Thủy điện không phải là nguồn năng lượng sạch

BVR&MT – Thủy điện không nên tiếp tục được dán nhãn năng lượng sạch vì các hồ chứa thủy điện phát thải lượng lớn khí nhà kính. Đó là kết luận trong một nghiên cứu mới đăng trên Tạp chí BioScience.

Các dòng sông trên khắp thế giới, từ lưu vực sông Amazon đến lưu vực sông Mê Kông, đã và đang trở thành mục tiêu xây dựng đập thủy điện, với 3.700 đập mới (847 đập có công suất trên 100 MW) dự kiến sẽ được khởi công.

Hiện một trong những luận điểm mạnh mẽ ủng hộ việc thủy điện cho rằng đó là nguồn năng lượng sạch đã bị lung lay. Các nhà khoa học chưa thể đánh giá toàn diện những ảnh hưởng toàn cầu do các hồ chứa gây ra cho bầu khí quyển, tuy nhiên theo ước tính từ một chương trình khí hậu của Liên hiệp quốc, lượng khí thải từ các hồ chứa chiếm 1,3% tổng lượng khí nhà kính do con người gây ra, tương đương với khí thải từ canh tác lúa hoặc đốt sinh khối. Nghiên cứu đăng trên BioScience “Greenhouse Gas Emissions from Reservoir Water Surfaces: A New Global Synthesis” (Tạm dịch: Khí thải nhà kính từ mặt hồ chứa: Một tổng hợp toàn cầu) đã đặt vấn đề liệu thủy điện có nên tiếp tục được xem là nguồn năng lượng sạch hay không.

Thủy điện không còn thân thiện với môi trường

Những nỗ lực định lượng, mô hình hóa và quản lý phát thải cho tới nay vẫn bị giới hạn bởi số liệu sẵn có và sự không nhất quán trong phương pháp tiếp cận. Với nghiên cứu này, các nhà khoa học đã tổng hợp dữ liệu phát thải Methane (CH4), CO2 (CO2) và Nito Oxit (N2O) trong hồ chứa với ba mục tiêu chính: (1) tạo ra ước tính toàn cầu về phát thải khí nhà kính từ các hồ chứa, (2) đưa ra các dự báo tốt nhất đối với lượng phát thải các khí này và (3) thảo luận ảnh hưởng của phương pháp luận để ước tính lượng phát thải.

Dựa trên quan sát các loại khí CO2, CH4, và N2O thải ra từ 267 hồ chứa ở sáu lục địa chiếm diện tích 77.287 km2, tương đương 1/4 toàn bộ các hồ chứa nước trên thế giới (305.723 km2), nghiên cứu khẳng định các hồ chứa nước là nguồn phát thải lượng lớn khí CH4, một loại ký gây hiệu ứng nhà kính, điều đó đồng nghĩa với việc thủy điện không thể nguồn năng lượng xanh và sạch nữa.

Điểm nổi bật của nghiên cứu là chỉ ra mức độ ảnh hưởng của từng loại khí thải trong ba loại kể trên do những loại khí này ảnh hưởng theo nhiều mức độ khác nhau tới nhiệt độ toàn cầu. Khí CH4 và N2O có tác động lớn gấp nhiều lần so với CO2 và cũng biến đổi theo thời gian khi thải vào khí quyển, cả hai yếu tố này đều có liên quan tới các chính sách ngắn hạn và dài hạn về khí thải. Hơn 100 năm qua, ảnh hưởng của việc phát thải khí CH4 tới hiện tượng nóng lên toàn cầu cao gấp 30 lần và N2O là 300 lần so với CO2.

Tuy nhiên, nhóm tác giả cho rằng 100 năm tới tình trạng này có thể không còn chính xác bởi vì 20 năm tới những chính sách biến đổi khí hậu sẽ hướng tới việc hạn chế nóng lên toàn cầu và đáp ứng được những mục tiêu khí thải được đề ra tại Thỏa thuận chung Paris. Hơn nữa, khí

CH4 “tồn tại không lâu trong khí quyển (vòng đời ngoài khí quyển khoảng 10 năm) so với CO2 (vòng đời ngoài khí quyển lên đến hàng trăm năm)”. Do đó khí CH4 “có khả năng gây ra hiệu ứng nhà kính cao hơn trong giai đoạn dưới 20 năm”.

