Sáng kiến thân thiện với cá có thể biến các rào chắn sông thành nhà máy điện xanh
bởi Trinity College Dublin
Nhóm nghiên cứu của Trinity và UCD thử nghiệm nguyên mẫu. Nguồn: Trinity College Dublin
Các nhà nghiên cứu từ Trinity và UCD đã thiết kế và thử nghiệm trên đường bộ hoặc "sông" một hệ thống cải tiến rào chắn mới cho phép cá di chuyển ngược dòng và xuôi dòng, đồng thời tạo ra năng lượng xanh cho nhu cầu tiêu thụ tại địa phương.
Nguyên mẫu mới của họ, được thử nghiệm tại một trang trại cá ở Ireland với cả cá nhân tạo và cá sống, cho thấy nó có thể là một giải pháp thay thế tiết kiệm chi phí cho việc loại bỏ hoàn toàn rào chắn - có khả năng bù đắp chi phí từ 50% đến 85%, đồng thời đóng góp vào cả mục tiêu phục hồi của EU và mục tiêu năng lượng tái tạo quốc gia.
Các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi Giáo sư Aonghus McNabola (người đã bắt đầu nghiên cứu này khi còn học tại Khoa Kỹ thuật của Trinity trước khi chuyển đến Đại học RMIT ở Úc), vừa công bố công trình của họ trên tạp chí Energys.
Giải quyết các thách thức về sinh thái và tài chính
Giáo sư McNabola cho biết: "Luật Phục hồi Thiên nhiên của EU vừa được thông qua nhấn mạnh nhu cầu cấp thiết phải giải quyết các tác động sinh thái của các rào chắn sông, vốn làm chia cắt môi trường sống và làm gián đoạn dòng chảy tự nhiên. Tuy nhiên, những nỗ lực dỡ bỏ các rào chắn thường bị hạn chế bởi chi phí quá cao, rào cản pháp lý và sự phản đối của công chúng."
"Đây là một vấn đề lớn mà chúng tôi, với tư cách là một nhóm kỹ sư và nhà khoa học, đặt ra để giải quyết với mong muốn tạo ra một giải pháp đôi bên cùng có lợi, có lợi cho môi trường và tiết kiệm tài chính đáng kể. Giờ đây, chúng tôi sẽ tiếp tục hoàn thiện nguyên mẫu của mình và rất hào hứng về sự khác biệt mà nó có thể tạo ra."
"Thủy điện bền vững rất quan trọng trong bối cảnh rộng hơn của các chiến lược năng lượng tái tạo vì nó còn tương đối chưa được khai thác và nếu được phát triển, nó có thể mang lại sự linh hoạt thiết yếu cho lưới điện trong bối cảnh nguồn năng lượng mặt trời và gió ngày càng tăng."
Tác động tiềm tàng đến các con sông của Ireland
Tại Ireland, chi phí dỡ bỏ các rào chắn sông dao động từ 200.000 đến 500.000 euro cho mỗi công trình, nhấn mạnh rằng đây là một gánh nặng tài chính rất lớn - đặc biệt là khi có hơn 73.000 rào chắn được xác định trên toàn quốc.
Mặc dù việc dỡ bỏ chúng bằng các phương pháp truyền thống trong nhiều trường hợp sẽ khôi phục chức năng sinh thái, nhưng nó cũng sẽ loại bỏ khả năng tái sử dụng các công trình này cho mục đích thủy điện, do đó làm giảm cơ hội đóng góp vào mục tiêu quốc gia là sản xuất 80% điện năng tái tạo vào năm 2030.
Patrick Morrissey, trợ lý giáo sư Martin Naughton tại Trường Kỹ thuật Trinity, là một thành viên khác của nhóm hợp tác. Ông nói thêm: "Chúng tôi muốn thiết kế hệ thống cải tạo đê chắn sông để phục vụ cả hai mục đích là cá vượt qua đê chắn sông ở thượng nguồn và hạ nguồn, đồng thời có khả năng tạo ra điện bằng cách sử dụng một máy bơm như một tua bin thân thiện với cá.
"Trong điều kiện dòng chảy bình thường, hệ thống này sẽ tạo ra điện và trong điều kiện dòng chảy thấp, nó hoạt động ở chế độ bơm để đảm bảo cá di chuyển an toàn."
Hướng tới sự phát triển hơn nữa
Cá hồi Đại Tây Dương, lươn châu Âu và cá mút đá sông là một trong những loài quan trọng nhất ở các con sông tại Ireland vì tất cả chúng đều được bảo vệ nghiêm ngặt theo Chỉ thị Môi trường sống của EU. Mặc dù còn rất nhiều việc phải làm trước khi một hệ thống có thể mở rộng quy mô có thể được triển khai, các nhà nghiên cứu vẫn lạc quan về tương lai.
Giáo sư Mary Kelly-Quinn, cộng tác viên từ Đại học Dublin, cho biết thêm: "Trong tương lai, chúng ta cần tiến hành các phân tích chi tiết hơn về tiềm năng năng lượng tái tạo và đánh giá tác động sâu rộng đến cá để khẳng định tính khả thi của giải pháp."
"Nhưng với những cải tiến và chứng nhận chính thức hơn nữa, hệ thống này có thể đóng vai trò then chốt trong việc đạt được các mục tiêu kép của Quy định Khôi phục Thiên nhiên của EU và Kế hoạch Hành động Khí hậu 2023, qua đó góp phần xây dựng một tương lai bền vững và cân bằng sinh thái hơn cho EU."
Thông tin thêm: Calvin Stephen và cộng sự, Tích hợp các giải pháp thủy điện thân thiện với cá với chính sách phục hồi thiên nhiên thông qua cải tạo đê chắn sông, Năng lượng (2025). DOI: 10.3390/en18225931
Thông tin tạp chí: Năng lượng
