L'energia idroelettrica da sequestro, nota anche come energia idroelettrica di riserva, è il tipo più comune di generazione di energia idroelettrica. Si basa su strutture di contenimento, come bacini idrici o grandi dighe, che immagazzinano l'acqua e la rilasciano su richiesta attraverso turbine per generare elettricità.

Questo tipo di energia idroelettrica favorisce la generazione di energia su larga scala. Gli impianti di sequestro immagazzinano grandi volumi d'acqua, e quindi possono produrre una quantità significativa di energia elettrica. Poiché l'acqua è immagazzinata in modo stabile, l'energia idroelettrica è considerata una fonte di energia affidabile e prevedibile. Tuttavia, in tempi di siccità, la produzione di energia può risentirne.

L'energia idroelettrica con pompaggio comporta lo spostamento dell'acqua tra le stazioni a diverse altitudini. Questi impianti prelevano l'acqua da un'altitudine inferiore a un'altitudine superiore nei periodi di bassa richiesta; la rilasciano nuovamente in basso per generare elettricità nei periodi di alta richiesta.

Questo tipo di centrale idroelettrica funziona come una batteria che immagazzina l'energia generata da altre fonti di energia (come quella solare, eolica e nucleare) per un uso successivo. Questi sistemi di immagazzinamento offrono un modo per bilanciare il carico all'interno della rete. L'energia immagazzinata può essere utilizzata per soddisfare improvvisi picchi di richiesta o per compensare quando le fonti di energia rinnovabile intermittenti (come l'eolico e il solare) non ne producono abbastanza. Ma trovare siti adatti, con specchi d'acqua a diverse altezze, può essere difficile.

Comunemente note come centrali idroelettriche ad acqua fluente, i sistemi basati sulla deviazione richiedono uno stoccaggio idrico minimo o nullo. Sono infatti il flusso naturale e il dislivello di un fiume ad essere utilizzati per generare elettricità rinnovabile deviandola attraverso un canale o una conduttura con turbine. Le centrali a deviazione più piccole si trovano soprattutto nelle regioni montuose, dove il dislivello naturale del corso dei fiumi fornisce un forte flusso per la produzione di energia.

Questi impianti idroelettrici hanno in genere un impatto ambientale inferiore rispetto agli impianti ad accumulo perché non richiedono grandi bacini idrici e hanno un impatto minore sugli ecosistemi naturali. Tuttavia, sono di dimensioni inferiori, il che significa che generano complessivamente meno elettricità e, poiché dipendono dalla portata del fiume, possono essere più variabili, soprattutto nelle regioni in cui le precipitazioni cambiano a seconda della stagione.

Sebbene i tipi di energia idroelettrica sopra descritti coprano la maggior parte degli impianti esistenti, esistono anche altre varianti. Ad esempio, alcune strutture sfruttano l'energia delle maree, utilizzando i moti delle maree oceaniche per generare elettricità. Con microimpianti idroelettrici ci si riferisce invece a sistemi più piccoli, progettati per generare energia per piccole comunità, una singola casa o strutture remote. Possono essere ad acqua fluente o prevedere un piccolo bacino idrico.

La Cina è il più grande produttore di energia idroelettrica al mondo, con oltre 356.000 megawatt di capacità installata. Il paese ha investito molto in progetti idroelettrici, tra cui la diga delle Tre Gole, che è il più grande progetto idroelettrico del mondo. La diga, situata sul fiume Yangtze e completata nel 2012, ha una capacità di 22,5 gigawatt (GW).

Le centrali e altre fonti di energia idroelettrica costituiscono circa il 6% dell'elettricità generata negli Stati Uniti.² La diga di Grand Coulee sul fiume Columbia, nello Stato di Washington, è il più grande progetto idroelettrico del paese, con una capacità di generazione di circa 6,8 GW. Forse però il progetto idroelettrico più conosciuto al mondo è la diga di Hoover. Situata al confine tra Arizona e Nevada, è stata completata nel 1936 e ha una capacità di circa 2 GW. La diga non solo fornisce elettricità per servizi pubblici e privati in Nevada, Arizona e California, ma regola anche il flusso d'acqua per l'irrigazione e funge da bacino di controllo in caso di inondazioni.

L'energia idroelettrica è un'importante fonte di energia rinnovabile in Europa e rappresenta oltre il 12% della generazione di energia elettrica dell'Unione Europea.³ La Norvegia, ad esempio, genera oltre il 90% della sua elettricità totale dall'energia idroelettrica.⁴ Il più grande progetto idroelettrico in Europa in termini di capacità è la diga di Sayano-Shushenskaya, in Russia. Si tratta della settima centrale idroelettrica più grande del mondo, con una capacità di 6,4 GW.

Nel continente sudamericano sono presenti diversi progetti idroelettrici di primaria importanza. La diga di Itaipu, un'impresa congiunta tra Brasile e Paraguay sul fiume Paraná, è uno dei maggiori produttori di energia idroelettrica operativa al mondo. Ha una capacità di generazione installata di 14 GW. La diga di Guri in Venezuela, nota anche come centrale idroelettrica di Simón Bolívar, ha invece una capacità di circa 10,2 GW e fornisce fino all'80% dell'elettricità del paese.

Molti Paesi africani si stanno rivolgendo all'energia idroelettrica come un modo per soddisfare il proprio crescente fabbisogno energetico. Progetti come la Grand Ethiopian Renaissance Dam e la diga di Inga nella Repubblica Democratica del Congo hanno il potenziale per fornire quantità significative di energia rinnovabile all'intero continente. In Egitto, la Aswan High Dam sul fiume Nilo è uno dei progetti idroelettrici più importanti dell'Africa. Completata nel 1970, ha una capacità di generazione di energia di circa 2,1 GW. La diga ha avuto impatto sull'agricoltura e sull'economia del Paese, fornendo un maggiore immagazzinamento di acqua per l'irrigazione e producendo energia idroelettrica.