A energia hidrelétrica é a principal fonte de energia renovável do mundo, produzindo impressionantes 16% do suprimento global de energia. Mas a energia hidrelétrica tem seus custos ambientais, particularmente quando se trata de terras que são inundadas por reservatórios ou engolidas por estradas e linhas de energia construídas para um projeto hidrelétrico. Agora, uma equipe de pesquisadores noruegueses desenvolveu uma maneira inovadora de descrever a quantidade de terra necessária para gerar um quilowatt-hora de eletricidade a partir de hidrelétricas. O objetivo é tornar mais fácil para os legisladores e empresas avaliar os trade-offs ambientais das usinas hidrelétricas atuais e envolvidos no investimento em novas usinas hidrelétricas.

"Alguns reservatórios hidrelétricos podem parecer naturais à primeira vista. No entanto, eles são influenciados por humanos, e se a terra foi inundada para sua criação, isso pode impactar os ecossistemas terrestres, "disse Martin Dorber, um candidato a PhD no Programa de Ecologia Industrial da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia (NTNU).

Há um consenso geral de que aumentar a quantidade de eletricidade que o mundo obtém de energias renováveis, como a hidrelétrica, é a chave para combater a mudança climática global. O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) examina essa questão em um relatório especial sobre fontes de energia renováveis ​​e mudanças climáticas. A organização diz que os governos e a indústria precisam incluir as consequências ambientais de longo prazo da energia hidrelétrica em projetos atuais e futuros. Dessa maneira, eles podem identificar as compensações ambientais que resultarão da expansão da produção de energia hidrelétrica.

Dorber e seus colegas Francesca Verones do Programa de Ecologia Industrial da NTNU, e Roel May, do Instituto Norueguês de Pesquisa da Natureza, percebeu que tinha a ferramenta perfeita para quantificar os efeitos ambientais da produção de energia hidrelétrica. É uma ferramenta de análise chamada Avaliação do Ciclo de Vida (LCA). A LCA oferece aos pesquisadores uma metodologia para analisar todos os impactos ambientais de um produto ou processo durante seu ciclo de vida. Isso significa que eles começam do início, da produção dos componentes do item, para quando o produto ou processo está sendo criado e em uso, e, finalmente, quando não estiver mais em uso e for reciclado ou descartado de outra forma. A ideia é dar uma ideia do custo ambiental completo de alguma coisa.

Como um exemplo, se você fosse realizar uma avaliação do ciclo de vida de uma lata de cerveja, você precisaria saber tudo a partir dos custos ambientais da mineração da matéria-prima (bauxita), enviá-lo para ser feito em alumínio, a própria fabricação da lata, e o que é preciso para reciclá-lo depois de usado. É complicado, mas os pesquisadores do Programa de Ecologia Industrial da NTNU aperfeiçoaram essa abordagem para centenas de produtos e processos diferentes.

Um dos potenciais efeitos ambientais do desenvolvimento da energia hidrelétrica é o que ela pode fazer com a biodiversidade. Pode alterar o habitat de água doce, degradam a qualidade da água, e mudar o uso da terra inundando terras para reservatórios, e da construção da barragem e das linhas de força e estradas de acesso de que o projeto necessita. Os pesquisadores perceberam que ainda não há informações suficientes disponíveis para permitir que a LCA avalie todos esses impactos da energia hidrelétrica, então eles decidiram se concentrar em uma questão-chave:uso da terra e mudança no uso da terra.

"O uso da terra e a mudança no uso da terra são uma questão fundamental, pois é um dos maiores causadores da perda de biodiversidade, porque leva à perda e degradação do habitat para muitas espécies, "Dorber disse.

Inundação de lagos naturais

O primeiro passo para os pesquisadores foi realizar o que é chamado de inventário do ciclo de vida, descobrindo quanta terra é usada para produzir um quilowatt-hora de eletricidade. Como a Noruega é um dos 10 maiores produtores de energia hidrelétrica do mundo, com mais de 95 por cento de toda a produção doméstica de energia hidrelétrica, os pesquisadores perceberam que precisavam criar um inventário específico para a Noruega.

