Coraz mniej wody w rzekach, zbyt wysoka temperatura, martwy narybek. Tak szkodzą elektrownie

6 miliardów metrów sześciennych – tyle wody do chłodzenia rocznie pobiera 12 polskich elektrowni. Żeby zrozumieć skalę, można wyobrazić sobie, że co trzy minuty jedna elektrownia potrzebuje tyle wody, ile mieści się w basenie olimpijskim.

Sama węglowa Elektrownia Kozienice w Świerżach Górnych (woj. mazowieckie) może pobierać z Wisły ponad 100 m3/s. Rocznie to więcej niż ośmiokrotność zbiornika solińskiego na Sanie – największego w Polsce sztucznego rezerwuaru wody.

Takie wyliczenia przedstawiają organizacje proklimatyczne. Eksperci przeanalizowali teraz, jaki ślad w środowisku zostawiają elektrownie, które pobierają wodę i oddają ją po schłodzeniu bloków energetycznych.

Wnioski?

• Wypuszczana woda jest ciepła, a więc znacząco zmienia temperaturę w rzece, podgrzewając ją nawet o kilka stopni Celsjusza. To zagraża rybom i innym organizmom żyjącym w rzece, a także zwiększa ryzyko zakwitów.
• Podgrzana woda odparowuje, przez co każdego roku tracimy miliony metrów sześciennych cennego zasobu.
• W trakcie pobierania wody do chłodzenia, zasysane są larwy ryb i młody narybek. Nie mają szans na przeżycie.

OKO.press jako pierwsze publikuje wyniki reportu autorstwa prof. Romana Żurka, Karola Ciężaka i Michała Cebuli.

Jak chłodzić bloki energetyczne

Istnieją trzy systemy chłodzenia elektrowni – otwarty, zamknięty (recyrkulacyjny) lub kombinowany. W systemie zamkniętym wykorzystywane są chłodnie kominowe – a więc woda pobrana do chłodzenia nie wraca do rzeki, tylko odparowuje przez kominy.

System otwarty jest znacznie tańszy – nie wymaga od operatora elektrowni budowy chłodni kominowych. Jest jednocześnie o wiele bardziej obciążający dla środowiska: może wymagać ponad 100 razy więcej wody niż obiekty z układem zamkniętym. Zużywając więcej wody, zabija również więcej ryb.

Cały system polega na pobraniu wody bezpośrednio z rzeki, schłodzeniu nią skraplaczy pary wodnej i wypuszczeniu podgrzanej wody z powrotem do rzeki.

Eksperci z Towarzystwa na Rzecz Ziemi i Fundacji Greenmind do badań wybrali wspomnianą już Elektrownię Kozienice, największą polską elektrownię na węgiel kamienny. Jedną z 12 elektrowni termicznych, które korzystają z systemu otwartego.

Ponad 30 stopni w rzece

Żeby sprawdzić, jak Kozienice wpływają na środowisko, zastosowali dwie metody:

• bezpośrednio mierząc temperaturę wody (termometrem z dokładnością do 0,1°C)
• oraz montując w okolicy zrzutów wody urządzenia do stałego pomiaru temperatury wody.

Raz w miesiącu, wykorzystując nadajniki GPS, eksperci mapowali rozkład temperatury w rzece – czyli nanosili na mapę dane dotyczące temperatury, żeby sprawdzić, gdzie woda jest najcieplejsza. Stosowali także nocne mapowanie strugi ciepłej wody z lotu ptaka w podczerwieni.

W ten sposób odkryli na przykład, że w 23 czerwca 2022 r. temperatura Wisły przed zrzutem wynosiła 21.9°C. Woda zrzucona przez elektrownię była aż o 9,5 stopni cieplejsza. „Na końcu teoretycznej strefy mieszania (1 km poniżej zrzutu) (...) temperatura w dniu 23 czerwca 2022 r., na lewym brzegu Wisły w strudze ciepłej wody wynosiła 25,50- 25,20°C” – piszą autorzy raportu. Dokładnie miesiąc później woda była jeszcze cieplejsza. Już przed zrzutem jej temperatura wynosiła 27,7°C. W odległości 1 km od zrzutu: 31,4°C.

W raporcie znalazły się również dane za 2021 rok: „Według danych pozyskanych z Elektrowni Kozienice różnica temperatur wód rzeki Wisły i zrzucanych w procesie chłodzenia w 2021 r. wahała się w granicach 6,1-16,7°C. Na skutek zrzutu zanieczyszczeń do Wisły zaburzeniu uległy ogólne warunki termiczne rzeki”

Co to oznacza?

