Изменение климата, в частности таяние ледников, сокращение снегопадов, увеличение зимних дождей и частые засухи, оказывает серьезное влияние на водохранилища гидроэлектростанций в Швейцарии и способы использования водных ресурсов. Инженер Джованни Де Чезаре из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) на примере плотины Грис в кантоне Вале проанализировал сложные последствия этих процессов для гидроэнергетики.
В настоящее время вода в водохранилищах ГЭС оценивается преимущественно с точки зрения ее способности производить электроэнергию. Однако, как показывают исследования, в будущем необходимо будет присвоить ей экономическую ценность, исходя из различных способов ее применения. Ожидается, что плотины станут выполнять более широкий спектр функций, а не только служить для выработки электричества. Этот вывод основан на анализе данных об изменении климата, эволюции ледников и заиливании водохранилищ за последние годы.
В Швейцарии за последние сто лет ледники уменьшились в размерах почти вдвое, и, по прогнозам, большинство из них могут полностью исчезнуть к 2100 году. Исследование, посвященное плотине Грис, расположенной на высоте 2387 метров, показывает масштабы проблемы. Вода из ее созданного ей водохранилища проходит через каскад гидроэлектростанций и впадает в озеро Маджоре, обеспечивая около 3% всей гидроэнергии страны. При этом гидроэнергетика в 2023 году составила примерно 57,6% от общего объема произведенной в Швейцарии электроэнергии.
В исследовании Джованни Де Чезаре поднимается вопрос: «Что исчезнет первым – ледник или водохранилище?». Ответ для плотины Грис очевиден – ледник, питающий ее, исчезнет раньше, примерно к 2070 году. После этого водохранилище будет пополняться только за счет дождей и таяния снега. К 2100 году приток воды в него сократится примерно на 30% по сравнению с текущими уровнями. Водохранилищу придется частично взять на себя функцию, которую сейчас выполняет ледник, – накапливать и сохранять воду. Однако вопрос о том, как будут распределяться эти ограниченные ресурсы, остается открытым.
Швейцария, имеющая около 220 плотин, находится на переломном этапе. Во многих водохранилищах накопились донные отложения, что снижает их полезный объем и нарушает работу ГЭС. У некоторых плотин, включая Грис, введенную в эксплуатацию в 1966 году, так называемый «мертвый объем» уже заполнен осадками. Согласно швейцарскому законодательству, операторы обязаны приводить объекты в безопасное состояние перед продлением или продажей концессии. Это означает необходимость реконструкции многих плотин, а в некоторых случаях – удаления отложений для повышения эффективности и безопасности.
Глобальное потепление добавляет в это уравнение новую переменную. Исчезновение ледников, которые изначально были одной из причин строительства плотин, ставит перед инженерами сложную задачу. Теперь им необходимо учитывать этот фактор при планировании работ по реконструкции и искать решения, которые позволят сохранить водохранилища и предотвратить возможные конфликты из-за распределения воды в будущем.