水電行業(yè)應(yīng)對(duì)全球氣候變化之道

[英國(guó)] S.普里查德

戰(zhàn)略與規(guī)劃

水電行業(yè)應(yīng)對(duì)全球氣候變化之道

[英國(guó)] S.普里查德

氣候變化會(huì)對(duì)降雨模式產(chǎn)生影響，從而有可能影響全世界范圍內(nèi)的能源產(chǎn)業(yè)，但值得注意的是，對(duì)水電行業(yè)而言，可以將這種影響加以利用。許多電站設(shè)計(jì)者和運(yùn)營(yíng)商都應(yīng)該以此為契機(jī)，將氣候變化帶來(lái)的利益最大化。

氣候變化；水電行業(yè)；影響分析

世界能源理事會(huì)(WEC)秘書(shū)長(zhǎng)C·弗雷表示：“全世界的水電站都有可能受到降雨模式變化的影響，同時(shí)，各方用水需求之間的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，也對(duì)能源服務(wù)的應(yīng)變力產(chǎn)生負(fù)面影響。能源、水資源、食物的三位一體會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)，有可能在今后很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)影響到能源及供需關(guān)系的穩(wěn)健性?！?/p>

盡管未來(lái)降雨預(yù)測(cè)變數(shù)很大，但據(jù)聯(lián)合國(guó)估計(jì)，到2030年，全球可用水資源缺口將達(dá)到40%。包括水電和火電廠在內(nèi)，98%的發(fā)電廠都離不開(kāi)用水，最新研究表明，這將導(dǎo)致2040～2069年間60%以上的發(fā)電站減產(chǎn)。有研究者通過(guò)收集24 515座水電站和1 427座火電站的數(shù)據(jù)，對(duì)全球范圍內(nèi)氣候變化、水資源以及發(fā)電之間的關(guān)系進(jìn)行了考察。

該研究認(rèn)為，美國(guó)、南美南部、非洲南部、歐洲中部及南部、東南亞以及澳洲南部都是脆弱區(qū)域，這是因?yàn)?，在氣候變化的影響下，預(yù)測(cè)到這些地區(qū)的平均年徑流量都在減小，而且水溫也在急劇上升。研究表明這些地區(qū)水力發(fā)電的潛能將下降。

然而，水利界對(duì)該研究存在普遍質(zhì)疑，主要是從方法上的質(zhì)疑。因?yàn)?，即使是最先進(jìn)的氣候模型也會(huì)在區(qū)域尺度上表現(xiàn)出脆弱性，特別是對(duì)降雨的預(yù)測(cè)。也就是說(shuō)，即使是最先進(jìn)的模型，在流域范圍內(nèi)也存在著一定的不確定性，因此，在未來(lái)數(shù)十年內(nèi)，對(duì)水力發(fā)電的影響是好是壞仍不得而知。另外，作者并沒(méi)有考慮蓄水水利工程能夠增加可用淡水資源，用于水力發(fā)電事業(yè)和其他行業(yè)用水。水力發(fā)電具有低碳的特點(diǎn)，有利于減緩氣候變化，除此之外，其具有蓄水調(diào)節(jié)能力，滿足其他清潔能源增加的用水需求，從而進(jìn)一步緩解溫室氣體排放。在將來(lái)水文狀況不明了以及氣候條件不確定的情況下，水庫(kù)針對(duì)氣候變化所起到的適應(yīng)性調(diào)節(jié)作用將越來(lái)越大，而在以上研究中所探討的潛在調(diào)節(jié)措施里并未包括這一點(diǎn)。

1 跨國(guó)界合作

為了解決未來(lái)的用水問(wèn)題，跨國(guó)界合作是至關(guān)重要的。弗雷認(rèn)為，人們應(yīng)當(dāng)充分利用跨國(guó)界流域，其覆蓋面積可達(dá)到地球陸地表面45%。

他明確指出：“應(yīng)該馬上開(kāi)始進(jìn)行各方協(xié)作，否則在不遠(yuǎn)的將來(lái)，水資源的稀缺將會(huì)對(duì)能源供給產(chǎn)生影響。只有從各自為政轉(zhuǎn)向團(tuán)結(jié)協(xié)作才能讓能源產(chǎn)業(yè)適應(yīng)氣候變化?！?/p>

WEC已經(jīng)公布了其新報(bào)告的初步成果，該報(bào)告名為《應(yīng)對(duì)氣候變化之路——對(duì)能源、水資源及食物三位一體的風(fēng)險(xiǎn)管理》，該機(jī)構(gòu)呼吁立即采取行動(dòng)確保實(shí)現(xiàn)具有適應(yīng)力的能源基礎(chǔ)設(shè)施。該報(bào)告由全球140多名專(zhuān)家組成的工作組完成，其主要研究成果如下。

