Серед позитивних рис гідроенергетики слід відзначити й те, що її відносять до найбільш екологічно чистих серед різних сучасних способів масового виробництва електроенергії. ГЕС не виділяють шкідливих речовин у навколишнє середовище і не використовують атмосферний кисень для виробництва електроенергії.
Але багаторічний досвід використання енергії води виявив і недоліки гідроенергетики. Один з основних - нерівномірність природного стоку річок. Він може бути подоланий шляхом створення водосховищ, які регулюють стік: під час паводку та повноводдя водосховища наповнюються, а в межень спрацьовують. Але створення водосховищ тягне за собою ряд негативних для навколишнього середовища наслідків.
Водосховища впливають на природний режим річок, оскільки змінюють їх гідрологічний і температурний режим, затоплюють великі території, викликають зсувні процеси, перебудову сільського господарства і природних екологічних систем. Вплив водосховища виявляється не лише поблизу самого водосховища, а також вище та нижче за течією, у дельтовій області рік, а іноді й у прибережній морській зоні.
Будівництво гребель і водосховищ створює такі серйозні проблеми:
1. Греблі перешкоджають міграції риб, руху транспорту, затримують твердий стік і стік біогенів (азоту і фосфору), змінюють береги, знижують паводки.
2. Створення водосховищ викликає значне переміщення населення, вирубку лісів, проведення компенсаційних робіт, безповоротне вилучення стоку для наповнення водосховища.
3. Відбувається зміна клімату в прибережній смузі (у посушливому кліматі спостерігається підвищення вологості, пік дощового періоду пересувається з осені на літо тощо).
4. Погіршується якість води внаслідок зменшення проточності, дефіциту кисню, збільшення азоту і фосфору, появи синьо-зелених водоростей, повторного забруднення.
У зв'язку з цією проблемою при спорудженні водосховищ слід враховувати формування і розвиток вищої водної рослинності. Як правило, при створенні водосховищ і підвищенні рівня води швидкість течії зменшується, спостерігається затоплення значних площ, збільшення, особливо в перші роки створення водосховища, виносу поживних речовин з ґрунту. Ці обставини викликають утворення застійних зон на деяких площах під поверхнею води, що сприяє надмірному розвитку водоростей, особливо синьо-зелених - так званому "цвітінню води". Змінюється смак і колір води, оскільки у воду з водоростей потрапляє велика кількість виділень і погіршується кисневий режим; забиваються фільтри водозабірних споруд і порушуються нормально збалансовані у водоймі процеси обміну речовин і заміна одних видів іншими, більш пристосованими до таких, менш сприятливих, умов. Складність створення сприятливих умов для росту і розвитку макрофітів полягає в тому, що при надлишковому розвитку вони з фактора берегозакріплення і самоочищення води стають фактором, що сприяє підтопленню і заболочуванню берега, а при відмиранні - фактором самозабруднення води.
5. Спостерігаються значні біологічні наслідки - поширення інфекційних захворювань, збільшення збудників хвороб, особливо в країнах з жарким кліматом (малярії, шистоматозу та ін.).
6. Флора і фауна (іхтіофауна) зазнають значного впливу, що приводить часом до повної перебудови.
7. Регулювання стоку і зрізування паводку супроводжуються зневодненням рік нижче греблі, зниженням рівня ґрунтових вод і опустелюванням заплавних земель; поблизу дериваційних споруд спостерігається підтоплення і заболочування територій, прилеглих до деривації.
8. Виникає порушення стійкості схилів - поява зсувів, абразія берегів; іноді ці явища набувають характеру катастроф, як наприклад катастрофа в Італії 1963 p., коли в водосховище Вайонт звалився скельний масив об'ємом 240 млн. м3, в результаті чого загинуло 3 тисячі людей, завдано великих матеріальних збитків.
9. Спостерігається "наведена" сейсмічність. З цим явищем вперше зіткнулися лише у 60-х роках після землетрусів в Індії (1967 р.) і Греції (1968 р.). У 1976 році нараховувалось 20 випадків чітко встановленого зв'язку між підвищенням сейсмічної активності і початковим наповненням водосховищ.
10. Будь-яке гідротехнічне будівництво пов'язане, як правило, з вирубкою лісів, знищенням рослинного покрову, скиданням неочищених стічних вод, залишків горючих і мастильних матеріалів; при застосуванні гідромеханізації збільшується помутніння водойм, створюється шум та інші перешкоди.
Великі труднощі при гідротехнічному будівництві викликають питання збереження рибних запасів. При будівництві греблі виникають проблеми пропуску риби у верхній б'єф і скату риби та її молоді в пониззя річок, необхідність створення штучних нерестилищ замість затоплених водосховищем, рибозагороджувальних споруд та ін.
Гідротехнічне будівництво на річках без створення спеціальних споруд привело до різкого скорочення, а в деяких місцях до повної втрати багатьох популяцій прохідних і напівпрохідних риб (наприклад, лососевих, сельдєвих та ін.) як у нашій країні, так і за кордоном, оскільки спуск молоді через турбіни без рибопропускних споруд неможливий або веде до значного травматизму і загибелі риби.
