研究人員提議對不發電的大壩進行改造 在不增加生態負擔的情況下創造電力

隨著風能和太陽能價格的下降,人們很容易忘記全球三分之二的可再生能源來自於水電。但是,水力發電的未來與成本和有時可疑的環境後果混在一起。 事實上,大多數水壩並不是為了水力發電而建。它們有助於阻止洪水,為農場和家庭供水,但它們並不發電,尤其是在發展中國家。挪威科技大學(NTNU)的土木工程師Tor Haakon Bakken表示,歐洲近一半的大壩主要用於水力發電,但只有不到六分之一的亞洲大壩和十分之一的非洲大壩產生大量電力。

研究人員提議對不發電的大壩進行改造 在不增加生態負擔的情況下創造電力

Bakken等一些研究人員把這種大壩視為機會。他是少數提議通過在大壩底部安裝渦輪機來改造舊的、不發電的大壩的研究人員之一。他認為,這將在不增加生態負擔的情況下創造電力。

Bakken的研究小組和他的一個研究生Nora Rydland Fjøsne在理論上為西班牙南部的許多大壩做了這樣的模擬。他們的研究發現,在許多情況下,改造是一種經濟上可行的方法。

Bakken希望水電開發商在重新建造之前考慮改造。他說:「我認為,就西班牙的情況而言,我們已經證明,這在技術上和經濟上都是可行的選擇。而且我認為在其他許多地方也是如此。」

即使是發電的大壩也可以進行有效的改造。巴西能源研究辦公室估計,更新老化的水電站可以增加3至11千兆瓦的發電能力–超過巴西現有的87千兆瓦水電基地。同時,美國國家可再生能源實驗室(NREL)的科學家們建議將水庫作為浮動太陽能電池板的床,他們認為理論上可以產生數兆瓦的電力。

但是,如果確實需要建造新的水電設施,其他科學家認為最好的行動方案是保持小規模:集中精力建立所謂的徑流式水電站,盡量保持河流及其環境條件的完整性。

“這種渦輪機,你不需要淹沒大片區域,”密西根大學的能源系統研究員Michael Craig說,他以前是NREL的。

Craig和他的一些來自NREL和私營部門的Natel能源公司的同事在加利福尼亞的一條河上模擬了一連串的河道大壩,所有這些大壩都是相連的,因此可以很容易地控制。他們發現,這種方法和改造大壩一樣,在經濟上是可行的。

環境保護基金的氣候科學家Ilissa Ocko說:「設施越小,你能得到的能源就越多,我認為這絕對是一個偉大的戰略。」

糾正舊水壩的進程

古老的水壩可以防止洪水和供水,但它們也可以使上游的無數社區流離失所,並限制下游的河流流量。這些水壩對依靠河流為生的農村和原住民造成了極大的傷害。

此外,一些水壩產生的溫室氣體數量驚人。科學家們現在知道,罪魁禍首正是這些水庫–以及被困在下面的生物物質。Ocko說:「你基本上是在淹沒整個地區,那里有所有這些植被,現在只是在水下分解。」

其結果是什麼?溫室氣體。在二氧化碳的基礎上,它可以產生甲烷,雖然在大氣中的持續時間不長,但在變暖方面更有效力。表面積較大的水庫,以及水溫較高的水庫,如赤道附近的水庫,特別容易產生大量的甲烷。

以巴西的亞馬遜地區為例。聖保羅大學地球化學家Dailson José Bertassoli, Jr.說:「在過去的幾十年里,巴西靠近消費市場的所有水電擴張潛力都已耗盡,亞馬遜地區成為新的前沿陣地。」

但是,亞馬遜地區的許多水壩在產生溫室氣體的能力方面與化石燃料工廠相當。西部非洲的對應水壩也是如此。事實上,環境保護基金的一項研究發現,在他們考察的全球1500個水電站中,有近7%的水電站每單位能源的溫室氣體排放量超過了化石燃料電站。

這是避免建造新大壩的充分理由,而應著眼於我們擁有的東西。Bertassoli說:「就環境影響而言,關注那些已經不在其自然條件下的地區是有意義的。」

面對其不斷增加的環境成本,氣候科學家認為水力發電仍有未來,但有一個注意事項:關鍵是要盡量減少那些大型的、產生溫室氣體的水壩的未來。

“我絕不會說我們應該遠離水電。從氣候的角度來看,我認為我們需要所有我們能得到的解決方案。”Ocko說。但是,她補充說,”我們不能做一個假設,並把它放到像太陽能和風能一樣的可再生能源的桶里。它不是。”

來源:cnBeta