(1) 能源行業(yè)是僅次于農(nóng)業(yè)的淡水資源用戶。

(2) 由于對(duì)能源、水資源和食物的需求日益增長(zhǎng)，三位一體系統(tǒng)將面臨更大風(fēng)險(xiǎn)。目前，一些水資源緊張的地區(qū)也很可能面臨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)和用水模式的變化，這將進(jìn)一步加劇三位一體系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。

(3) 很多時(shí)候，由于對(duì)特定區(qū)域水資源問(wèn)題的了解不足以及缺乏建模工具，在對(duì)能源基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行投資決策時(shí)不能充分估計(jì)三位一體帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，但這些風(fēng)險(xiǎn)又與巨大的經(jīng)濟(jì)利益掛鉤。2015年，由于旱災(zāi)，再加上能源與水資源分配措施不當(dāng)，巴西的水電設(shè)施遭受了超過(guò)43億美元的經(jīng)濟(jì)損失。

(4) 缺乏可靠的水資源治理措施，也增加了三位一體系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。

(5) 跨國(guó)界合作非常關(guān)鍵：261個(gè)跨國(guó)流域覆蓋了地球表面45%的面積，服務(wù)于世界40%的人口，并提供了全球60%的淡水量。這將影響規(guī)劃中的能源基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)作，因此，需要保證有合適的跨境水資源管理機(jī)制。

(6) 除了水資源需求增加之外，由于氣候變化的影響，加上海洋溫度上升和極端天氣的增多，水資源的獲取以及水質(zhì)的不確定性日益增加，這將進(jìn)一步增加三位一體帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

2 水力發(fā)電行業(yè)調(diào)查

國(guó)際水電協(xié)會(huì)(IHA)認(rèn)為，氣候變化帶來(lái)了一系列前所未有的風(fēng)險(xiǎn)，而人們對(duì)于如何應(yīng)對(duì)也很缺乏經(jīng)驗(yàn)。最近IHA對(duì)世界范圍內(nèi)的水電公司進(jìn)行了調(diào)查，旨在進(jìn)一步了解水電行業(yè)是如何看待氣候變化帶來(lái)的威脅與機(jī)遇的。

當(dāng)問(wèn)到是否已經(jīng)感到氣候變化的影響時(shí)，63%的受訪企業(yè)給出了肯定的回答，另外有36%則認(rèn)為在接下來(lái)的30 a以內(nèi)能夠感受到這種影響。可能發(fā)生的影響包括流量變化、極端天氣以及平均流量的變化，這些變化被認(rèn)為具有中等或重大的風(fēng)險(xiǎn)。水電公司認(rèn)為水電站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)將是氣候變化帶來(lái)的主要風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)電量的減少是氣候變化是否影響水電公司的最重要指標(biāo)。

IHA的水電發(fā)展項(xiàng)目主任認(rèn)為：“使用壽命是水電站的重要特征，一般來(lái)說(shuō)，水電站壽命是基于歷史水文資料來(lái)設(shè)計(jì)的。但是在氣候變化的大環(huán)境下，基于歷史資料對(duì)未來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)已經(jīng)不再可靠。決策者必須考慮如何通過(guò)系統(tǒng)的發(fā)展(不論是實(shí)際系統(tǒng)還是企業(yè)系統(tǒng))來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變化可能造成的影響。尤其是現(xiàn)在甚至是將來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，決策者決策所依據(jù)的數(shù)據(jù)和信息都有可能靠不住?！?/p>

3 美國(guó)的觀點(diǎn)

在美國(guó)，氣候變化對(duì)水資源可持續(xù)性的影響也是全國(guó)矚目。美國(guó)內(nèi)政部副秘書(shū)長(zhǎng)M.L·康納認(rèn)為：“我們面臨的最大的挑戰(zhàn)之一就是應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)我國(guó)水資源的影響，水資源是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的命脈。我們需要繼續(xù)制定跨流域合作戰(zhàn)略，確保我國(guó)的供水和供能、農(nóng)業(yè)、生態(tài)系統(tǒng)和其他資源都走上可持續(xù)發(fā)展之路?！?/p>

2016年3月，美國(guó)內(nèi)政部和美國(guó)墾務(wù)局發(fā)布了一篇關(guān)于氣候變化對(duì)美國(guó)西部各個(gè)流域影響的報(bào)告，作為美國(guó)西部水資源最大的管理者和批發(fā)商，美國(guó)墾務(wù)局表示，他們有義務(wù)考慮氣候變化對(duì)水資源供應(yīng)帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。墾務(wù)局在西部17個(gè)州都建有大壩和水電站，每年提供了超過(guò)378.54億m3的市政用水和灌溉用水，這些灌溉用水用在了全美60%的蔬菜和25%的水果、堅(jiān)果上。墾務(wù)局的53座發(fā)電站每年發(fā)電超過(guò)400億kW·h。

