نیروگاه‌های برق‌آبی آمریکا در بزنگاهی سرنوشت‌ساز

به گزارش نبض بورس، و به نقل از رسانه «Canary Media»، نیروگاه‌های برق‌آبی ایالات متحده آمریکا در نقطه‌ای حیاتی از تاریخ خود قرار گرفته‌اند و حتی این احتمال مطرح بوده که فعالیت بسیاری از آن‌ها ممکن است برای همیشه متوقف شود.

بسیاری از نیروگاه‌های برق آبی که دهه‌هاست در حال فعالیت‌ هستند، اکنون به پایان مهلت مجوزهای بهره‌برداری خود نزدیک می‌شوند و برای دریافت مجوز جدید این نیروگاه‌ها، فرایند پیچیده و پرهزینه‌ای باید طی شود که سال‌ها به طول انجامیده و میلیون‌ها دلار هزینه در پی خواهد داشت.

در همین رابطه در سد «Falls Dam» در شهر منچستر ایالت نیوهمپشایر آمریکا، نزدیک به یک قرن روزانه تا دو هزار و ۴۰۰ مگاوات‌ ساعت برق تولید می‌شد اما در سال ۲۰۲۲، برای تمدید مجوز فعالیت آن، مالکان این سد با رعایت الزامات سخت‌گیرانه‌ای مواجه شدند که میلیون‌ها دلار برای ارتقای تجهیزات این سد هزینه داشت.

در نهایت، شرکت «Green Mountain Power» به عنوان مالک این سد از دریافت مجوز تمدید فعالیت آن صرف‌نظر و مجوز آن را واگذار کرد. به نظر می‌رسد چنین تصمیمی در سال‌های اخیر میان شرکت‌های مالک نیروگاه‌های برق‌آبی در آمریکا به امری رایج تبدیل شده است.

در پی تصمیم شرکت «Green Mountain Power» که فعالیت در نیروگاه برق‌آبی آن در سال ۲۰۲۴ به‌ طور کامل متوقف شد. بیش از ۴۵۰ نیروگاه برق‌آبی با مجموع ظرفیت بیش از ۱۶ گیگاوات در سراسر آمریکا طی دهه آینده نیازمند تمدید مجوز فعالیت هستند؛ این رقم حدود ۴۰ درصد از نیروگاه‌های خارج از مدیریت دولت‌های فدرال در آمریکا را شامل می‌شود.

طبق آمارهای ارائه‌شده، مدیریت حدود ۵۰ درصد از نیروگاه‌های برق‌آبی آمریکا در اختیار دولت فدرال قرار دارد. تداوم این وضعیت را می‌توان به‌ عنوان آغازگر تحولی بزرگ در آینده بخش نیروگاه‌های برق‌آبی در آمریکا تلقی کرد.

در همین رابطه، می‌توان دو سناریو را برای بخش نیروگاه‌های برق‌آبی آمریکا مطرح کرد. در سناریوی نخست، برای تمامی نیروگاه‌های برق‌آبی مجوزهای جدید صادر خواهد شد و تامین نیاز مصرف‌کنندگان برق، از مراکز داده گرفته تا واحدهای ذوب آلومینیوم آمریکا از طریق این بخش با مشکلی مواجه نخواهد شد.

در سناریوی دوم ممکن است بخش قابل‌ توجهی از ظرفیت تولید انرژی از نیروگاه‌های برق‌آبی آمریکا از مدار تولید خارج شود؛ چراکه شرکت‌ها ترجیح می‌دهند به‌ جای پرداخت هزینه‌های سنگین برای تمدید مجوز، به‌ ویژه در شرایطی که رقابت با نیروگاه‌های گازی، بادی و خورشیدی روزبه‌روز دشوارتر می‌شود، نیروگاه‌های برق‌آبی تحت مدیریت خود را تعطیل کنند.

با وجود شرایط سخت ایجادشده در بخش نیروگاه‌های برق‌آبی آمریکا، سدهایی که از اواخر قرن نوزدهم زیرساخت شبکه آمریکا را ایجاد کرده‌اند، همچنان دومین منبع اصلی انرژی‌های تجدیدپذیر این کشور پس از نیروگاه بادی به‌ شمار می‌روند و از نظر پایداری تامین انرژی، جایگاهی منحصربه‌فرد دارند.

