挪威应对气候变化的发电方案研究

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1 发电与气候变化

运用过去的资料来预测未来的趋势，已不再是预报的好方法。自20世纪90年代开始观测水文变化况以来，气候变化越来越成为水力发电模型中一个至关重要的因素。挪威国家电力公司致力于投资R&D系列项目，以研究气候变化将会对北欧水电系统产生的影响。

能源行业是推动全球气候变化的主要动力之一。为了减少二氧化碳的排放量和减缓气候变化的过程，全世界许多国家都鼓励发展可再生能源。挪威国家电力公司是全球对可再生能源开展应用研究的主要机构之一，起到至关重要的作用。

根据国际能源署(IEA)的调查，2010年，全球可再生能源的利用率仅仅占一次性能源的13%。因此，二氧化碳的排放量仍然持续上升，气候变化仍然在不断加剧。从目前的状况来看，只有采取相应措施，来适应不断变化的气候条件和利用可再生能源以遏制不断恶化的生存环境。

2012年，在IEA关于气候的专题报告中指出，从自身利益角度出发，能源部门急需解决隐藏在气候变化中的风险因素。

自从挪威国家电力公司的主要生产方向转变为风力发电和水力发电以后，电力生产就和一些气候变量息息相关。该公司的大部分水力发电设施坐落于北欧，其中，挪威生产的电力占了80%。长期以来，气候、气象以及水文数据一直都很重要，测量的技术、模型和分析工具也在不断发展。假设在气候条件稳定的情况下，长系列的气象水文数据能够用于预测未来的发展趋势，以便为规划决策提供科技支撑。

然而，在20世纪90年代末，观察到水文过程在不断地转变。运用过去的资料来预测未来的发展趋势，已不再是预报的好方法。因此，气候变化趋势开始成为该公司北欧水力发电模型中的一个重要因素。最近开展了一个关于北欧和波罗的海国家的气候与能源系统的研究，在该研究中也指出：毫无疑问，北欧和波罗的海水力发电系统将面临着气候变化的剧烈影响。

总体来说，在北欧地区，气候变化造成了温度升高，从而导致降水量增加。但是，变化的等级和趋势与海拔和区域也有很大的关系。挪威的水资源和能源部门(NVE)分析了当地的洪水特征，也证实了这一观点。在挪威西部，降雨是洪水的主要诱因，这里洪水的等级有增加的趋势。而在挪威内陆，融雪水是洪水的主要诱因，由于早期的融雪水，使洪水的等级有减小的趋势。这说明影响水力发电和大坝设施安全的因素十分复杂。

尽管挪威国家电力公司主要是在北欧地区运营，但公司拟定有长远的国际发展战略。该公司也关注到了北欧以外地区的水资源可利用量短缺、洪水和极端天气等问题，因而试图致力于在全球范围内发展水力发电。

在不同的地区，利用有限的气象水文数据来进行气候预测是一个很大的挑战。实际上，尤其是在水资源可利用量十分有限的地区，气候变化也影响着水力发电的长远规划。因此，应该谨慎考虑水力发电可能受到的影响以及其未来将发挥的作用。

为了解决这些问题并提出有价值的建议，2013年9月，挪威国家电力公司开始了一个新的R&D项目。当然，该公司也希望能够将有价值的气候信息应用到多个方面，例如，投资决策、能源管理、大坝的管理和维护等。

2 关于气候变化的R&D项目

挪威国家电力公司通过采取合作的方式来研发R&D项目，旨在能够在目前的现有条件下，提升公司的商业往来和增加更多的商机。气候变化方面的信息能够补充公司R&D项目关于水能、风能、生物能3个方面的资料。项目的重点在于研究气候变化的物理效应，而不是采取应对气候变化的措施所带来的间接影响。

