Penyimpanan pembangkit listrik tenaga air memainkan peran sentral dalam menyeimbangkan fluktuasi pada jaringan listrik sambil tetap netral karbon. Untuk mendamaikan produksi listrik dengan lebih baik dengan perlindungan keanekaragaman hayati dalam jangka panjang, sangat penting bahwa manajemen tenaga air mempertimbangkan tidak hanya konsekuensi ekologis dari peristiwa hydropeaking individu, tetapi juga efek kumulatifnya.
Mengingat transisi energi, pembangkit listrik tenaga air penyimpanan menjadi semakin penting karena mereka dapat mengkompensasi produksi listrik yang sangat berfluktuasi dari sumber energi terbarukan lainnya seperti matahari dan angin. Menurut perkiraan UE, permintaan untuk produksi listrik yang fleksibel akan meningkat sembilan kali lipat pada tahun 2050. Oleh karena itu tenaga air berkontribusi terhadap pembangkit energi yang ramah iklim. Namun, pada saat yang sama, itu juga memberikan tekanan yang cukup besar pada keanekaragaman hayati.
Aktivasi switching dan shutdown turbin yang sering menyebabkan fluktuasi aliran yang nyata di sungai mencapai hilir pembangkit listrik tenaga air penyimpanan; Ini dikenal sebagai Hydropeaking. Hydropeaking memiliki dampak signifikan pada ekosistem. Selama fase aliran rendah, habitat garis pantai dapat mengering dengan cepat, meninggalkan ikan, serangga air dan kehidupan air lainnya yang tinggal di sana terdampar dan berisiko mati. Ketika aliran naik, arus yang kuat tidak hanya mengubah mosaik habitat yang beragam, tetapi juga menyapu hewan dan tumbuhan. Akibatnya, jumlah individu dan keragaman spesies menurun secara drastis. Ini menyoroti tantangan utama dari transisi energi: merekonsiliasi produksi listrik yang ramah iklim dengan konservasi keanekaragaman hayati yang efektif.
Kerangka hukum dan implikasi mitigasi hydropeaking
Swiss Waters Protection Act mengharuskan operator pembangkit listrik tenaga air dengan operasi hidropak untuk mengelola aliran mereka dengan cara yang meminimalkan dampak pada habitat dan spesies khas yang menghuninya. Sejalan dengan prinsip proporsionalitas, tujuannya adalah untuk memulihkan dampak ekologis negatif yang signifikan pada tahun 2030. Pembangkit listrik tenaga air yang baru berlisensi juga harus memenuhi persyaratan ini. Langkah -langkah mitigasi, termasuk pemulihan lorong ikan dan transportasi bedload, memainkan peran sentral dalam melindungi keanekaragaman hayati di ekosistem sungai.
Saat ini, mitigasi hydropeaking berfokus terutama pada pengelolaan peristiwa individu, misalnya dengan membangun cekungan kompensasi. Fokusnya terutama pada pengurangan laju peningkatan dan penurunan ketinggian air. Atau, langkah -langkah operasional atau pelepasan langsung ke badan air yang lebih besar, seperti danau, dapat dibayangkan. Dalam kasus terakhir, bagian hydropeaking ditransformasikan menjadi jangkauan aliran residual dengan pelepasan konstan.
Para peneliti di Aquatic Research Institute EAWAG, bersama dengan mitra dari ETH Zurich, Inrae Lyon, Zhaw dan Boku Wina, telah mempelajari seberapa sering peristiwa hydropeaking yang terjadi mempengaruhi dinamika habitat di sungai. “Studi kami menunjukkan bahwa hydropeaking berulang meningkatkan dinamika habitat – dengan kata lain, distribusi temporal dan spasial mereka – dengan faktor 26 hingga 75 dibandingkan dengan rezim aliran alami,” kata Nico Bätz, seorang ilmuwan dalam kelompok penelitian restorasi sungai di EAWAG. Fluktuasi aliran yang berulang mengubah ketersediaan, kegigihan, dan konektivitas habitat penting dalam jangkauan sungai, seperti tempat pemijahan atau pengungsi untuk ikan dan serangga air. Ekosistem mungkin dapat mengatasi satu peristiwa. Namun, perubahan terus menerus pada habitat menyebabkan stres dan meningkatkan kematian banyak spesies.
“Contoh yang mengesankan dari efek luas dari fluktuasi aliran berulang adalah hasil baru dari Boku Vienna pada stranding ikan remaja, yang baru-baru ini kami terbitkan bersama”, tambah Nico Bätz. Satu peristiwa aliran rendah umumnya tidak terlalu berbahaya; Populasi ikan biasanya dapat beregenerasi. Namun, jika habitat ikan remaja mengering beberapa kali per hari, populasi dapat menurun secara signifikan dalam waktu singkat. Studi lapangan menunjukkan bahwa frekuensi peristiwa hydropeaking harian memiliki pengaruh yang kuat pada kepadatan ikan remaja.
