美國未開發(fā)河流的水力資源蘊藏量評估

據(jù)美國電力研究院(EPRI)最近的調(diào)查顯示，美國每年電力供應(yīng)中的30%來自水力發(fā)電。

美國能源部對河流水力資源蘊藏量開展了調(diào)查評估。美國電力研究院與阿拉斯加大學(xué)安克雷奇分校和費爾班克斯分校，以及美國國家可再生能源實驗室等單位參與完成該項調(diào)查評估。

評估的目的在于了解河流水力資源的大致總量及其地理分布狀況。這將對政策制定者、水力項目、儀器開發(fā)者、投資者、大學(xué)及科研機構(gòu)、公益性機構(gòu)、環(huán)保組織、能源部、軍隊、美國陸軍工程師兵團以及美國地質(zhì)調(diào)查局具有一定的參考價值。

1 水力資源分析

該報告被稱為迄今為止最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u估報告。報告給出了理論資源(天然可用資源)總量估計值，以及技術(shù)可開發(fā)的水力資源量估計值(考慮理論資源的獲取與轉(zhuǎn)換的一些技術(shù)因素)。然而，由于實際資源考慮了一些額外因素，如現(xiàn)有的使用量、環(huán)境敏感地區(qū)和其他未囊括的地區(qū)、經(jīng)濟制約、有效傳輸?shù)龋瑢嶋H資源仍是技術(shù)可開發(fā)資源中的一項未知數(shù)，因此，這項數(shù)據(jù)在報告中并未出現(xiàn)。美國電力研究院指出，需要作進一步的細(xì)致研究，才可能獲得可靠的數(shù)據(jù)。

該項評估分析了48個州的71 398個河段以及阿拉斯加的一些河段，這些被評估河段為美國本土地區(qū)提供了1 381 TW·h/a的理論水力資源蘊藏總量，大約相當(dāng)于美國年均電力消耗的25%；技術(shù)可開發(fā)的水力資源蘊藏量為120 TW·h/a，約占美國年均電力消耗的3%。

美國電力研究院水能研究項目部認(rèn)為，理論估計值為獲得美國河流水力資源總蘊藏量提供了一種視角，可以進一步把這個值分解為技術(shù)可開發(fā)水資源蘊藏量估計值，因為開發(fā)該資源也有一定的限制條件。同時，該項目部還認(rèn)為，盡管實際上可開發(fā)的水力資源量尚屬未知，但是水力發(fā)電仍然可以成為美國一種重要的可再生能源選擇。

評估結(jié)果顯示，密西西比河下游地區(qū)的技術(shù)可開發(fā)水力資源蘊藏量占了大約一半(47.9%)，阿拉斯加為17.1%，太平洋西南岸地區(qū)占9.2%，俄亥俄地區(qū)為5.7%。這4個地區(qū)的水力資源蘊藏總量共占技術(shù)可開發(fā)的水力資源蘊藏量的80%。

2 數(shù)據(jù)采集

項目小組利用了基于GIS的NHDPLus詳細(xì)空間數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)庫包含有河段的特定信息，比如流量特征及河道坡度。由于該系統(tǒng)未涵蓋阿拉斯加地區(qū)，項目小組從愛達荷國家實驗室的虛擬水力勘探者、Google地球、以及美國地質(zhì)調(diào)查局獲得了一些有關(guān)水頭和流量方面的數(shù)據(jù)。項目組將某個采集因子應(yīng)用到特定的河段，用于估算其理論可開發(fā)的水資源蘊藏量，從而計算出技術(shù)可開發(fā)的水資源蘊藏量。在分析的過程中，共計算了32個方案，獲得了采集因子與坡度及流量之間的經(jīng)驗函數(shù)。由于缺少阿拉斯加的河道坡度數(shù)據(jù)，研究小組僅使用流量對采集因子進行了估算。

盡管在評估技術(shù)可開發(fā)的水力資源蘊藏量中，已經(jīng)考慮到了一些重要的限制因素，但考慮到水輪機使

用的實際限制，在理論可開發(fā)的水力資源蘊藏量中，技術(shù)可開發(fā)水力資源量蘊藏量將會進一步減小。而實際可開發(fā)的水力資源蘊藏量，依舊是技術(shù)可開發(fā)水力資源蘊藏量中未知或較小的一部分。

3 結(jié) 語

雖然該項研究大大推動了人們對美國本土地區(qū)水力資源蘊藏量的認(rèn)識，但仍然存在一些不確定因素。此外，針對現(xiàn)實存在的制約條件，以及這些制約條件對技術(shù)可開發(fā)水力資源蘊藏量的份額所造成的影響，都需要開展更深入的研究。

不過，該項目部認(rèn)為，該項評估是在美國研究院2007年水力資源蘊藏量估算的基礎(chǔ)上完成的。現(xiàn)在擁有更完善的數(shù)據(jù)和更好的分析工具，因而能獲得更準(zhǔn)確的分析結(jié)果。