水電行業應對全球氣候變化之道

[英國] S.普里查德

戰略與規劃

水電行業應對全球氣候變化之道

[英國] S.普里查德

氣候變化會對降雨模式產生影響，從而有可能影響全世界范圍內的能源產業，但值得注意的是，對水電行業而言，可以將這種影響加以利用。許多電站設計者和運營商都應該以此為契機，將氣候變化帶來的利益最大化。

氣候變化；水電行業；影響分析

世界能源理事會(WEC)秘書長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，各方用水需求之間的競爭日益激烈，也對能源服務的應變力產生負面影響。能源、水資源、食物的三位一體會帶來系統性風險，有可能在今后很長時間內影響到能源及供需關系的穩健性。”

盡管未來降雨預測變數很大，但據聯合國估計，到2030年，全球可用水資源缺口將達到40%。包括水電和火電廠在內，98%的發電廠都離不開用水，最新研究表明，這將導致2040～2069年間60%以上的發電站減產。有研究者通過收集24 515座水電站和1 427座火電站的數據，對全球范圍內氣候變化、水資源以及發電之間的關系進行了考察。

該研究認為，美國、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域，這是因為，在氣候變化的影響下，預測到這些地區的平均年徑流量都在減小，而且水溫也在急劇上升。研究表明這些地區水力發電的潛能將下降。

然而，水利界對該研究存在普遍質疑，主要是從方法上的質疑。因為，即使是最先進的氣候模型也會在區域尺度上表現出脆弱性，特別是對降雨的預測。也就是說，即使是最先進的模型，在流域范圍內也存在著一定的不確定性，因此，在未來數十年內，對水力發電的影響是好是壞仍不得而知。另外，作者并沒有考慮蓄水水利工程能夠增加可用淡水資源，用于水力發電事業和其他行業用水。水力發電具有低碳的特點，有利于減緩氣候變化，除此之外，其具有蓄水調節能力，滿足其他清潔能源增加的用水需求，從而進一步緩解溫室氣體排放。在將來水文狀況不明了以及氣候條件不確定的情況下，水庫針對氣候變化所起到的適應性調節作用將越來越大，而在以上研究中所探討的潛在調節措施里并未包括這一點。

1 跨國界合作

為了解決未來的用水問題，跨國界合作是至關重要的。弗雷認為，人們應當充分利用跨國界流域，其覆蓋面積可達到地球陸地表面45%。

他明確指出：“應該馬上開始進行各方協作，否則在不遠的將來，水資源的稀缺將會對能源供給產生影響。只有從各自為政轉向團結協作才能讓能源產業適應氣候變化。”

WEC已經公布了其新報告的初步成果，該報告名為《應對氣候變化之路——對能源、水資源及食物三位一體的風險管理》，該機構呼吁立即采取行動確保實現具有適應力的能源基礎設施。該報告由全球140多名專家組成的工作組完成，其主要研究成果如下。

(1) 能源行業是僅次于農業的淡水資源用戶。

(2) 由于對能源、水資源和食物的需求日益增長，三位一體系統將面臨更大風險。目前，一些水資源緊張的地區也很可能面臨著經濟發展、人口增長和用水模式的變化，這將進一步加劇三位一體系統的風險。

(3) 很多時候，由于對特定區域水資源問題的了解不足以及缺乏建模工具，在對能源基礎設施進行投資決策時不能充分估計三位一體帶來的風險，但這些風險又與巨大的經濟利益掛鉤。2015年，由于旱災，再加上能源與水資源分配措施不當，巴西的水電設施遭受了超過43億美元的經濟損失。

(4) 缺乏可靠的水資源治理措施，也增加了三位一體系統的風險。

(5) 跨國界合作非常關鍵：261個跨國流域覆蓋了地球表面45%的面積，服務于世界40%的人口，并提供了全球60%的淡水量。這將影響規劃中的能源基礎設施運作，因此，需要保證有合適的跨境水資源管理機制。