美國(guó)墾務(wù)局將氣候變化確定為西部水資源供應(yīng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。自此以后，墾務(wù)局正致力于采取一些措施，確保對(duì)這一風(fēng)險(xiǎn)的管理盡可能的高效化和可持續(xù)化。

《水安全法案報(bào)告》表明，美國(guó)西部的水資源供給、水質(zhì)、水資源運(yùn)營(yíng)、水力發(fā)電、地下水資源、防洪、娛樂(lè)、魚(yú)類(lèi)，野生生物以及其他經(jīng)濟(jì)資源等仍然受到氣候變化的威脅。報(bào)告中的一些具體預(yù)測(cè)如下：

(1) 到21世紀(jì)末，氣溫升高5～7華氏度；

(2) 美國(guó)西部的西北及中北部的降雨量增加，而西南和中南部的降雨量減少；

(3) 若以4月1日作為基準(zhǔn)日來(lái)預(yù)計(jì)流域徑流，幾乎所有地區(qū)積雪量均有所減少；

(4) 一些流域4～7月的徑流量減少7%～27%，包括科羅拉多(Colorado)河、格蘭德(Rio Grande)河和圣華基恩(San Joaquin)河。

美國(guó)墾務(wù)局表示，整個(gè)西部的水資源管理者正在制定策略來(lái)應(yīng)對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)，他們表示，在過(guò)去的100多年里，墾務(wù)局的客戶及利益相關(guān)者已經(jīng)適應(yīng)了各種氣候條件?，F(xiàn)在不斷變化的氣候提出了更大的挑戰(zhàn)，但是從現(xiàn)在到未來(lái)，通過(guò)團(tuán)結(jié)協(xié)作，墾務(wù)局會(huì)努力確保水資源的可持續(xù)性?！?/p>

4 合 作

合作對(duì)IHA的各項(xiàng)活動(dòng)起著至關(guān)重要的作用。通過(guò)與世界銀行(WBG)和歐洲復(fù)興開(kāi)發(fā)銀行(EBRD)等國(guó)際組織合作，IHA致力于把抵御氣候變化與水電工程的開(kāi)發(fā)、運(yùn)營(yíng)和現(xiàn)代化結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建相關(guān)知識(shí)體系并找到可靠的實(shí)際應(yīng)對(duì)方法。

2015年11月，世界銀行與IHA舉行了一個(gè)專(zhuān)題研討會(huì)，梳理目前各方對(duì)氣候變化的理解，并討論出一個(gè)共同的解決方案?？上驳氖?，行業(yè)內(nèi)已經(jīng)建立起了合作關(guān)系。在此次調(diào)查中，IHA發(fā)現(xiàn)60%的受訪單位都與研究機(jī)構(gòu)有合作，以更好地理解氣候變化，其余的也正與相關(guān)學(xué)科的科學(xué)家們共同致力于預(yù)測(cè)氣候變化將產(chǎn)生的影響。例如，冰島國(guó)家電力公司(Landsvirkjun)參與了北歐氣候變化項(xiàng)目，與100多名科學(xué)家以及30多個(gè)組織一起研究冰島、格陵蘭島和斯堪的納維亞半島的氣候情況。法國(guó)發(fā)電公司(French Electricity Generation Company)、羅訥河國(guó)家公司(Compagnie Nationale Du Rhone)和法國(guó)氣象局(Meteo France)正一起研究氣候變化對(duì)法國(guó)西南水資源利用與管理的影響。

IHA還介紹了一些其他的創(chuàng)新合作關(guān)系，包括由魁北克水電公司(hydro-Québéc)、力拓加鋁集團(tuán)(Rio Tinto Alcan)、馬尼托巴水電公司(Manitoba Hydro)、安大略發(fā)電局(Ontario Power Generation)以及魁北克水務(wù)局組成的烏拉諾斯財(cái)團(tuán)(Ouranos Consortium)。他們正在研究探索可行的氣候變化應(yīng)對(duì)措施，如如何應(yīng)對(duì)將來(lái)可能出現(xiàn)的最大降雨量。此外，EBRD正在努力促成塔吉克斯坦的國(guó)有電力公司(Barki Tojik)與烏拉諾斯財(cái)團(tuán)合作，加強(qiáng)技術(shù)交流和能力建設(shè)，以尋求應(yīng)對(duì)氣候變化的有效措施。