Trên thực tế, ảnh hưởng của khí CH4 cao gấp 86 lần so với khí CO2 nếu xét trong giai đoạn 20 năm tới. Điểm quan trọng là, nghiên cứu cho thấy khí CH4 chịu trách nhiệm tới 90% tác động của nóng lên toàn cầu do khí thải từ các hồ chứa nước gây ra.

Hồ chứa thủy điện Banff, Canada (Ảnh: Rhett A. Butler / Mongabay)

Vấn đề của những bọt nước

Khoảng một nửa lượng khí CH4 phát thải từ các hồ đập là dưới dạng bọt nước, hình thành từ lớp trầm tích, đi theo sóng nước để nổi lên bề mặt. CH4 nằm bên trong những bọt nước và bọt nước “là con đường trực tiếp nhất để khí CH4 hòa vào khí quyển mà không bị chuyển hóa thành CO2 do phản ứng với Oxy”.

Lý giải đúng về sự xuất hiện của những bọt khí CH4 là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá chính xác lượng khí thải từ các hồ chứa nước nhưng việc đo lường chúng là cả một thách thức vì những bọt nước này rất khó để xác định vị trí.

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến thời gian và địa điểm xuất hiện của bọt nước và các nhà nghiên cứu không dễ dàng để đo đếm chúng. Phương pháp dùng để đo lượng khí từ các bể chứa – còn được gọi là sự sủi bọt – cũng quan trọng, bởi vì những kỹ thuật đo đếm thông thường thường bỏ qua những bọt khí này. Các nhà khoa học cho biết chỉ một nửa các nghiên cứu mà họ xem xét đưa yếu tố bọt khí này vào để đo lường khí thải CH4.

Các đánh giá khí thải từ các hồ chứa bao gồm ghi chép về các bọt khí cho thấy lượng khí thải cao gấp đôi so với những đánh giá còn lại, sự hiện diện của bọt khí CH4 rất đa dạng, chiếm từ 0 đến 99,6% tổng lượng khí CH4 từ hồ chứa thải ra khí quyển. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đo lường cả hai dạng thải khí CH4 để xác định chính xác toàn bộ lượng khí thải CH4 trên bề mặt các hồ chứa.

Cơ chế thải khí của các hồ chứa nước

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra tầm quan trọng của yếu tố địa lý. Theo đó, các hồ chứa ở khu vực nhiệt đới được xem như nguồn thải khí lớn. Tuy nhiên, nghiên cứu này nhận thấy các hồ chứa ở khu vực ôn đới cũng có thể phát thải lượng khí CH4 cao tương đương. Theo nghiên cứu, thay vì xem vĩ độ như yếu tố quan trọng, khí CH4 tốt nhất nên được ước tính dựa trên hàm lượng chất dinh dưỡng trong các hồ chứa.

Nếu hồ chứa có hàm lượng chất dinh dưỡng và thành phần hữu cơ phong phú, thì lượng khí CH4 thải ra sẽ cao hơn. Điều này thường thấy trong các hồ chứa ở rừng nhiệt đới vì khu vực này có rất nhiều thực vật bị nhấn chìm khi bắt đầu xây dựng đập nước.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra những nguyên nhân khác ảnh hưởng tới nồng độ phát thải gây khí CH4 như hồ chứa ở gần các khu vực canh tác nông nghiệp sẽ có nồng độ cao ở các nơi khác vì khu vực này có nhiều chất chất dinh dưỡng và các chất hữu cơ theo lưu vực sông đổ ra hồ chứa.

Nghiên cứu mới cũng cho thấy rằng nhiệt độ nước cũng là yếu tố quan trọng, nước ấm thúc đẩy vi trùng và tảo hoạt động mạnh hơn. Các nhà nghiên cứu cũng chưa thể xác định hiện tượng này sẽ chuyển biến như thế nào khi nhiệt độ toàn cầu tăng lên nhưng họ cũng cảnh báo “những thay đổi rất lớn” có thể phát sinh vì nhiệt độ toàn cầu ấm hơn sẽ làm nóng những hồ chứa.