Wystarczy przypomnieć, że wysoka temperatura wody była jedną z przyczyn katastrofy na Odrze – w połączeniu z niskimi przepływami i silnym zasoleniem doprowadziła do zakwitu toksycznej złotej algi. A w konsekwencji – do śmierci milionów organizmów żywych.

Ale negatywnych skutków jest znacznie więcej:

• Zbyt duża lub zbyt gwałtowna zmiana temperatury wody może spowodować masowe śnięcie ryb.
• Powoduje również zmianę warunków siedliskowych. Jak czytamy w raporcie, „może docelowo prowadzić do przebudowy struktury ekosystemu wodnego, w tym ichtiofauny danej rzeki lub zbiornika”.
• Wyższa temperatura wody zwiększa prawdopodobieństwo zakwitu glonów i sinic.
• Wyższa temperatura wody to również większe tempo zużycia tlenu w procesach destrukcji materii organicznej. Może doprowadzać do tzw. przyduchy, czyli spadku ilości tlenu w wodzie poniżej możliwości przeżycia ryb.
• Ryby w podgrzanej wodzie nie przechodzą okresu zimowania. Zmienia się więc cały ich cykl płciowy i termin rozrodu.
• W poprzednim raporcie, w którym badany był wpływ elektrowni na wodę, eksperci zwracali uwagę również na wpływ na inne organizmy. W tym – na przykład – ptaki. „Zrzut gorących ścieków w okresie zimowym zapobiega zamarzaniu wód, co silnie zaburza cykle życiowe ptaków, które rezygnują z migracji. Powszechnie uznaje się, że niezamarzanie fragmentów rzek poniżej elektrowni, miast i zbiorników zaporowych jest jedną z głównych przyczyn silnej ekspansji kormorana czarnego w Polsce i Europie, który powoduje gigantyczne straty w rybostanie wód otwartych” – czytamy.

Jak elektrownie zabierają nam wodę

„Wraz z postępującymi zmianami klimatycznymi, sektor wytwarzania energii może być jednym z tych głównych sektorów, który będzie bardzo istotnie przyczyniał się do niedoborów wody w polskich rzekach” – podkreśla w rozmowie z OKO.press Robert Wawręty z Towarzystwa na Rzecz Ziemi. „Może się wydawać, że otwarty system chłodzenia nie jest zły, bo przecież pobiera wodę, ale też ją oddaje. Sprawa jednak nie jest tak prosta: po odprowadzeniu wody z powrotem do rzeki, tracimy ją w wyniku parowania. Rzadko bierze się to pod uwagę, trudno nawet znaleźć w literaturze wyniki badań mówiące, ile tej wody tracimy” – wyjaśnia.

To również połowa rocznego zapotrzebowania na wodę pitną dla Krakowa. Jak czytamy w raporcie, w 2020 zapotrzebowanie było na poziomie 58,5 mln m3. „Zgodnie z taryfą Miasta Krakowa, cena wody dla gospodarstw domowych wynosi ponad 5 zł brutto za 1 m3. Zatem wartość komercyjna odparowanej wody przekracza 140 milionów zł” – piszą autorzy.

Podkreślają również, że polskie prawo nie reguluje ilości wody pobieranej w trakcie tzw. niżówek (czyli niskich stanów wody). Większość elektrowni nie ma określonych w swoich pozwoleniach wartości przepływów, przy których pobór wód jest wciąż dopuszczalny. To oznacza, że niezależnie od stanu rzeki, elektrownie mogą zasysać tyle samo wody. Eksperci obliczyli, że w okresach niżówek, czyli w czerwcu i lipcu, Elektrownia Kozienice pobiera od 18 do 22 proc. przepływu Wisły.

Elektrownie gazowe wysuszą rzeki?

Mimo udowodnionego negatywnego wpływu otwartych systemów chłodzenia na środowisko, w Polsce planowane są kolejne elektrownie, które będą takie systemy wykorzystywać. To na przykład elektrownie gazowe Dolna Odra, Kozienice i prawdopodobnie Skawina.

„W Polsce rozbudowa kolejnych elektrowni termicznych jest planowana zupełnie bezmyślnie” – uważa Robert Wawręty. „Trudno z resztą nazwać planowaniem rozwój energetyki prowadzony w oderwaniu od gospodarki wodnej. Nikt nie liczy, ile mamy dostępnej wody, która jest niezbędnym elementem procesu wytwarzania energii. Nikt nie bierze również pod uwagę potencjalnych strat i ograniczeń powstałych w wyniku jej podgrzania dla pozostałych użytkowników rzek, w tym kolejnych elektrowni. Kompletnie pomija się także aspekty temperatury wód powierzchniowych spowodowane zmianami klimatycznymi.”- dodaje.

