对亚马逊河流域未来水电生产的新研究敦促能源规划者关注气候适应性,随着河流流量变得越来越多变,水电产量下降,太阳能和风能等替代能源预计将变得越来越重要
一项新的研究调查了亚马逊流域351个拟建水电项目。
一项新的全球环境变化研究警告说,在未来几十年中,气候变化导致的降水量和河流流量的减少将削弱亚马逊的水电能力。
该研究调查了亚马逊流域351个拟建水电项目。他们的发现表明,到本世纪中叶,水文变化将减少许多地区的水力发电量。随着河流流量变得越来越多变,水电产量下降,太阳能和风能等替代能源预计将变得越来越重要。
卡里生态系统研究所的生态系统生态学家、合著者斯蒂芬·汉密尔顿解释,亚马孙河流域的水电项目设计为在基于历史河流水位的流态下运行。气候变化正在破坏这些模式,这意味着许多现有和拟议的项目在未来条件下不太可能发挥同样的效果。
该团队利用IPCC定义的几种气候变化情景,利用气候数据预测未来降水趋势的大气环流模型,模拟了影响河流流量的降水和径流在大陆范围内的变化。输入包括气温、湿度、风速、太阳辐射、气压和降水量等信息。利用当前和未来气候条件下每个坝址的最大和最小河流流量信息,估算拟建坝址的发电量。他们还估算了能源成本的变化,比较了亚马逊地区的水电成本与太阳能和风能的成本。
平准化能源成本”(LCOE)——能源生产项目实现收支平衡所需的每单位能源价格——被用来确定气候变化将如何改变能源成本和项目可行性。LCOE考虑了拟建发电厂的建设、运营和维护成本。该团队在当前、中期和最坏的气候变化情景下进行了预测。他们还将水电的预计成本与实施风能或太阳能项目的成本进行了比较。
他们发现,到本世纪中叶,亚马逊河流域拟建坝址的河流流量预计将总体下降13-20%,且区域差异显著。东部(巴西亚马逊)的降幅在18-23%之间。在西部(安第斯-亚马逊国家),降雨量可能会增加,流量可能会增加1.5-2.5%。预计能量输出将反映河流流量的这些变化。巴西亚马逊河支流的流量变化越来越大,这意味着该地区可能受到最严重的影响。
气候变化导致的降水量和河流流量减少可能会影响某些地区未来的水力发电能力。
据介绍,径流式水电站大坝设计用于在特定的流量范围内运行。过低的流量不会产生电力,过高的流量必须“溢出”,造成问题,不会产生额外的电力。随着巴西亚马逊河流域降水变化更大,“高”越高,“低”越低“而且最佳流量的周期更短,这将意味着拟建的水电站将更少地满负荷运行。
在水电能源生产预计将减少的地区,能源成本将大幅增加——在某些地区。在巴西,拟建大坝的平准化能源成本可能会上升52%至105%。
预计,由于气候变化,亚马逊水电站的竞争力会降低,但预计的规模令人震惊。看看为巴西拟建的大坝,在四分之一的拟建坝址中,需要出售电力以充分回报资本投资的成本可能会翻一番以上。
水电站的规划和建设需要很长时间。许多拟议中的项目如果完成,将在接近本世纪中叶时上线。到这些大坝建成时,由于气候变化,许多项目将不会像预期的那样可靠或具有成本效益。
水电站的设计需要与太阳能和风能等替代能源协调运行,这样河流流量较低的时期不会干扰为城市和工业提供重要电力的电网。新的水电站设施应仔细选址在流量更可靠的位置,并设计为在更大范围内运行。”比历史经验所表明的更大的流量范围。
能源规划者需要关注气候适应性。她举了巴西的例子,巴西有2亿多人口,水电是主要的能源来源。今年,由于极端干旱,巴西的水电站处于历史最低水平;因此,巴西可能需要开始限电。确保未来的能源安全需要能源多样化,包括太阳能和风能,并调整水电计划以适应未来。