میانگین عمر سدهای آمریکا حدود ۶۵ سال است و بسیاری از آن‌ها فاقد زیرساخت‌های زیست‌محیطی مدرن برای عبور آزادانه ماهی‌ها و سایر آبزیان هستند. هزینه نصب چنین تجهیزاتی علاوه بر هزینه جایگزینی تجهیزات سفارشی جدید با تجهیرات قدیمی در هر نیروگاه به ده‌ها میلیون دلار می‌رسد. از سوی دیگر، کاهش چند ۱۰ساله ظرفیت تولید انرژی در نیروگاه‌های برق‌آبی آمریکا موجب شده است که صنعت ساخت توربین‌ها و قطعات مرتبط با آن نیز در این کشور تضعیف شود.

بحران در فرایندهای اداری در تمدید مجوز نیروگاه‌های برق‌آبی آمریکا

یکی از موانع اصلی احیای بخش نیروگاه‌‎های برق‌آبی آمریکا، پیچیدگی و طولانی بودن فرایند اداری تمدید مجوز فعالیت آن‌ها است. براساس قانون «Federal Power Act» مصوب ۱۹۲۰ میلادی، هیچ نهاد واحدی به‌ عنوان مرجع نهایی صدور مجوز نیروگاه‌‎های برق‌آبی آمریکا تعیین نشده است؛ اگرچه کمیسیون فدرال تنظیم انرژی آمریکا (FERC) نقشی کلیدی در صدور مجوز این نیروگاه‌ها دارد اما نهادهای متعدد دیگر نیز در این روند دخیل هستند و بررسی‌های تخصصی، ارزیابی‌های زیست‌محیطی و گزارش‌های فنی را نیز باید لحاظ کنند.

به‌ عنوان مثال، سازمان حفاظت از ماهیان و حیات‌وحش آمریکا ممکن است برای هرگونه ماهی موجود در سدها، ارزیابی‌های زیست‌محیطی جداگانه‌ای انجام دهد که گاهی چندین سال به طول می‌انجامد. در عین حال، کمیسیون فدرال تنظیم انرژی آمریکا (FERC) نمی‌تواند مجوز نهایی را پیش از صدور مجوزهای مرتبط از سوی نهادهای ایالتی صادر کند؛ فرایندی که خود ممکن است سال‌ها طول بکشد و پیچیدگی‌های قانونی و هماهنگی بین ایالتی را نیز شامل شود.

براساس آمارهای ارائه شده از سوی انجمن ملی نیروگاه‌های برق‌آبی آمریکا، تمدید مجوز این نیروگاه‌ها به‌ طور میانگین هشت سال زمان می‌برد. گفتنی است این بازه زمانی بیش از پنج برابر مدت زمان صدور مجوز نیروگاه‌های هسته‌ای در آمریکا است.

مالکم وولف، مدیرعامل این انجمن با بیان اینکه تمدید مجوز یک نیروگاه برق‌آبی، بیشتر از زمان صدور مجوز برای ساخت یک نیروگاه هسته‌ای جدید در آمریکا است، افزود: مجوز یک نیروگاه هسته‌ای جدید در آمریکا تنها ظرف ۱۸ ماه صادر می‌شود و این مقایسه نشان‌دهنده نیاز فوری به اصلاحات قانونی و بهبود فرایندهای هماهنگی میان نهادهای مختلف برای تسریع توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر است.

در غیاب یک مرجع مرکزی برای صدور مجوز نیروگاه‌های برق‌آبی آمریکا، برخی نهادهای ایالتی از این فرایند طولانی برای کسب امتیازات بیشتر استفاده می‌کنند؛ امتیازاتی که گاه ارتباطی با فعالیت این نیروگاه‌ها ندارند.

وی با اشاره به اینکه در برخی موارد از مالکان سدها خواسته شده است برای احداث آمفی‌تئاتر یا ساخت جاده‌ها سرمایه‌گذاری کنند، در ادامه افزود: در دهه ۱۹۷۰ میلادی شاید بخش نیروگاه‌های برق‌آبی منبع مالی قدرتمندی به حساب می‌آمد اما در حال حاضر با هزینه‌های پایین‌تر می‌توان نیروگاه‌های بادی، خورشیدی و گازی راه‌اندازی کرد که به مراتب بازدهی بیشتری نیز به همراه دارند.

وولف عنوان کرد: هزینه بسیار مقرون‌به‌صرفه‌تر این نیروگاه‌های تجدیدپذیر می‌تواند مالکان نیروگاه‌های برق‌‎آبی آمریکا را به مرز ورشکستگی بکشاند.

برخی پروژه‌های برق‌آبی در آمریکا بیش از یک دهه است که در انتظار دریافت مجوز نهایی برای فعالیت بلندمدت به سر می‌برند. از جمله این پروژه‌ها می‌توان به نیروگاه «Hells Canyon» در ایالت آیداهو که ۲۰ سال است بدون مجوز دائمی فعالیت می‌کند و نیروگاه «Conowingo» در ایالت مریلند و نیروگاه «Northfield Mountain» در ماساچوست که بیش از ۱۵ سال درگیر این فرایند هستند، اشاره کرد.