Susza może utrudniać działanie elektrowni – już teraz, jeszcze przed otwarciem nowych bloków, które będą chłodzić się wodą z rzek.

W 2015 roku Elektrownia Kozienice musiała ograniczyć produkcję energii w związku z obniżonym stanem wody w Wiśle. W tym samym czasie Połaniec ograniczył swoje moce z uwagi na zbyt wysokie temperatury wody Wisły.

Do podobnej sytuacji doszło w 2022 roku w gazowej Elektrociepłowni Stalowa Wola, która nie była w stanie dotrzymać norm w zakresie temperatury odprowadzonych wód chłodniczych do rzeki San na poziomie nieprzekraczającym 35 stopni Celsjusza. Jak mówi Robert Wawręty, w III kwartale zmniejszyła swoją produkcję energii elektrycznej do 1%.

Woda jak paliwo

„Woda w elektrowniach cieplnych jest tak samo ważna, jak paliwo, które ostatecznie jest spalane. Bez wody po prostu nie ma prądu” – podkreśla. „Wiemy na przykład, że planowana elektrownia gazowa Adamów w gminie Turek, zlokalizowana przy niewielkiej rzece Kiełbasce, będzie miała poważne problemy z dostępem do wody prowadzące do jej przestojów. Mimo że ma być zastosowany tam wymagający mniejszej ilości wody system recyrkulacyjny”- wyjaśnia.

Autorzy raportu podkreślają, że każda elektrownia korzystająca z rzeki, wpływa na problemy z dostępem do wody dla kolejnych zakładów w tym wytwarzających energie. Im więcej więc bloków chłodzonych w otwartym systemie tym większy problem dla środowiska, ale także dla samych elektrowni, które będą musiały ograniczać swoją moc w związku podniesieniem temperatury wody. Elektrownie są z jednej strony źródłem problemów prowadzących do niedoborów wody i podnoszenia jej temperatury. Z drugiej: są ofiarami tego typu działalności.

„Mamy technologie, które potrzebują śladowych ilości wody: to fotowoltaika, elektrownie wiatrowe oraz biogazownie” – dodaje Wawręty.

Miliony martwych młodych ryb

Choć w raporcie eksperci skupiają się na termice wód, w rozmowie z OKO.press zwracają uwagę na pozostałe problemy związane – w tym bardzo duże zagrożenie dla młodych ryb. W lecie 2022 roku naukowcy z Pracowni Ekspertyz i Badań Ichtiologicznych PEBI a także Gospodarstwa Rybackiego Mazanów razem z Pracownią na Rzecz Wszystkich Istot i Towarzystwem na Rzecz Ziemi opublikowali raport dotyczący wpływu elektrowni z otwartym układem chłodzenia na ichtioplankton (czyli ikrę, larwy i narybek).

„Wraz z wodą do systemów chłodzenia przedostają się miliony organizmów wodnych, które ulegają unicestwieniu. Zassanie ichtioplanktonu kończy się ich śmiercią w urządzeniach w wyniku urazów mechanicznych, szoku termicznego i ciśnieniowego” – czytamy w nim.

W 2021 roku, przygotowując raport, naukowcy badali Wisłę w okolicy Elektrowni Kozienice. Okazało się, że okresie dryfu larw ryb, czyli od kwietnia do lipca, w rzece zginęło nawet 70 mln osobników z 27 gatunków. „Obliczenia wskazują, że w czerwcu i w lipcu [2021] wraz z wodą chłodniczą Elektrownia Kozienice zassała i unicestwiła odpowiednio ok. 21,98 proc. i 26,12 proc. ogólnej liczby larw dryfujących Wisłą” – napisali.

Jeszcze gorzej jest w przypadku Elektrowni Połaniec (woj. świętokrzyskie). Tam od kwietnia do lipca 2021 zginęło 93,9 mln osobników z 22 gatunków.

Robert Wawręty, który jest jednym ze współautorów raportu z 2022, komentował wtedy: „Problemy otwartych systemów chłodzenia elektrowni nakładają się na negatywne skutki postępującej degradacji środowiska i zmian klimatycznych. Możemy przejściowo wprowadzić doraźne rozwiązania minimalizujące szkody, jak chociażby wykorzystanie zamkniętych systemów chłodzenia. Jednak realnie sytuację rzek zmieni dopiero całkowite odejście od wodochłonnych technologii produkcji energii opartych o paliwa kopalne”.