Waterkracht is de dominante energiebron in het Amazonegebied, 's werelds grootste stroomgebied en een hotspot voor toekomstige ontwikkeling van waterkracht. Echter, een nieuwe Wereldwijde milieuverandering onderzoek waarschuwt dat in de komende decennia, Door klimaatverandering veroorzaakte verminderingen van neerslag en rivierafvoeren zullen de waterkrachtcapaciteit van de Amazone verminderen.

De auteurs van het onderzoek onderzochten 351 voorgestelde waterkrachtprojecten in het Amazonebekken. Hun bevindingen suggereren dat hydrologische verschuivingen tegen het midden van de eeuw de opwekking van waterkracht op veel locaties zullen verminderen. Naarmate de rivierafvoer steeds variabeler wordt en de productie van waterkracht afneemt, alternatieve energiebronnen zoals zon en wind zullen naar verwachting steeds belangrijker worden.

Co-auteur Stephen Hamilton, een ecosysteemecoloog bij Cary Institute of Ecosystem Studies, verklaart, "Waterkrachtprojecten in het Amazonebekken zijn ontworpen om te werken onder stroomregimes op basis van historische rivierniveaus. Klimaatverandering verstoort deze patronen, wat betekent dat veel bestaande en voorgestelde projecten onder toekomstige omstandigheden waarschijnlijk niet zo effectief zullen zijn."

Met behulp van verschillende scenario's voor klimaatverandering gedefinieerd door het IPCC, het team modelleerde veranderingen op continentale schaal in neerslag en rivierafvoer om te zien waar en hoe de productie van waterkracht waarschijnlijk zal verschuiven. Ze schatten ook veranderingen in energiekosten, kosten van waterkracht vergelijken met zonne- en windenergie in het Amazonegebied.

Veranderingen op continentschaal in neerslag en afvoer, die de rivierafvoer beïnvloeden, werden geschat met behulp van algemene circulatiemodellen die klimaatgegevens gebruiken om toekomstige neerslagtrends te voorspellen. Ingangen omvatten informatie over luchttemperatuur, vochtigheid, windsnelheid, zonnestraling, druk, en neerslag. Het vermogen van de voorgestelde damlocaties werd geschat met behulp van informatie over de maximale en minimale rivierstromen op elke locatie onder zowel huidige als toekomstige klimaatomstandigheden.

'Levelized cost of energy' (LCOE) - de energieprijs per eenheid die nodig is om een ​​energieproductieproject break-even te laten draaien - werd gebruikt om te bepalen hoe klimaatverandering de energiekosten en de haalbaarheid van projecten zou veranderen. LCOE houdt rekening met de bouwkosten, werkend, en het onderhouden van voorgestelde energiecentrales. Het team voerde prognoses uit onder stroom, tussenliggend, en worstcasescenario's voor klimaatverandering. Ze vergeleken ook de verwachte kosten van waterkracht met de kosten van de uitvoering van wind- of zonne-energieprojecten.

Ze ontdekten dat tegen het midden van de eeuw, rivierstromen op voorgestelde damlocaties in het Amazonebekken zullen naar verwachting in totaal met 13-20% afnemen, met grote regionale verschillen. Dalingen in het oosten (het Braziliaanse Amazonegebied) variëren van 18-23%. In het westen (Andes-Amazone-landen), waar de regenval waarschijnlijk zal toenemen, stromen zouden met 1,5-2,5% kunnen stijgen. De energie-output zal naar verwachting deze veranderingen in rivierafvoer weerspiegelen. Door de steeds wisselende stromen in de zijrivieren van het Braziliaanse Amazonegebied zal deze regio waarschijnlijk het zwaarst worden getroffen.

Hoofdauteur Rafael Almeida, een postdoctoraal onderzoeker aan de Cornell University die vroeger een gastdocent was aan Cary, verklaart, "Run-of-river waterkracht dammen zijn ontworpen om te werken binnen een bepaald bereik van stromen. Stromen die te laag zijn, zullen geen stroom opwekken, en te hoge stromen moeten worden 'gemorst', problemen veroorzaken, en geen extra stroom opwekt. Naarmate het Braziliaanse Amazonegebied meer variabiliteit in neerslag ervaart, met hogere 'hoogtepunten', lagere 'dieptepunten', en minder perioden van optimale doorstroming, het zal betekenen dat de voorgestelde waterkrachtcentrales minder vaak op volle capaciteit zullen werken."

In regio's waar de productie van waterkrachtenergie naar verwachting zal afnemen, energiekosten zullen stijgen - in sommige gebieden, drastisch. In Brazilië, de genivelleerde energiekosten voor voorgestelde dammen zouden met 52-105% kunnen stijgen.

Almeida zegt, "We verwachtten een verminderde concurrentiekracht van Amazon-waterkracht als gevolg van klimaatverandering, maar de geprojecteerde omvang is onthutsend. Kijkend naar de voorgestelde dammen voor Brazilië, de kosten waartegen elektriciteit zou moeten worden verkocht om kapitaalinvesteringen volledig terug te verdienen, zou meer dan kunnen verdubbelen voor een kwart van de voorgestelde locaties."

Hamilton zegt, "Waterkrachtcentrales hebben veel tijd nodig om te plannen en te bouwen. Veel van de voorgestelde projecten, indien voltooid, zou tegen het midden van de eeuw online komen. Tegen de tijd dat deze dammen zijn gebouwd, velen zullen vanwege de klimaatverandering niet zo betrouwbaar of kosteneffectief zijn als verwacht. In de tussentijd, zonne- en windenergie zullen economisch concurrerender worden, meer veiligheid bieden met minder milieukosten dan waterkracht. Dammen blokkeren vismigraties, stroomopwaartse omgevingen overstromen, en stroomafwaartse stroompatronen van rivieren veranderen, allemaal met ernstige ecologische en sociale gevolgen.

Waterkracht moet worden ontworpen om samen te werken met alternatieve energiebronnen zoals zon en wind, zodat perioden van lage rivierstromen de elektriciteitsnetten die vitale energie leveren aan steden en industrieën niet verstoren. Nieuwe waterkrachtinstallaties moeten zorgvuldig worden geplaatst op locaties met betrouwbaardere stromen, en ontworpen om te werken over een breder scala aan stromen dan de historische ervaring zou aangeven."

Almeida concludeert, "Energieplanners moeten zich richten op klimaatbestendigheid. Brazilië, bijvoorbeeld, heeft meer dan 200 miljoen mensen en waterkracht is de dominante energiebron. Dit jaar, De Braziliaanse waterkrachtreservoirs staan ​​op recorddiepte als gevolg van extreme droogte; als resultaat, Brazilië moet mogelijk beginnen met het rantsoeneren van de macht. Om energiezekerheid in de toekomst te garanderen, zullen de energiebronnen moeten worden gediversifieerd, met inbegrip van zonne- en windenergie, en het aanpassen van waterkrachtplannen aan toekomstige - niet historische - rivierstromen."