水力发电应更好地适应气候变化

2015-04-07孙晓刚,闫宇

水利水电快报 2015年7期

水力发电应更好地适应气候变化

摘要:在气候变化的今天，水电发展是不能被忽视的。在对水电工程进行设计、可行性分析、建设、施工和维护之前，首先就应考虑到气候变化因素问题。对全球水电工程开发现状、水力发电行业在社会和经济发展中的作用、水力发电与全球气候变化因素之间的关系以及其为适应气候变化后所面临的困境等作了介绍和分析。

关键词:气候变化;水力发电;分析研究

1　背景

随着世界经济逐渐复苏，人类对于可再生能源、可信赖能源以及清洁能源的需求越来越大。水力发电在许多经济领域扮演着重要的角色，特别是它可以推进经济的强力增长。在20世纪90年代，世界经济开始发生衰退现象，但是紧接着在进入21世纪以后，水力发电行业一促即发，成为一个炙手可热的前景行业，并一直保持着向上发展的趋势。据估计，当时投资建成的水电站，现在的价值已超过400亿英镑，按照这个标准计算，相当于在25 a以后将价值10 000亿英镑。

水电领域的再投资是一个非常复杂的问题，然而，必须要明白一个关键因素，那就是从高碳化石燃料时代过渡到低碳可再生能源时代，将是一个长期的过程，必须认同并接受这一点。因此，世界银行以及其他一些国际性金融机构都全力支持水电项目的开发建设。

目前，全球范围内的投资者们都已经注意到了这一点。例如:国际金融公司(IFC)从2005年起，就把与气候领域相关的业务制定为战略优先业务，并且已经在600个与气候领域相关的项目上投资了近110亿美元。其中，包括在格鲁吉亚和哥斯达黎加投资建设的水电项目。预计国际金融公司打算在气候业务领域加大投资预算，增加20%的长期投资和10%的短期投资。

水力发电是集赋多效性的投资项目，可以进行灌溉、调洪、水资源供给、娱乐性收益以及环境保护。同时，相对于其他形式的发电来说，水力发电所产生的温室气体要低很多。

如果水电项目可以达到预期的效果，并且带来相应的经济和社会效益，那么对气候的影响就可以纳入考虑范围之内。政府间气候变化专门委员会(IPCC)最近发布了第5次评估报告，内容主要是关于气候科学、气候的影响与适应以及缓解气候变化方面的问题。报告中明确指出，气候变化正在发生，人类活动所产生的温室气体排放也是气候改变的一个原因。现在空气中的二氧化碳浓度已超过400 ppm(ppm为百万分率)，而且这个形势还在继续恶化。

2　水力发电优势

截止目前，全球最热的14个年份之中，有13个年份都是在2000年以后，而且2014年5月份是有史以来全球最热的5月。全球气候变暖对经济体系、粮食生产和水资源都会产生影响。据调查显示，现在全球的平均气温较工业化之前已经升高了2℃。而且，如果要使全球平均气温降低2℃，那么就需要减少80%的温室气体排放。

水力发电的优势之一，是可以降低温室气体的排放。预计现在全球所有的水电项目共计减少的温室气体，相当于全球年总发电量产生温室气体的20%。IPCC表示，如果要将全球温度下降2℃，那么，在2050年以前，可再生能源发电的占比最少应当达到80%。所以，水力发电行业的发展前景一片光明。目前，全球水力发电行业可发电量占全球总发电量的16．3%，而在同样的温室气体排放量的条件下，化石燃料的发电量却只能占到5%。

3　高度复杂的问题

气候的改变对水力发电造成的影响是一个高度复杂的问题。水力发电的驱动力是地表水流，但是这受制于气候的变化。IPCC表示，欧洲水力发电量的6%～36%会受到年度和季节性降雨量的影响，同时，气温升高又将会导致土壤中水分的大量流失以及冬季降雪量的减少。而在喜马拉雅地区，气温升高则会加大雪山融化的程度，从而影响河流的水流量。比如，干旱就可以对一个极度依赖于水力发电的地区造成电力短缺，从而对该地区的经济发展造成影响。气候变化的影响也会由于人口增长、经济发展以及农业灌溉等导致的对水资源需求量的增长而继续加剧。

对现有的相关未来长期的改变和极端气候的变化资料展开了分析，分析结果表明，气候变化对基础设施的影响将会呈现风险与机遇并存的态势。气候变化对水力发电造成的风险包括以下几个方面。

(1)极端气候会破坏电力传输基本设施;

(2)气温升高将降低水流流量;

(3)流峰增加会减少水力发电量;

(4)季节性电力需求量的变化;

(5)基础设施维修成本和潜在开销的增加。

与其他方面相互依赖也是一个重要的问题，比如交通运输。因为交通运输一旦遭到破坏，将会导致基础设施无法维护。如果一个水电项目的水域网被大风或洪水毁掉，或者交通受阻而导致员工不能及时来对水库设施进行维护，那么就会致使水电项目的作用发挥不出来。这就是属于资产体系弹性方面的问题。

4　适应气候变化

目前，欧盟正在把气候改变的适应性研究纳入政策、战略以及行动计划中，不过，这将需要得到立法方面的全力支持。2012年，欧盟在其环境影响评估指令的修订版中突出强调了与气候变化相关的所有条款，要求所有项目在设计、执行和维修时，都必须将气候变化因素纳入考虑范围。同时，拥有资产总额超过22．5万亿美元的全球气候变迁投资人联盟(GIC)也申明，全球范围内的投资者们必须马上为解决极端气候风险付出行动，加大在这方面的投资力度。

开发水力发电项目是个非常复杂的问题，这里边牵扯到经济、社会和环境等诸多不确定性的因素。每个项目的经济状况都不可能与其他项目相同，因为特许协议、财务状况、债务状况以及电力购买协议等都不尽相同。唯一的相同点就是供需情况的改变、人口增长和消费方式会决定水电项目的存在价值。然而，是否可以适应气候变化又多了一种不确定性。

现在的投资者们已经都意识到了伴随着气候变化的风险性。在对开发水电项目、基础设施建设和电网建设等项目进行投资时，都要求加入风险评估这样的预算。