尽管目前R&D项目研究的只是气候变化对水力发电的影响，但未来项目的研究决不仅仅局限于此，未来还会考虑气候变化对风力发电的影响，以及极端天气对基础设施的影响。

项目的战略目标是：

(1) 了解气候变化的物理影响和提出应对措施。

(2) 有助于应用科学的方法来评估气候因素对公司生产规划的影响。

项目领导小组由来自各个相关区域商业合作机构的代表组成，领导小组着眼于长远的规划。通过相互合作，挪威国家电力公司对研究模型进行了改进。

3 达到的目标

及时有效的气候数据是预测未来变化状况的基础，这也是项目中应优先考虑的重点。例如，针对R&D项目，挪威电力公司与挪威气象研究所进行了合作。公司的专家和研究所的所有研究人员紧密合作，共同研究探讨有关问题，例如，对比不同气候模型的性能、全球气候模型降尺度的方法、或者预测未来极端降雨事件等。

为了开展另一项研究工作，即改进测量融雪量的方法，该公司还同气象研究所以及其他能源公司开展合作。在高风速条件下，现有测量方法的测量值会低于实际值，这种误差是由于气候原因造成的，因为气候变化会影响全球降雨趋势，造成很难对融雪量进行量化。同样，挪威电力公司使用有误差的数据也会导致编制错误的生产规划。

在挪威南部的海于克利(Haukeli)有一个实验站，主要用于通过连续测量来不断改进现有的测量方法。这个实验站也是世界气象组织进行固体沉降实验的全球实验网中的一个站点。

此外，目前还有一些正在进行的分项目，其目的是为了更进一步地研发R&D项目和开始其他新的研究而提供资金；研发R&D项目也有利于更好地进行能源管理和相关改进。

在挪威和瑞典，该公司将面临着长期升级改造，因为从2014年到2018年，公司需要再投资12亿挪威克朗(约合1.9亿美元)用于对老化的水电站进行更新改造。在挪威，从2014年到2016年，每年的维修预算，包含一些小于3亿挪威克朗(约合4 870万美元)的项目在内，将会增长近40%。

如今，该公司在挪威和瑞典的水力发电设施平均役龄已经达到45 a。从技术角度来看，水电站的运行寿命只有50 a。而对于更新设备，气候变化也成为一个新的考虑因素,现有的大部分水库、大坝在建造时，均没有考虑气候变化的影响因素。如今在管理过程中，必须要考虑到气候变化对大坝和水库的影响。

挪威国家电力公司在北欧以外的区域也参与了R&D中的一些分项目。例如，参与了由比耶克内斯中心和卑尔根大学合作开展的有关气候方面的一个研究项目，即基于地球系统和高分辨率建模的气候变化对印度水文循环的影响(NORINDIA)。

在喜马拉雅区域，利用全球气候模型进行了分析研究，结果表明，研究区域的气温呈不断增加的趋势 ，而降雨则是呈不断减少的趋势。然而，这些模型却不能获取局部区域的情况，因此需要开展更加详细的研究。而分布稀少的气象测站，也给研究降尺度问题带来了难度。

此外，该公司同样还积极参与国际项目，目的在于建立一个健全通用的方法，来研究水力发电中排放的温室气体所产生的化学能量问题。当然，世界银行要对这些国际项目进行评估，以确保项目有足够的资金来源。例如，参与了一个关于特大洪水的国际项目，由该公司与挪威科技工业研究院(SINTEF)合作，在老挝和赞比亚进行有关测量，这些测量工作是进行环境影响评价的重要组成部分。

4 结 语

有理由相信，经过不间断地努力，R&D项目在不久的将来就会确立下来。新项目的研发也将会解决挪威国家电力公司对气候信息的需求，该公司目前正在同奥斯陆国际气候和环境研究中心(CICERO)合作，以筹备一个融合多学科的项目。这个项目将会与世界气象组织和全球气候服务框架进行合作，以提供有效的气候信息。

公司希望这个融合多学科的项目能够有助于辨别什么样的气候信息才能满足需求，也希望这个项目能够成为推动R&D项目逐步落实的助动力。