Треба вказати на ще один негативний наслідок створення водосховищ. За останні50 років люди штучно заповнили водойми приблизно 10 трильйонами тонн води. Наприклад, гребля Братської ГЕС утворює найбільше у світі водосховище, яке вміщує 169 млрд. кубометрів води. Це більше трьох річних стоків Дніпра. Гребля Токтогульської ГЕС на р. Нарин ще вища - 230 м, Ну-рекський гідровузол на р. Вахш має греблю висотою в стоповерховий хмарочос. Потужна гребля Красноярської гідроелектростанції перегородила велику річку Єнісей і створила водосховище об'ємом 100 млрд. кубометрів води.
У результаті переміщення води з океанів на континенти маса Землі навколо екватора зменшилася, а в Північній півкулі, де найбільше водосховищ, збільшилася. Таке зміщення маси, як думають учені, прискорило обертання Землі, оскільки вода опинилася ближче до осі обертання. Більш швидке обертання скорочує день. Через ефект водосховищ день за останні50 років скоротився приблизно на 8 мільйонних часток секунди.
Оскільки штучні водосховища розташовані на земній кулі несиметрично, запаси води в них "зсунули" і земну вісь приблизно на 60 см від Північного полюсу вбік західної частини Канади. Таким чином, створення штучних водойм тягне за собою достатньо великі за масштабами (глобальні) наслідки, і ще не всі з них ми маємо змогу оцінити.
Як бачимо, гідроенергетика на сучасному етапі не відповідає тим екологічним вимогам, що висуваються до неї, тому її подальший розвиток і вдосконалення мають бути пов'язані з виробленням нової концепції або, у крайньому разі, із суттєвим переглядом існуючих принципів використання енергії води.
При цьому найбільш суттєвим у подальшому розвитку гідроенергетики має стати усвідомлення того факту, що гідроресурси є відновлюваними, а точніше - безперервно відновлюваними.
До того ж, треба створити чи виробити систему заходів, спрямованих на якнайповніше відвернення негативних впливів ГЕС на навколишнє середовище. Заходи повинні бути спрямовані на мінімізацію, локалізацію та усунення негативних наслідків.
Для прогнозу і контролю забруднення водосховищ необхідний облік і аналіз як природного біогенного, так і антропогенного навантаження.
Знизити гостроту екологічних проблем у гідроенергетиці можна при будівництві енергонакопичуючих ГЕС (ЕНГЕС), гідроакумулюючих електростанцій (ГаЕС).
Особливим напрямком гідроенергобудівництва стає створення малих ГЕС одиничної потужності до 30 кВт на невеликих водотоках. Спорудження таких ГЕС дозволить економити паливо і отримувати електроенергію без завдання такої значної шкоди навколишньому середовищу, як при будівництві великих ГЕС. Раніше невеликі, так звані районні, міжколгоспні гідроелектростанції місцевого значення на невеликих річках були чи не основним джерелом енергозабезпечення сіл України. Та їх закрили після створення потужних загальносоюзних енергосистем.
Карпати та прилеглі до них передгірські райони настільки багаті на гідроресурси, що при розумному їх використанні могли б цілком забезпечити електроенергією не лише себе, а й інші регіони. МініГЕС можна будувати і в Криму.
2.2 Припливні електростанції (ПЕС)
Енергія припливів і відпливів належить до одного з видів гравітаційної енергії, яку людство ще майже не використовує. її запаси на всій планеті обчислюються в 11003 млн. кВт.
Двічі за кожні 24 години 50 хвилин всю нашу планету зі сходу на захід оббігає хвиля, її рух пов'язаний з часом проходження Місяця через меридіан. Це і є припливи та відливи, які виникають у результаті сил тяжіння Місяця і Сонця. В умовах великої поверхні океану висота місячного припливу не може перевищувати 0,55 м, а сонячного - 0,24 см. У вузьких протоках і бухтах рівень припливу підвищується, наприклад, у затоці Фанді (Канада) спостерігається рекордна висота припливних хвиль - 18,5 м.
Енергія припливів величезна, вона майже в 105 разів перевищує енергію, яка виробляється всіма гідроелектростанціями планети.
Припливні станції працюють за таким принципом: у вусті річки або затоки будується гребля, у корпусі якої установлюються гідроагрегати. За греблею створюють припливний басейн, який наповнюється припливною течією, що проходить через турбіни. При відпливі потік води виходить з басейну в море і крутить турбіни у зворотному напрямку.
Економічно доцільно будувати ПЕС у районах з припливним коливанням рівня моря не менше 4 м. Проектна потужність ПЕС залежить від характеру припливу в районі спорудження станції, від об'єму і площі припливного басейну, від кількості турбін, установлених у тілі греблі.
З 1967 р. в гирлі річки Ране у Франції на припливах висотою до 13 м працює ПЕС потужністю 240 тис. кВт/год з річною віддачею 540 тис. КВт/год. На цій ПЕС встановлено 24 гідроагрегати. За оцінками спеціалістів будівництво даної електростанції економічно виправдане. Річні витрати експлуатації нижчі, ніж на ГЕС, і складають 4% капіталовкладень.