مالکان این نیروگاه‌های برق‌آبی تنها با تمدیدهای موقت یک‌ساله مجاز به ادامه فعالیت بوده‌اند و طبیعتا تمایلی از خود برای سرمایه‌گذاری چندمیلیونی در چنین شرایط نامطمئنی نشان نداده‌اند.

تغییرات در تخصیص اعتبارات مالیاتی و امید به احیای نیروگاه‌های برق‌آبی آمریکا

تخصیص اعتبار مالیاتی فدرال به نیروگاه‌های برق‌آبی آمریکا که در ماه ژانویه ۲۰۲۵ از سوی دولت ارائه شده است را می‌توان تحولی امیدبخش در این بخش عنوان کرد. لازم به ذکر است که تخصیص اعتبارات و تسهیلات فدرال پیش‌تر تنها شامل نیروگاه‌های بادی و خورشیدی در آمریکا می‌شد اما امروز مالکان نیروگاه‌های برق‌آبی با دریافت این اعتبار مالیاتی می‌توانند در صورت سرمایه‌گذاری مجدد معادل حداقل ۸۰ درصد ارزش تجهیزات الکتریکی در بازسازی این نیروگاه‌ها، از تخفیف گسترده‌ای در پرداخت مالیات بهره‌مند شوند.

با این حال، تاکنون تنها یک نیروگاه کوچک در آمریکا، آن هم پس از تخریب کامل در زمان وقوع سیل توانسته است از این مزیت بهره‌مند شود زیرا برای یک مدت زمان طولانی دستورالعمل روشنی برای محاسبه ارزش تجهیزات الکتریکی در نیروگاه‌های برق‌آبی وجود نداشت.

وزارت خزانه‌داری آمریکا در همین رابطه اعلام کرده است که منظور از ۸۰ درصد ارزش تجهیزات الکتریکی نه کل سازه یا مخازن سد بلکه ارزش تجهیرات تولید برق است.

ناگفته نماند دولت ترامپ سیاست‌های حمایتی جدیدی برای حفظ جایگاه نیروگاه‌های برق‌آبی از طریق ارائه قانون «One Big Beautiful Bill Act» تصویب کرده است که به واسطه آن، امکان بهره‌مندی از اعتبارات مالیاتی تا سقف ۵۰ درصد سرمایه‌گذاری را برای نیروگاه‌هایی که در مناطق انرژی‌محور احداث می‌شوند و از تجهیزات ساخت داخل استفاده می‌کنند، فراهم می‌آورد.

چالش‌های زیست‌محیطی نیروگاه‌های برق‌آبی آمریکا

زندگی ماهی‌ها در سدها همواره یکی از معضلات اساسی فعالیت نیروگاه‌های برق آبی آمریکا بوده است. توربین‌های قدیمی و حتی برخی تیغه‌های جدیدتر این توربین‌ها می‌توانند برای بسیاری از گونه‌هایی مانند قزل‌آلا و سالمون به مانند تیغه‌های گیوتین عمل کنند. از سوی دیگر، مارماهی‌ها در آمریکا که حدود ۵۰ درصد از سهم آبزیان رودخانه‌های این کشور را به خود اختصاص داده‌اند، هنگام مهاجرت به سمت دریا ممکن است با خطر مرگ در توربین‌ها مواجه شوند.

نصب توری‌های محافظ در ورودی آب سدها و ساخت نردبان‌ها یا آسانسورهای ویژه ماهی‌ها برای عبور از سطوح مرتفع، از جمله روش‌های گوناگونی بوده که برای حل این مشکل به‌ کار گرفته می‌شوند. با این حال، همه این راهکارها هزینه‌های هنگفتی را بر دوش مالکان سدها خواهد گذاشت؛ البته ارائه نوآوری‌هایی مانند توربین‌های ایمن ارائه‌شده از سوی شرکت «Natel Energy» امید تازه‌ای در این زمینه ایجاد کرده است.

این شرکت آمریکایی با طراحی تیغه‌هایی ضخیم‌تر که مانع بریدگی بدن ماهیان می‌شود، توانسته است بهره‌وری بالاتری را نسبت به تجهیزات سنتی ارائه دهد. براساس آزمون‌های انجام‌شده توسط آزمایشگاه ملی شمال‌غرب اقیانوس آرام، توربین‌های شرکت «Natel Energy» در مقایسه با نمونه‌های قدیمی‌تر، در هر چرخش انرژی بیشتری تولید می‌کنند و در عین حال، برای عبور گونه‌هایی مانند مارماهی، سالمون و شاه‌ماهی ایمن‌تر هستند.

