深入：水電的氣候風險

　　根據國際能源署(IEA)的數據，水電多年來一直是一種負擔得起的能源技術，其產量比所有其他可再生能源的總和還要多，2020年水電的年發電量已經達到4418太瓦時(TWh)。盡管中國擁有最大的水電裝機容量——356GW，并且還在不斷增長——但2019年它僅占該國發電量的17%左右。在挪威、巴西和加拿大等國家，水電在國內電力供應中占主導地位（分別為93.4%、63.5%和58.8%）。IEA的“到2050年凈零排放”情景中，水電在這十年的年均增長率為3%。

　　但是，與所有電力能源一樣，水電的采用也存在挑戰。土地使用、社區遷移和生物多樣性喪失給水電帶來了重大的社會風險。

　　人們已經感受到氣候變化帶來的威脅。在加拿大西部，BCHydro公用事業公司在2021年面臨有記錄以來最熱的夏季，導致嚴重干旱，土壤和樹木變得脆弱，進而給潮濕和狂野的秋冬帶來問題。“我們在2021年打破的電力需求記錄也比以往任何一年都多，”BCHydro的一位發言人說。“這可能與不列顛哥倫比亞省在夏季和冬季經歷了長時間的極端氣溫有關。”

　　他補充說：“過去幾年，我們看到風暴增加了117%。”

　　水力發電

　　水電項目可以在一定程度上可以調節過多的降水和增加的洪水?？偛课挥趥惗氐膰H水電協會(IHA)研究和政策負責人亞歷克斯·坎貝爾說：“大壩可以幫助協調適應氣候變化，同時也面臨著應對氣候變化的風險。”

　　“我們對政府的一個重要建議是現在就開始規劃他們的凈零系統，”坎貝爾說。“無論如何，建造大量的風能和太陽能，這在許多市場都是非常明智的做法......但是當沒有風或陽光時，你仍然需要電力，那么你如何讓電力保持在低碳？水電非常適合這一點。”與風能和太陽能不同，水電是一種可調節的電力。

　　他補充說，IEA和國際可再生能源署(IRENA)都得出結論，水電“將成為凈零電力系統中靈活發電的主要來源”，在發電和儲能方面都發揮著作用。

　　“我們認為政府了解這一需求非常重要，”坎貝爾說，并引用了英國等技術方案成熟的地方。“水電肯定是當今最成熟的技術。”

　　根據IEA的數據，需要增加1300GW的水電容量才能將全球平均氣溫上升限制在1.5?C。而坎貝爾指出，IRENA估計抽水蓄能需要在當前160GW的基礎上再增加400GW的存儲容量。“僅中國就宣布了到2030年代初建設約120GW水電的計劃，高于目前的30GW，”他說。“如果在未來的建設中增加400GW，我不會感到驚訝。”

　　天然氣與水力

　　然而，總部位于悉尼的氣候能源金融總監蒂姆·巴克利認為，天然氣在未來10或20年的作用很小但很重要，可以提供靈活性以滿足高峰需求。過去一年，巴克利一直專注于新西蘭的電力系統，該系統已經以可再生能源為主——去年平均為82%，其中56%來自水電——總理杰辛達·阿德恩在2020年競選期間承諾將在2030年實現100%可再生能源。

　　“新西蘭正試圖發揮全球領導作用，但當你看到如此依賴水電的實際情況時，我發現由于干旱風險而帶來的巨大問題，”巴克利說。

　　“我不是天然氣發電廠的擁護者，但歸根結底，如果您談論的是電網的快速脫碳，那就要處理極端異常事件，”巴克利繼續說道，“就像巴西經歷的長達數年的干旱一樣，巴西也依賴水力發電。”

　　“最后百分之幾的脫碳是極其困難和昂貴的，”巴克利補充道。“因此，對于普通新西蘭人來說，實現95%的綠色環保成本相當低，但實現最后5%的成本卻高得不成比例。”

　　新西蘭政府提出的一種解決方案是將昂斯洛湖用作抽水蓄能設施，估計每年可提供至少5TWh的發電和儲能容量。然而，公用事業公司反對這些計劃。相反，該行業正在呼吁采取諸如需求響應管理和工業流程變革等措施來提高靈活性。

　　增加燃氣發電以確保供應安全是南美洲正在采取的一種方式，南美洲擁有豐富的水資源，2019年水電發電量為642TWh，占該地區所有可再生能源發電量的81%。據IRENA稱，南美洲的水電由巴西和哥倫比亞領導。

　　“我在拉丁美洲看到的是向燃氣發電投資的轉變，”墨西哥城信用評級機構穆迪的拉丁美洲助理副總裁分析師穆尼奧斯說。

　　當本地公用事業公司EPM的2.4GWItuango水電站建設結束時，哥倫比亞的水電份額（72%）將進一步提高17%。“但是哥倫比亞也試圖增加天然氣發電量，以避免任何潛在的電力中斷”，穆尼奧斯補充道。