盡管此次IHA調(diào)查中的大部分受訪者已意識(shí)到了發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施以應(yīng)對(duì)氣候變化的迫切需要，但是74%受訪者表示其組織機(jī)構(gòu)尚未制定相應(yīng)的指導(dǎo)方針，有83%的補(bǔ)充道，行業(yè)指南應(yīng)該是很有用的。IHA強(qiáng)調(diào)，應(yīng)當(dāng)在商界、財(cái)經(jīng)界以及學(xué)術(shù)界的合作關(guān)系中建立這些指南。他們應(yīng)當(dāng)考慮到現(xiàn)狀和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，從而制定一個(gè)國(guó)際通行的應(yīng)對(duì)方案。

IHA表示，不斷變化的氣候條件已經(jīng)對(duì)各方面產(chǎn)生了顯著的影響，而這些影響在將來(lái)只會(huì)更加凸顯。目前，圍繞氣候變化的不確定性意味著水力發(fā)電產(chǎn)業(yè)正面臨著來(lái)自經(jīng)濟(jì)方面的影響，這將導(dǎo)致發(fā)電量的增加或減少，而電站的規(guī)劃和運(yùn)行人員則需要在電站的設(shè)計(jì)和運(yùn)行方面做出一些改變，以增強(qiáng)應(yīng)對(duì)氣候變化的能力。然而，IHA強(qiáng)調(diào)，并不需要過(guò)分夸大這些挑戰(zhàn)。電站的規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行人員目前已經(jīng)應(yīng)對(duì)了一系列的風(fēng)險(xiǎn)(包括水文上的變化)，盡管氣候變化帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)也必須與這些調(diào)整相適應(yīng)，IHA認(rèn)為現(xiàn)行的風(fēng)險(xiǎn)管理工作仍應(yīng)照常進(jìn)行。

氣候變化會(huì)影響降雨模式，但同樣也可能為水電業(yè)帶來(lái)一些新的機(jī)會(huì)，此觀點(diǎn)已被廣泛接受，70%的受訪者同意該說(shuō)法。他們認(rèn)為氣候變化將會(huì)給一些適應(yīng)性行業(yè)帶來(lái)機(jī)會(huì)，比如防洪和干旱管理，同時(shí)能源系統(tǒng)平衡中的作用將擴(kuò)大，水庫(kù)的需求以及發(fā)電量將增加。

事實(shí)上，在IHA與世界銀行的研討會(huì)上，也闡明了水利行業(yè)面臨的這種機(jī)遇。冰島就是一個(gè)例子，由于全球變暖，他們的水電系統(tǒng)發(fā)電量增加了8%。預(yù)計(jì)冰川徑流增加會(huì)帶來(lái)更多能源，而他們只能開(kāi)發(fā)其中的30%，因此還需要提高已有電站的容量。

同時(shí)，在氣候變化加劇的情況下，為了對(duì)水電站產(chǎn)能進(jìn)行優(yōu)化，正打算將塔吉克斯坦的卡洛庫(kù)(Qairokkum)水電站的裝機(jī)容量從126 MW提高到174 MW。

5 靈活的應(yīng)對(duì)方式

在全球面臨氣候變化的情況下，靈活的應(yīng)變方式至關(guān)重要。IHA反復(fù)強(qiáng)調(diào)，以后有必要研究氣候變化并為之做準(zhǔn)備，但這一切并不是一蹴而就的。

貝利(Poyry)水電站的首席水文專(zhuān)家、水電咨詢部門(mén)的負(fù)責(zé)人M.?？怂贡硎荆骸八姽こ痰拈_(kāi)發(fā)者必須謹(jǐn)慎評(píng)估他們將投資的區(qū)域所受到氣候變化的影響是正面的還是負(fù)面的，只有準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了這些變化的影響，開(kāi)發(fā)商才能調(diào)整電站設(shè)計(jì)與操作，以使氣候變化產(chǎn)生的效益最大化，或者盡可能減輕負(fù)面影響?！?/p>

?？怂钩姓J(rèn)，抵御并適應(yīng)氣候變化對(duì)大型基礎(chǔ)設(shè)施投資來(lái)說(shuō)變得愈加重要。他說(shuō)：“在水資源管理和水電開(kāi)發(fā)過(guò)程中，有人擔(dān)心因氣候?qū)е碌牧髁孔兓瘜?duì)水電工程的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性產(chǎn)生不利影響，新投資項(xiàng)目和已有的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目都存在這個(gè)問(wèn)題。然而，對(duì)水電產(chǎn)業(yè)而言，氣候變化并不總是威脅，在很多時(shí)候它也意味著機(jī)遇，而這一點(diǎn)常常被忽略?！?/p>

胡 怡 鄒 瑜 譯

(編輯：李 慧)

1006-0081(2017)01-0001-03

2016-10-15

P461.8

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