Hidroenergija je jedan od najstarijih izvora energije na planeti, koji proizvodi energiju kada voda koja teče okreće točak ili turbinu. Koristili su ga farmeri još u antičkoj Grčkoj za mehaničke zadatke poput mljevenja žita. Hidroenergija je obnovljiv izvor energije i ne zagađuje vazduh. Takođe, neke od prvih inovacija u korišćenju vode za napajanje začete su u Kini tokom dinastije Han između 202. prije nove ere i 9. godine nove ere. Pokretani čekići, postavljeni vertikalno na vodenom točku korišćeni su za lupanje i ljuštenje žitarica, razbijanje rude i u ranoj proizvodnji papira.
Dostupnost vode je dugo bila usko povezana sa početnim ekonomskim rastom. Kada je Ričard Arkrajt 1771. godine postavio Cromford Mill u engleskoj dolini Dervent da prede pamuk i tako postavio jedan od prvih fabričkih sistema na svijetu, hidroenergija je bila izvor energije koju je koristio.
Izum turbine
Neki od ključnih razvoja hidroenergetske tehnologije dogodili su se u prvoj polovini devetnaestog vijeka. Francuski inženjer, Benoa Furniron, 1827. godine, razvio je turbinu sposobnu da proizvede oko 6 konjskih snaga – najraniju verziju Fourneiron reakcione turbine.
Britansko-američki inženjer, Džejms Frensis, 1849. godine razvio je prvu modernu vodenu turbinu – Francisovu turbinu – koja je danas najrasprostranjenija vodena turbina na svijetu.
Tokom 1870-ih, američki pronalazač, Lester Alan Pelton, razvio je Peltonov točak, impulsnu vodenu turbinu, koju je patentirao 1880. godine.
U 20. vijeku, austrijski profesor, Viktor Kaplan, je 1913. razvio Kaplanovu turbinu – turbinu propelerskog tipa sa podesivim lopaticama.
Prvi hidroenergetski projekti
Prvi projekat hidroelektrane na svijetu korišćen je za napajanje jedne lampe u seoskoj kući Cragside u Nortamberlendu, Engleska, 1878. Četiri godine kasnije, prva elektrana koja je opsluživala sistem privatnih i komercijalnih kupaca otvorena je u Viskonsinu, SAD.
U Sjevernoj Americi, hidroelektrane su instalirane u Grand Rapidsu, Mičigen (1880), Otavi, Ontario (1881), Dolgevilu, Njujork (1881), i Nijagarinim vodopadima, Njujork (1881). Korišćeni su za snabdijevanje mlinova i osvjetljenje nekih lokalnih zgrada.
Na prelazu vijeka ova tehnologija se širila po cijelom svijetu, Njemačka je proizvela prvi trofazni hidroelektrični sistem 1891. godine, a Australija je 1895. pokrenula prvu javnu elektranu na južnoj hemisferi. Jedna od prvih koja je proizvodila naizmjeničnu struju, sa učešćem Nikole Tesle, podignuta je na Nijagarinim vodopadima. Prva elektrana izgrađena je oko 2.5 kilometara uzvodno od vodopada. Ova elektrana je avgustu 1895. godine isporučila prvu električnu energiju do susjednog grada.
Do 1900. godine, stotine malih hidroelektrana su bile u funkciji dok se nova tehnologija širila širom svijeta. U Kini je 1905. godine izgrađena hidroelektrana na potoku Sindian u blizini Tajpeja, instalisane snage 500 kW.
Vijek brzih promjena
Dvadeseti vijek je bio svjedok brzih inovacija i promjena u projektovanju hidroenergetskih objekata.
Politika koju je donio američki predsjednik, Frenklin Ruzvelt, uključujući New Deal 1930-ih, podržala je izgradnju nekoliko višenamjenskih projekata kao što su brane Huver i Grand Coulee sa hidroelektranama koje su činile 40 odsto proizvodnje električne energije u zemlji do 1940. godine.
Niskobudžetna hidroenergija se smatrala jednim od najboljih načina da se zadovolji rastuća potražnja za energijom i često je bila vezana za razvoj energetski intenzivnih industrija kao što su topionice aluminijuma i čeličane.
Tokom posljednjih decenija dvadesetog vijeka, Brazil i Kina su postali svjetski lideri u hidroenergetici. Brana Itaipu, koja se prostire između Paragvaja i Brazila, otvorena je 1984. godine sa kapacitetom od 12.600 MW – od tada je proširena i nadograđena na 14.000 MW, a danas je po veličini nadjačala samo brana Tri klisure od 22.500 MW u Kini.
Dekadni rast kapaciteta stagnirao je kasne 1980. godine prije nego što je opao u 1990-im. Ovo je bilo zbog sve većih finansijskih ograničenja i izražene zabrinutosti u vezi sa ekološkim i društvenim uticajima razvoja hidroenergije, što je zaustavilo mnoge projekte širom svijeta.
Pozajmice i drugi oblici podrške međunarodnih finansijskih institucija (MFI), prije svega Svjetske banke, prestali su kasnih 1990-ih, što je posebno uticalo na izgradnju hidroelektrana u zemljama u razvoju.
Povećan fokus na održivost
Pred kraj vijeka, tokom kojeg se globalno razumijevanje povećalo o ekološkim i društvenim uticajima, došlo je do procesa ponovne procjene vrijednosti i uloge hidroenergije u nacionalnom razvoju. Značajan izvještaj koji je objavila Svjetska komisija za brane (VCD) 2000. godine, doveo je u pitanje postojeće prakse i pokrenuo promjenu u planiranju i razvoju hidroenergije ka fokusu na održivost i pogođene zajednice.
Međunarodna hidroenergetska asocijacija (IHA), formirana pod pokroviteljstvom UNESCO-a 1995. godine, započela je rad na Smjernicama održivosti IHA 2004. godine.
Ovi razvoji su doveli do fundamentalne promjene u tome kako najbolje planirati, razvijati i upravljati hidroenergetskim projektima, i rezultirali su sve većim uvažavanjem uloge tehnologije u borbi protiv klimatskih promjena, smanjenju siromaštva i jačanju prosperiteta.
Nova era za hidroenergiju
Nedugo nakon početka 21. vijeka, razvoj hidroenergije je dobio novi zamah, posebno širom Azije i Južne Amerike.
Između 2000. i 2017. godine, širom svijeta je dodato skoro 500 GW instalisanog kapaciteta hidroenergije, što predstavlja povećanje od 65 procenata, pri čemu je rast od 2010. godine već premašio onaj zabilježen u prvoj deceniji vijeka.
Budućnost hidroenergije
Zbog svojih višestrukih usluga i prednosti, očekuje se da će hidroenergija ostati najveći svjetski izvor obnovljive električne energije u godinama koje dolaze.
U 2018. godini, IHA je u svom godišnjem Izveštaju o statusu hidroenergije izvjestila da je svjetski instalisani kapacitet hidroenergije porastao na 1.267 GW, sa rekordnih 4.185 TWh, kako se procjenjuje da je proizvedeno u 2017. godini.
Prema Međunarodnoj agenciji za energetiku, da bi se ispunile glavne komponente ciljeva održivog razvoja koje se odnose na energiju, uključujući obavezu ispod dva stepena Celzijusa iz Pariskog sporazuma, procijenjeno je da će oko 800 GW dodatne hidroenergije morati da se stavi na mrežu tokom naredne dvije decenije.
Prir. S.Đ.
Izvor: IHA,Wikipedia