Di sungai mencapai di Austria dengan kurang dari satu fluktuasi aliran per hari, kepadatan populasi ikan trout coklat muda rata -rata 2,3 kali lebih tinggi, dan muda beruban sebanyak 18 kali lebih tinggi, daripada di sungai jangkauan dengan fluktuasi aliran yang lebih sering karena hylopeaking. Simulasi komputer juga menunjukkan bahwa fluktuasi aliran berulang, tergantung pada frekuensi hydropeaking, dapat secara signifikan mempengaruhi populasi ikan remaja dalam beberapa hari atau bulan, bahkan jika aliran diturunkan secara perlahan – praktik mitigasi yang umum. “Penelitian kami dengan jelas menunjukkan bahwa efek kumulatif dari beberapa peristiwa hydropeaking pada ekosistem lebih besar dari jumlah sederhana dari peristiwa individu,” merangkum Nico Bätz.
Untuk lebih memahami efek hydropeaking berulang pada dinamika habitat, para peneliti mengembangkan tiga metrik baru.
Probabilitas Habitat: Metrik ini menunjukkan kemungkinan bahwa jenis habitat tertentu, seperti air dangkal atau area dengan kecepatan aliran rendah, tersedia. Diintegrasikan dari waktu ke waktu, metrik ini menggambarkan kondisi habitat dominan di mana organisme terpapar karena fluktuasi aliran.
Habitat Shifts: Metrik ini melacak seberapa sering jenis habitat bergeser di lokasi tertentu. Frekuensi perubahan kondisi habitat sangat penting untuk organisme dengan mobilitas terbatas, seperti tanaman dan sebagian besar serangga air, yang tidak dapat mengubah habitatnya atau hanya dapat melakukannya secara perlahan. Pergeseran yang sering dalam kondisi habitat dapat sangat mempengaruhi organisme ini dan mengurangi kelangsungan hidup mereka.
Pergeseran spasial habitat: Metrik ini menunjukkan sejauh mana habitat pindah dari waktu ke waktu. Ini sangat relevan untuk organisme seluler seperti ikan dewasa, yang harus mengubah lokasi sebagai respons terhadap fluktuasi aliran untuk menemukan kondisi habitat yang sesuai. Relokasi yang sering meningkatkan risiko terdampar, tetapi juga mempengaruhi keseimbangan energi organisme seluler dan dapat merusak kelangsungan hidup jangka panjang mereka.
Membuat pembangkit listrik tenaga air sekuat lingkungan mungkin
Untuk mempertahankan ketahanan jangka panjang dan keanekaragaman hayati sungai kita, manajemen tenaga air harus mempertimbangkan tidak hanya konsekuensi dari peristiwa hydropeaking individu, tetapi juga efek kumulatifnya. Integrasi yang lebih kuat dari masalah ini dapat membantu memperhitungkan dampak potensial yang mungkin dimiliki pembangkit listrik tenaga air penyimpanan pada keanekaragaman hayati. “Metrik kami dapat melengkapi pendekatan yang ada, seperti yang diusulkan dalam pedoman mitigasi hydropeaking dari Kantor Federal untuk Lingkungan (Foen), untuk memastikan keseimbangan antara tenaga air sebagai tulang punggung transisi energi dan konservasi keanekaragaman hayati,” kata Nico Bätz. Oleh karena itu, para peneliti merekomendasikan bahwa frekuensi fluktuasi aliran yang disebabkan oleh hidropeaking secara eksplisit diperhitungkan dalam manajemen tenaga air. Proposal saat ini sedang dikembangkan tentang bagaimana hal ini dapat dipertimbangkan dalam perbaikan, ekspansi atau membangun konsesi baru maupun baru.
Gireash, n .; Judes, C.; Vzo, D.; Lamouroux, N.; Capra, H.; Baumgartner, J .; Berger, B.; Weber, C. (2025) Dinamika habitat skala tambalan: Tiga metrik untuk menilai dampak ekologis dari hydropeaking yang sering terjadi, Jurnal Ecohydraulics10 (1), 79-106, doi: 10.1080/24705357.2024.2426790, repositori institusional
Hayes, DS; Bätz, N.; Nada, d.; Merl, K.; Auer, S.; Gorla, L.; Weber, C.; Naudascher, R.; Silva, LGM; Schmutz, S.; A, G.; Führer, S.; Zeiringer, B.; Greimel, F. (2024) Mengapa Hydropeaking Frekuensi: Efek dari Berulang Terjadi pada Ikan, Jurnal Ecohydraulics doi: 10.1080/24705357.2024.2426820, repositori institusional
Bätz, N.; Judes, C.; Weber, C. (2023) Patch Habitat Saraf: Efek Hydropeaking pada Dinamika Habitat, Penelitian dan Aplikasi Sungai39 (3), 349-363, doi: 10.1002/rra.4021, repositori institusional
Bärbel Zierl