(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的不確定性日益增加，這將進一步增加三位一體帶來的風險。

2 水力發電行業調查

國際水電協會(IHA)認為，氣候變化帶來了一系列前所未有的風險，而人們對于如何應對也很缺乏經驗。最近IHA對世界范圍內的水電公司進行了調查，旨在進一步了解水電行業是如何看待氣候變化帶來的威脅與機遇的。

當問到是否已經感到氣候變化的影響時，63%的受訪企業給出了肯定的回答，另外有36%則認為在接下來的30 a以內能夠感受到這種影響?？赡馨l生的影響包括流量變化、極端天氣以及平均流量的變化，這些變化被認為具有中等或重大的風險。水電公司認為水電站運行風險將是氣候變化帶來的主要風險，發電量的減少是氣候變化是否影響水電公司的最重要指標。

IHA的水電發展項目主任認為：“使用壽命是水電站的重要特征，一般來說，水電站壽命是基于歷史水文資料來設計的。但是在氣候變化的大環境下，基于歷史資料對未來進行預測已經不再可靠。決策者必須考慮如何通過系統的發展(不論是實際系統還是企業系統)來應對氣候變化可能造成的影響。尤其是現在甚至是將來很長一段時間內，決策者決策所依據的數據和信息都有可能靠不住。”

3 美國的觀點

在美國，氣候變化對水資源可持續性的影響也是全國矚目。美國內政部副秘書長M.L·康納認為：“我們面臨的最大的挑戰之一就是應對氣候變化對我國水資源的影響，水資源是我國經濟的命脈。我們需要繼續制定跨流域合作戰略，確保我國的供水和供能、農業、生態系統和其他資源都走上可持續發展之路?！?/p>

2016年3月，美國內政部和美國墾務局發布了一篇關于氣候變化對美國西部各個流域影響的報告，作為美國西部水資源最大的管理者和批發商，美國墾務局表示，他們有義務考慮氣候變化對水資源供應帶來的潛在風險。墾務局在西部17個州都建有大壩和水電站，每年提供了超過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、堅果上。墾務局的53座發電站每年發電超過400億kW·h。

美國墾務局將氣候變化確定為西部水資源供應的潛在風險。自此以后，墾務局正致力于采取一些措施，確保對這一風險的管理盡可能的高效化和可持續化。

《水安全法案報告》表明，美國西部的水資源供給、水質、水資源運營、水力發電、地下水資源、防洪、娛樂、魚類，野生生物以及其他經濟資源等仍然受到氣候變化的威脅。報告中的一些具體預測如下：

(1) 到21世紀末，氣溫升高5～7華氏度；

(2) 美國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日作為基準日來預計流域徑流，幾乎所有地區積雪量均有所減少；

(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。

美國墾務局表示，整個西部的水資源管理者正在制定策略來應對這些風險，他們表示，在過去的100多年里，墾務局的客戶及利益相關者已經適應了各種氣候條件?，F在不斷變化的氣候提出了更大的挑戰，但是從現在到未來，通過團結協作，墾務局會努力確保水資源的可持續性?！?/p>

4 合 作

合作對IHA的各項活動起著至關重要的作用。通過與世界銀行(WBG)和歐洲復興開發銀行(EBRD)等國際組織合作，IHA致力于把抵御氣候變化與水電工程的開發、運營和現代化結合起來，構建相關知識體系并找到可靠的實際應對方法。

2015年11月，世界銀行與IHA舉行了一個專題研討會，梳理目前各方對氣候變化的理解，并討論出一個共同的解決方案?？上驳氖?，行業內已經建立起了合作關系。在此次調查中，IHA發現60%的受訪單位都與研究機構有合作，以更好地理解氣候變化，其余的也正與相關學科的科學家們共同致力于預測氣候變化將產生的影響。例如，冰島國家電力公司(Landsvirkjun)參與了北歐氣候變化項目，與100多名科學家以及30多個組織一起研究冰島、格陵蘭島和斯堪的納維亞半島的氣候情況。法國發電公司(French Electricity Generation Company)、羅訥河國家公司(Compagnie Nationale Du Rhone)和法國氣象局(Meteo France)正一起研究氣候變化對法國西南水資源利用與管理的影響。