جیا اشنایدر، مدیرعامل شرکت «Natel Energy» بیان کرد: با فناوری جدید این شرکت، مالکان نیروگاه‌ها ضمن مدرن‌سازی تجهیزات خود می‌توانند تا ۵ درصد برق بیشتری تولید کنند. حتی در نیروگاه‌هایی با توربین‌های جدیدتر، کاهش بهره‌وری به‌ دلیل جایگزینی تیغه‌های ایمن‌تر کمتر از ۰.۲ درصد است؛ در حالی که نصب تورهای محافظ و تجهیزات جانبی قدیمی می‌تواند تا ۱۵ درصد از توان خروجی برق تولید بکاهد.

نیروگاه‌های برق‌آبی قدیمی، فرصت‌های نو

در حال حاضر، بخش نیروگاه‌های برق‌آبی آمریکا در موقعیتی مشابه با صنعت انرژی هسته‌ای این کشور در چند سال پیش قرار گرفته است؛ جایی که هزینه‌های سنگین تمدید مجوز فعالیت همراه با افزایش رقابت از سوی منابع تامین انرژی ارزان‌تر، ادامه روند فعالیت بسیاری از نیروگاه‌های برق‌آبی داخلی را تهدید می‌کند.

با این حال، همان‌گونه که برنامه احیای نیروگاه‌های هسته‌ای در ایالات متحده آمریکا اکنون دوباره در دستور کار دولت قرار گرفته است و حتی ساخت نیروگاه‌های بزرگ‌مقیاس جدید دیگر غیرممکن به نظر نمی‌رسد، سناریویی مشابه ممکن است در نیروگاه‌های برق‌آبی این کشور نیز اجرایی شود. با این حال، بعید است در آینده‌ای نزدیک پروژه‌ای هم‌تراز با سد «Hoover» در مقیاس ملی راه‌اندازی شود.

با این وجود، همچنان در ایالات متحده آمریکا ظرفیت قابل‌ توجهی برای افزایش تولید انرژی از نیروگاه‌های برق‌آبی وجود دارد. از میان حدود ۸۰ هزار سد موجود در سراسر آمریکا، تنها حدود ۳ درصد از آن‌ها برای تولید برق مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند.

گزارشی از وزارت انرژی آمریکا در سال ۲۰۱۲ نشان داد که با بازسازی و تجهیز سدهای غیرفعال، امکان افزودن ۱۲ گیگاوات ظرفیت تولید برق جدید وجود دارد. با این حال، پس از گذشت بیش از یک دهه، هنوز هیچ یک از این پروژه‌ها به مرحله اجرا نرسیده است.

با این حال، بسیاری از منتقدان فعالیت نیروگاه‌های برق‌آبی از رکود ایجادشده در این بخش استقبال می‌کنند. تاریخ ساخت سدها در ایالات متحده آمریکا با آسیب‌های جدی زیست‌محیطی، از بین رفتن زیستگاه‌های طبیعی، کاهش تنوع زیستی و جابه‌جایی اجباری جوامع فقیر، سیاه‌پوست و بومی همراه بوده است. حتی ایجاد مسیرهای عبور ماهیان در سدها نیز نتوانسته است به‌ طور کامل آسیب‌های زیست‌محیطی ایجادشده را جبران کند. از سوی دیگر، تغییرات اقلیمی، افزایش دما و نوسانات شدید پدیده‌های جوی خود چالش تازه‌ای برای این بخش ایجاد کرده است.

در مناطق غربی آمریکا که با کاهش بارش و خشک‌سالی‌های پی‌درپی مواجهند، کاهش حجم آب در مخازن سد باعث افت تولید انرژی نیروگاه‌های برق‌آبی به پایین‌ترین سطح طی ۲۲ سال گذشته شده است. در مقابل، بخش‌هایی از شمال‌شرق ایالات متحده آمریکا با افزایش بارندگی، سیلاب‌های فصلی و تغییر الگوهای هیدرولوژیکی روبه‌رو بوده که می‌تواند فرصت‌های جدیدی برای بهره‌برداری پایدار و بهینه از نیروگاه‌های برق‌آبی فراهم کند.