Bà Tonya DelSontro (Đại học Quebec), thành viên nhóm nghiên cứu giải thích: “Biến đổi khí hậu, áp lực dân số, phát triển nông nghiệp hay thay đổi mục đích sử dụng đất cũng có thể làm tăng lượng dinh dưỡng ở các dòng nước ngọt, dẫn đến kích thích tăng trưởng tảo và tăng lượng khí CH4 trong tương lai. Nhiều CH4 trong khí quyển đồng nghĩa với khí hậu nóng hơn, lượng khí nhà kính thải ra nhiều hơn và lại tiếp tục làm tăng nhiệt độ Trái Đất.”

Nghiên cứu cũng nhấn mạnh những hình thức nguồn phát khí khác, vốn không được quan tâm khi tính toán khí thải từ các hồ chứa, như khí thải khí nhà kính từ khu vực bị xả lũ, ngập lũ… và cần tới những nghiên cứu sâu hơn.

Lượng khí thải toàn cầu

Nhóm tác giả cũng đưa ra cảnh báo rằng số lượng hồ chứa được dự đoán tăng gần gấp đôi trong vài thập kỉ tới, và do đó cần cân nhắc kỹ những lợi ích và cái giá phải trả cho 847 đập công suất lớn (trên 100 MW) và 2.853 đập nhỏ hơn (trên 1 MW) sắp và đang được xây dựng.

Điều quan trọng là không được bỏ sót khí thải nhà kính từ các hồ chứa trong các chính sách khí thải quốc tế, đặc biệt là “các danh mục của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu liên quan đến lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính do con người tạo ra” vì khí CH4 có những ảnh hưởng lớn trong vòng 20 năm đầu vận hành hồ chứa.

“Tổ chức Sông ngòi Quốc tế ủng hộ việc xuất bản thêm báo cáo về khí thải nhà kính từ các hồ chứa. Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu không nên cấp phép cho các nhà xây dựng hồ đập nếu như nó đi ngược lại những quy tắc về khí thải nhà kính” – Ông Horner, Tổ chức Sông ngòi Quốc tế (IR) nói.

Trong khi đó, ông Philip Fearnside (National Institute for Research), thành viên nhóm nghiên cứu lên án việc bỏ sót các tác động trầm trọng khác trong những đánh giá của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu liên quan đến khí thải từ các hồ chứa như thay đổi về mục đích sử dụng đất, phá rừng trong quá tình xây dựng thủy điện…

Ngoài khí thải gây hiệu ứng nhà kính, những yếu tố xã hội và môi trường khác cũng bị ảnh hưởng cùng với sự phát triển của đập nước, có thể thấy ở Amazon, sông Mê Kông và bất cứ khu vực xây dựng đập nào: các cộng đồng buộc phải di cư, môi trường sống dưới nước và trên cạn bị thay đổi, ngư nghiệp bị tác động xấu, việc di cư của các loài cá bị hạn chế, vận động của dòng nước và chu trình dinh dưỡng bị phá vỡ.

Các nhà khoa học khuyến nghị rằng một số loại khí thải từ các hồ chứa có thể được xử lí nếu những đập được đặt ở nơi ngược dòng của nguồn dinh dưỡng và nếu nồng độ dinh dưỡng được giảm bớt ở các khu vực sông. Thu hoạch rau củ trước cơn lũ là một chiến lược để giảm “mầm mống” của khí CH4. Tuy nhiên, ông Horner cảnh báo rằng, “kể cả dọn sạch cây cối khỏi lòng hồ thì vẫn phát thải ra Carbon khi cây cối bị đốt cháy hoặc phân hủy và về lâu dài thì không thể tránh được việc phát thải khí nhà kính từ các hồ chứa. Ngoài ra, việc am hiểu sự tương tác giữa nhiệt độ và chất dinh dưỡng là rất quan trọng cho việc dự đoán chính xác lượng khí gây hiệu ứng nhà kính, theo bà DelSontro.

Trong bối cảnh năng lượng gió và mặt trời đang trở nên rẻ và dồi dào, việc sử dụng một nguồn năng lượng khiến thải khí nhà kính là không thể bào chữa được, các tác giả nghiên cứu nhấn mạnh.

Hà Gia Quyên (Theo Mongabay.com)