　　她說，墨西哥的情況也是如此，那里的水力發電占可再生能源發電的80%，但僅占總電力供應的9%，而且對新可再生能源的投資已經停滯不前。“墨西哥對天然氣的依賴更多，”穆尼奧斯說。

　　巴西似乎逆勢而上，穆尼奧斯指出，該國正在努力增加風能和太陽能的份額。哥倫比亞也在努力增加其在清潔能源中的份額，并于2月舉行了首次可再生能源拍賣，以使其可再生資產多樣化。

　　穆迪分析師在2022年1月的一份研究報告中寫道：“可再生能源多樣化降低了氣候影響導致的價格上漲，例如在影響水力發電的厄爾尼諾或拉尼娜天氣事件期間。”

　　分析人士估計，到2025年，哥倫比亞的非水電可再生能源份額可能達到15%，遠高于2018年的1%，但落后于該地區其他國家。

　　寒冷氣候下的水電

　　在加拿大北部，自1998年一場嚴重的冰風暴導致數百萬人斷電長達五周以來，魁北克水電公司(Hydro-Quebec)一直在考慮適應氣候變化的能力。這促使該公司贊助了氣候變化研究聯盟Ouranos。“這項研究的一個核心問題與水文學有關，”蒙特利爾公用事業公司的氣候變化適應顧問讓-菲利普·馬丁說。

　　2019年，Hydro-Quebec制定了全公司范圍的氣候變化適應計劃，對業務的各個方面進行風險評估，并確定降低這些風險的行動。它開始將適應性納入其項目，例如在大壩翻新方面。

　　馬丁說，對冰暴的研究，以及它們的頻率和強度如何受到氣候變化的影響，也導致了電力線設計標準的變化。例如大壩高度和溢洪值。

　　與世界其他地區不同，多元化的可再生能源水力發電在該省只能走這么遠。Hydro-Quebec去年建造了兩座太陽能發電廠，容量為9.5MW，但發言人Francis Labbé指出：“魁北克的日照水平不及亞利桑那州。”在接下來的幾年里，該公司將增加3000MW的風力發電，以幫助滿足不斷增長的電力需求，并計劃更新現有的水力發電廠。

　　現有基礎設施的現代化和翻新，對于最大限度地發揮水電潛力至關重要，特別是因為新項目可能需要10到15年才能建成。“現代化對于全球水電至關重要，”IHA的坎貝爾說。“相當多的資產現在已經很老了——大約50%，約600GW的設施，現在已經運行了30年或更久，而有400GW或大約三分之一的項目，已經運營了40年或更久。”

　　在世界銀行和歐洲復興開發銀行的支持下，IHA編制了《氣候適應力指南》，以幫助開發商和工程師評估新項目和現代化改造的氣候風險并將其降至最低。

　　新建挑戰

　　盡管在可持續性方面做出了這些努力，但在印度等一些地方，新設施仍然存在問題。根據Global Data的數據，印度擁有46.5GW的水電裝機容量，占其電力結構的近12%，是世界上最大的水電生產國之一，并計劃再增加91GW。然而，在地理、基礎設施薄弱和極端天氣方面一直面臨挑戰。

　　巴克利解釋說，印度水電項目的主要目的是幫助管理洪水——但這在季風季節是個問題。“當季風來臨時，你別無選擇，你必須釋放雨水，”他說。但季風也會將沉積物和碎屑沖入水流中，如果不定期疏浚，就會對大壩墻施加壓力——更不用說腐爛的生物物質產生的甲烷排放了。

　　“水電清潔的想法在新西蘭是有道理的——在印度就沒那么有意義了，特別是如果你不進行維護，”巴克利說。“你必須每年都疏浚大壩，顯然像印度這樣貧窮的國家不能總是負擔得起疏浚的費用，因此不僅容量會逐漸下降，而且甲烷排放會隨著時間的推移而上升。”

　　巴克利補充說，如果在容易發生地震活動的地區建造水壩，可能會導致此類活動增加，這可能會導致洪水泛濫并破壞下游的村莊。“我不是工程師，但在印度，他們的技術不如中國先進，而且資金也確實存在問題，如果他們偷工減料，結構損壞的風險就會增加。”

　　“建設新的水力發電項目既昂貴又具有挑戰性，”Munoz總結道。“這有環境風險，也有社會風險。”哥倫比亞的Ituango項目在2018年因山體滑坡而推遲，導致成本超支和延遲開工罰款，不得不更換地址來建設項目。

　　“這些類型的項目并不容易，”她補充道。

　　但是，如果世界認真對待避免氣候變化的最壞影響，這些項目是必需的。而且，根據IEA的數據，全球經濟上可行的水電容量中只有大約一半已被開發，這使得該技術的投資時機已成熟。

　　（原文來自：全球能源 新能源網綜合）