IHA還介紹了一些其他的創新合作關系，包括由魁北克水電公司(hydro-Québéc)、力拓加鋁集團(Rio Tinto Alcan)、馬尼托巴水電公司(Manitoba Hydro)、安大略發電局(Ontario Power Generation)以及魁北克水務局組成的烏拉諾斯財團(Ouranos Consortium)。他們正在研究探索可行的氣候變化應對措施，如如何應對將來可能出現的最大降雨量。此外，EBRD正在努力促成塔吉克斯坦的國有電力公司(Barki Tojik)與烏拉諾斯財團合作，加強技術交流和能力建設，以尋求應對氣候變化的有效措施。

盡管此次IHA調查中的大部分受訪者已意識到了發展基礎設施以應對氣候變化的迫切需要，但是74%受訪者表示其組織機構尚未制定相應的指導方針，有83%的補充道，行業指南應該是很有用的。IHA強調，應當在商界、財經界以及學術界的合作關系中建立這些指南。他們應當考慮到現狀和相關經驗，從而制定一個國際通行的應對方案。

IHA表示，不斷變化的氣候條件已經對各方面產生了顯著的影響，而這些影響在將來只會更加凸顯。目前，圍繞氣候變化的不確定性意味著水力發電產業正面臨著來自經濟方面的影響，這將導致發電量的增加或減少，而電站的規劃和運行人員則需要在電站的設計和運行方面做出一些改變，以增強應對氣候變化的能力。然而，IHA強調，并不需要過分夸大這些挑戰。電站的規劃設計和運行人員目前已經應對了一系列的風險(包括水文上的變化)，盡管氣候變化帶來的風險也必須與這些調整相適應，IHA認為現行的風險管理工作仍應照常進行。

氣候變化會影響降雨模式，但同樣也可能為水電業帶來一些新的機會，此觀點已被廣泛接受，70%的受訪者同意該說法。他們認為氣候變化將會給一些適應性行業帶來機會，比如防洪和干旱管理，同時能源系統平衡中的作用將擴大，水庫的需求以及發電量將增加。

事實上，在IHA與世界銀行的研討會上，也闡明了水利行業面臨的這種機遇。冰島就是一個例子，由于全球變暖，他們的水電系統發電量增加了8%。預計冰川徑流增加會帶來更多能源，而他們只能開發其中的30%，因此還需要提高已有電站的容量。

同時，在氣候變化加劇的情況下，為了對水電站產能進行優化，正打算將塔吉克斯坦的卡洛庫(Qairokkum)水電站的裝機容量從126 MW提高到174 MW。

5 靈活的應對方式

在全球面臨氣候變化的情況下，靈活的應變方式至關重要。IHA反復強調，以后有必要研究氣候變化并為之做準備，但這一切并不是一蹴而就的。

貝利(Poyry)水電站的首席水文專家、水電咨詢部門的負責人M.?？怂贡硎荆骸八姽こ痰拈_發者必須謹慎評估他們將投資的區域所受到氣候變化的影響是正面的還是負面的，只有準確地預測了這些變化的影響，開發商才能調整電站設計與操作，以使氣候變化產生的效益最大化，或者盡可能減輕負面影響。”

?？怂钩姓J，抵御并適應氣候變化對大型基礎設施投資來說變得愈加重要。他說：“在水資源管理和水電開發過程中，有人擔心因氣候導致的流量變化對水電工程的技術和經濟可行性產生不利影響，新投資項目和已有的基礎設施項目都存在這個問題。然而，對水電產業而言，氣候變化并不總是威脅，在很多時候它也意味著機遇，而這一點常常被忽略?！?/p>

胡 怡 鄒 瑜 譯

(編輯：李 慧)

1006-0081(2017)01-0001-03

2016-10-15

P461.8

A