Existem bancos de dados que tentam fornecer essas informações, mas o maior deles só tinha informações sobre a produção de energia hidrelétrica para a Suíça e o Brasil. E nenhum dos bancos de dados contabilizou a área de água de um lago natural que pode ter sido inundado para formar o reservatório hidrelétrico, disseram os pesquisadores. "A maioria dos reservatórios hidrelétricos noruegueses são criados por represamento de lagos naturais, "Dorber disse." Então, se aplicássemos as informações dos bancos de dados que não contabilizam a área de água de um lago natural, isso levaria a uma superestimação grosseira do impacto ambiental. "

O problema é, há informações mínimas disponíveis sobre o tamanho dos lagos que foram inundados para criar os 1289 reservatórios hidrelétricos da Noruega. Portanto, os pesquisadores descobriram uma maneira de estimar quais seriam os tamanhos originais dos lagos - usando imagens de satélite.

Felizmente, os pesquisadores tiveram acesso a duas excelentes fontes de informação para fazer suas estimativas. A primeira foram as medições das áreas reais da superfície do reservatório em seu nível de água regulado mais alto, fornecido pela Direcção Norueguesa de Recursos Hídricos e Energia (NVE). O segundo era grátis, imagens de satélite para download do conjunto de dados do Global Land Survey da NASA-USGS, onde usaram imagens de 1972-1983 para a Noruega. Os pesquisadores também usaram fotografias aéreas, conforme necessário, de um portal da Internet chamado Norge i Bilder, que fornece fotografias aéreas para a Noruega já em 1937.

As datas das imagens são importantes, porque os pesquisadores precisavam ser capazes de ver o terreno antes de os projetos hidrelétricos serem construídos. Isso significa que eles só podiam avaliar as áreas da superfície da água antes da construção da barragem para usinas hidrelétricas construídas em ou depois de 1937 para a área coberta pelas fotografias aéreas, e para barragens construídas em ou após 1972 para a área coberta pelas fotos Landsat. Como resultado, eles só foram capazes de calcular quanta terra foi inundada para 184 reservatórios hidrelétricos no total.

Por uma variedade de razões, eles não foram capazes de usar dados de 77 reservatórios para os quais tinham informações de área de terra. No fim, eles foram capazes de calcular a ocupação da terra por reservatórios que forneciam cerca de 20 por cento da eletricidade hidrelétrica anual média produzida na Noruega entre 1981 e 2010. "Ao dividir a área de terra inundada com a produção anual de eletricidade de cada reservatório de energia hidrelétrica, calculamos os valores líquidos de ocupação do solo específicos do local para o Inventário de Ciclo de Vida, "Dorber disse." Embora esteja além do escopo deste trabalho, nossa abordagem é um passo crucial para quantificar os impactos da produção de eletricidade hidrelétrica na biodiversidade para a Análise do Ciclo de Vida. "

Dorber aponta que a abordagem deles poderia ser empregada por outros países que quisessem saber mais sobre os efeitos da energia hidrelétrica no meio ambiente, porque os dados Landsat cobrem todo o globo e estão disponíveis gratuitamente. E quando compararam as informações norueguesas que geraram com as informações sobre energia hidrelétrica que receberam da Suíça e do Brasil, eles viram como os efeitos são diferentes nos diferentes países.

"A ocupação média do solo em nosso estudo em todas as usinas hidrelétricas que observamos é de 0,027 m2 · ano / kWh e é maior do que os 0,004 m2 · ano / kWh existentes no banco de dados da Suíça, "Dorber disse." No entanto, quando ajustamos o valor de ocupação do solo para lidar com as incertezas, a ocupação média ajustada do solo (0,007 m2 · ano / kWh) é inferior à nossa ocupação média do solo (0,027 m2 · ano / kWh) e, portanto, está mais próxima dos 0,004 m2 · ano / kWh existentes no banco de dados Ecoinvent. "

Saber quanta terra foi ocupada quando uma barragem foi construída também pode ajudar a calcular quanta água é perdida em média por evaporação, que pode afetar os ecossistemas aquáticos, reduzindo a quantidade de água liberada da barragem. E porque a criação de reservatórios hidrelétricos leva a um aumento inicial nas emissões de gases de efeito estufa a partir da decomposição de matéria orgânica que foi inundada pelo reservatório ou descarregada no reservatório, as informações também podem ser usadas para calcular o consumo líquido de água e as emissões líquidas de gases de efeito estufa para o Inventário de Ciclo de Vida, Disse Dorber.

“Mostramos que os dados de sensoriamento remoto podem ser usados ​​para quantificar a mudança do uso do solo causada por reservatórios hidrelétricos. Ao mesmo tempo, nossos resultados mostram que a mudança do uso do solo difere entre os reservatórios hidrelétricos, "Dorber disse." Portanto, uma avaliação mais específica da mudança do uso da terra para reservatórios é um componente-chave necessário para quantificar os impactos ambientais potenciais relacionados aos reservatórios de energia hidrelétrica. "