hơn trong khi loại bỏ dần nhiên liệu hóa thạch, theo Thilo Papacek, thành viên tại CounterCurrent, một tổ chức phi chính phủ của Đức.
Các nhà máy thủy điện không chỉ can thiệp vào hệ sinh thái xung quanh, nhưng vì chúng ngăn không cho phù sa được mang xuống hạ lưu, chúng còn có thể trở thành mối nguy hiểm cho con người, Papacek nói với DW.
“Nếu bờ sông không được phù sa bồi đắp, dòng sông sẽ càng ngày càng ăn mòn lòng vào bờ sông bên dưới con đập. Sau đó, trong những trận mưa lớn, đặc biệt trong trường hợp nước cần phải được xả ra khỏi hồ chứa, nó sẽ sinh ra sức mạnh tàn phá ghê gớm,” ông nói, bổ sung thêm rằng nó làm tăng nguy cơ lũ lụt ở các khu dân cư gần kề.
Cách xây dựng các nhà máy thủy điện trong tương lai
“Đúng là chúng ta sẽ không thể làm được nếu không có thủy điện trong tương lai,” Klement Tockner, giáo sư khoa học hệ sinh thái tại Đại học Goethe ở Frankurt (Đức), đồng thời là Tổng giám đốc Hiệp hội Nghiên cứu Tự nhiên Senckenberg, cho biết. “Nhưng câu hỏi đặt ra là: Chúng ta xây dựng các công trình thủy điện ở đâu, chúng ta xây dựng chúng như thế nào và chúng ta vận hành các nhà máy thủy điện như thế nào trong tương lai?”
Ông tin rằng những công trình này không nên được xây dựng trong các khu bảo tồn hiện có, nơi các dòng sông vẫn đang tự do chảy. Ông cũng cho rằng cần thực hiện các biện pháp để bù đắp tác động tiêu cực của các nhà máy thủy điện đối với hệ sinh thái – chẳng hạn như khôi phục các tuyến đường thủy bị suy yếu và dỡ bỏ các con đập. Các nhà máy thủy điện mới cần phải được xây dựng theo cách cho phép các con sông vẫn có thể chảy vào được – vừa để cho cá và phù sa di chuyển lên và xuống hạ lưu, vừa cho phép khơi thông dòng chảy của những khối nước lớn xuất hiện khi có lũ lụt.
“Điều đó có nghĩa là vận tốc dòng chảy không bị tác động quá nhiều, con sông phải giữ lại đủ lượng nước còn dư cũng như các vùng ngập nước,” Stefan Uhlenbrook, nhà thủy văn tại Viện Quản lý Nước Quốc tế (IWMI), giải thích. Ông nói với DW: “Nếu cần thiết, trầm tích phải được trả lại một cách cơ học cho con sông.”
Ông cho biết các nhà máy lớn có khả năng ngày càng trở nên kém hiệu quả do biến đổi khí hậu và cần tập trung vào các nhà máy nhỏ hơn và nguồn cung phi tập trung.
Chỉ công nghệ là không đủ
Có những lựa chọn thay thế cho các đập lớn. Ví dụ, các turbine nội dòng được treo ở giữa sông sẽ tạo ra điện từ vận tốc chảy của nước.
Những công trình như thế này không yêu cầu phải xây dựng nhiều, và vẫn có thể hoạt động khi mực nước giảm xuống. Nhưng điểm bất lợi là chúng chỉ thích hợp cho các vùng xa xôi, chứ không thể cung cấp đủ điện cho các vùng đô thị.
Một ví dụ khác là nhà máy thủy điện cột nước thấp tại trường Đại học Kỹ thuật Munich (TUM), có thiết kế đảm bảo an toàn lũ. Dự án nhà máy thí điểm ở bang Bavaria, miền nam nước Đức, cung cấp điện cho khoảng 800 hộ gia đình.
Nhưng chỉ công nghệ tiên tiến thôi sẽ không thể chống lại hạn hán nghiêm trọng và kéo dài.
“Chúng ta có thể giảm thiểu tác động của hạn hán bằng cách sử dụng đất theo cách khác,” giáo sư khoa học hệ sinh thái Tockner cho biết. “Rừng bán tự nhiên và đất ngập nước tích trữ rất nhiều nước; lượng nước này hoàn toàn có thể được dẫn ra để sử dụng trong thời kỳ hạn hán. Từ đó có thể thấy rằng chúng ta nên tìm cách giảm cả hạn hán và lũ lụt bằng các biện pháp thân thiện với thiên nhiên như vậy.”
Tuy nhiên, ông nói thêm, với sự gia tăng của các hiện tượng thời tiết cực đoan, rõ ràng là “thủy điện sẽ không còn là nguồn năng lượng đáng tin cậy như đã từng.”
Đối với nhà thủy văn học Uhlenbrook, có một khía cạnh khác trong cuộc tranh luận về năng lượng thường bị bỏ qua: “Trên hết, chúng ta phải tập trung vào việc tiết kiệm năng lượng càng nhiều càng tốt trong tương lai.”
Minh Đức (Theo DW)