در حالی که در ایالات متحده آمریکا همچنان درباره آینده بخش نیروگاه‌های برق‌آبی بحث‌ها و تردیدهایی وجود دارد، سایر کشورها با سرعت در حال پیشبرد پروژه‌های جدید برق‌آبی خود هستند. در همین رابطه، چین در ماه جولای ۲۰۲۵ عملیات ساخت بزرگ‌ترین نیروگاه برق‌آبی جهان در منطقه تبت را آغاز کرد که انتظار می‌رود ظرفیت تولید آن به چندین گیگاوات برسد و شبکه انرژی منطقه را تقویت کند.

برزیل نیز با برگزاری نخستین مزایده خود برای احداث سدهای کوچک و متوسط، در پی جذب سرمایه‌گذاری حدود یک میلیارد دلاری برای توسعه نیروگاه‌های برق‌آبی و ارتقای پایداری شبکه انرژی است. در قاره آفریقا، اتیوپی به‌ تازگی پروژه عظیم سد «Renaissance» را افتتاح کرده است؛ طرحی که هدف آن رفع بحران برق و افزایش دسترسی به انرژی پایدار در سراسر کشور است. با این حال، مخالفت‌هایی از سوی مصر به دلیل احتمال تاثیر این پروژه بر جریان آب رودخانه نیل مطرح شده که مسائل ژئوپلیتیکی و حقوق آبی بین‌المللی را نیز به چالش کشیده است.

شماری از کارشناسان معتقدند که ایالات متحده آمریکا می‌تواند با رفع موانع اداری، بهبود سیاست‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌گیری از زیرساخت‌های موجود، دوباره در عرصه برق‌آبی نقش‌آفرینی کند و ظرفیت تولید خود را افزایش دهد.

مدیرعامل انجمن ملی نیروگاه‌های برق‌آبی آمریکا در این‌ خصوص اظهار داشت: نیروگاه‌های برق‌آبی منبعی فوق‌العاده برای تامین برق صنایع سنگین محسوب می‌شوند زیرا زیرساخت انرژی لازم در مناطق روستایی، جایی که زمین ارزان‌تر در دسترس است، از قبل موجود بوده و امکان توسعه پایدار و مقیاس‌پذیر پروژه‌های صنعتی و انرژی‌های تجدیدپذیر را فراهم می‌آورد.

این مزیت می‌تواند نه‌ تنها برای صنایع تولیدی بلکه برای مراکز داده نیز یک امتیاز ویژه باشد زیرا علاوه بر تامین برق، امکان استفاده از آب مخازن برای خنک‌سازی سرورهای پرحرارت فراهم خواهد شد. این امر می‌تواند به بهبود بهره‌وری انرژی و کاهش مصرف انرژی الکتریکی کمک کند و اثرات زیست‌محیطی ناشی از تولید گرما و انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش دهد.

در دهه ۱۹۸۰ میلادی، زمانی که در ایالات متحده آمریکا ۳۳ واحد ذوب آلومینیوم فعال بود، بسیاری از آن‌ها از برق ارزان‌قیمت نیروگاه‌های برق‌آبی دولتی بهره می‌بردند و این موضوع به توسعه صنایع مرتبط با آلومینیوم، تولید مصالح صنعتی و گسترش زیرساخت‌های صنعتی کمک شایانی کرد.

امروزه نیز با افزایش تقاضای آلومینیوم برای تولید خودروهای الکتریکی، تجهیزات انرژی پاک، باتری‌ها و فناوری‌های نوین، احیای این ظرفیت می‌تواند فشار ایجاد شده بر روی ۶ واحد ذوب باقی‌مانده آلومینیوم در کشور را کاهش دهد و روند تولید پایدار و اقتصادی را تقویت کند.

وولف تاکید کرد: اگرچه مصرف برق در حال افزایش بوده و شبکه انرژی با نوسانات ناشی از منابع تجدیدپذیر، تغییرات اقلیمی و پدیده‌های جوی شدید مواجه است اما انعطاف‌پذیری بالای نیروگاه‌های برق‌آبی، این نیروگاه‌ها را به منبعی پاک، پایدار و قابل اتکا تبدیل می‌کند که در حال حاضر جایگزین مناسبی برای آن وجود ندارد.

وی در پایان خاطرنشان کرد: اکنون بخش نیروگاه‌های برق‌آبی آمریکا در یک موقعیت تاریخی قرار دارد. بسیاری از نیروگاه‌ها در آستانه تمدید مجوز، بازسازی، بهینه‌سازی تجهیزات یا واگذاری کامل هستند و این مسئله می‌تواند فرصتی طلایی برای بازتعریف آینده بخش نیروگاه‌های برق‌آبی، ارتقای کارایی سیستم‌های انرژی و تقویت امنیت انرژی در کشور ایجاد کند.