水电行业应对全球气候变化之道

[英国] S.普里查德

战略与规划

水电行业应对全球气候变化之道

[英国] S.普里查德

气候变化会对降雨模式产生影响，从而有可能影响全世界范围内的能源产业，但值得注意的是，对水电行业而言，可以将这种影响加以利用。许多电站设计者和运营商都应该以此为契机，将气候变化带来的利益最大化。

气候变化；水电行业；影响分析

世界能源理事会(WEC)秘书长C·弗雷表示：“全世界的水电站都有可能受到降雨模式变化的影响，同时，各方用水需求之间的竞争日益激烈，也对能源服务的应变力产生负面影响。能源、水资源、食物的三位一体会带来系统性风险，有可能在今后很长时间内影响到能源及供需关系的稳健性。”

尽管未来降雨预测变数很大，但据联合国估计，到2030年，全球可用水资源缺口将达到40%。包括水电和火电厂在内，98%的发电厂都离不开用水，最新研究表明，这将导致2040～2069年间60%以上的发电站减产。有研究者通过收集24 515座水电站和1 427座火电站的数据，对全球范围内气候变化、水资源以及发电之间的关系进行了考察。

该研究认为，美国、南美南部、非洲南部、欧洲中部及南部、东南亚以及澳洲南部都是脆弱区域，这是因为，在气候变化的影响下，预测到这些地区的平均年径流量都在减小，而且水温也在急剧上升。研究表明这些地区水力发电的潜能将下降。

然而，水利界对该研究存在普遍质疑，主要是从方法上的质疑。因为，即使是最先进的气候模型也会在区域尺度上表现出脆弱性，特别是对降雨的预测。也就是说，即使是最先进的模型，在流域范围内也存在着一定的不确定性，因此，在未来数十年内，对水力发电的影响是好是坏仍不得而知。另外，作者并没有考虑蓄水水利工程能够增加可用淡水资源，用于水力发电事业和其他行业用水。水力发电具有低碳的特点，有利于减缓气候变化，除此之外，其具有蓄水调节能力，满足其他清洁能源增加的用水需求，从而进一步缓解温室气体排放。在将来水文状况不明了以及气候条件不确定的情况下，水库针对气候变化所起到的适应性调节作用将越来越大，而在以上研究中所探讨的潜在调节措施里并未包括这一点。

1 跨国界合作

为了解决未来的用水问题，跨国界合作是至关重要的。弗雷认为，人们应当充分利用跨国界流域，其覆盖面积可达到地球陆地表面45%。

他明确指出：“应该马上开始进行各方协作，否则在不远的将来，水资源的稀缺将会对能源供给产生影响。只有从各自为政转向团结协作才能让能源产业适应气候变化。”

WEC已经公布了其新报告的初步成果，该报告名为《应对气候变化之路——对能源、水资源及食物三位一体的风险管理》，该机构呼吁立即采取行动确保实现具有适应力的能源基础设施。该报告由全球140多名专家组成的工作组完成，其主要研究成果如下。

(1) 能源行业是仅次于农业的淡水资源用户。

(2) 由于对能源、水资源和食物的需求日益增长，三位一体系统将面临更大风险。目前，一些水资源紧张的地区也很可能面临着经济发展、人口增长和用水模式的变化，这将进一步加剧三位一体系统的风险。

(3) 很多时候，由于对特定区域水资源问题的了解不足以及缺乏建模工具，在对能源基础设施进行投资决策时不能充分估计三位一体带来的风险，但这些风险又与巨大的经济利益挂钩。2015年，由于旱灾，再加上能源与水资源分配措施不当，巴西的水电设施遭受了超过43亿美元的经济损失。

(4) 缺乏可靠的水资源治理措施，也增加了三位一体系统的风险。

(5) 跨国界合作非常关键：261个跨国流域覆盖了地球表面45%的面积，服务于世界40%的人口，并提供了全球60%的淡水量。这将影响规划中的能源基础设施运作，因此，需要保证有合适的跨境水资源管理机制。

(6) 除了水资源需求增加之外，由于气候变化的影响，加上海洋温度上升和极端天气的增多，水资源的获取以及水质的不确定性日益增加，这将进一步增加三位一体带来的风险。

2 水力发电行业调查

国际水电协会(IHA)认为，气候变化带来了一系列前所未有的风险，而人们对于如何应对也很缺乏经验。最近IHA对世界范围内的水电公司进行了调查，旨在进一步了解水电行业是如何看待气候变化带来的威胁与机遇的。

当问到是否已经感到气候变化的影响时，63%的受访企业给出了肯定的回答，另外有36%则认为在接下来的30 a以内能够感受到这种影响。可能发生的影响包括流量变化、极端天气以及平均流量的变化，这些变化被认为具有中等或重大的风险。水电公司认为水电站运行风险将是气候变化带来的主要风险，发电量的减少是气候变化是否影响水电公司的最重要指标。

IHA的水电发展项目主任认为：“使用寿命是水电站的重要特征，一般来说，水电站寿命是基于历史水文资料来设计的。但是在气候变化的大环境下，基于历史资料对未来进行预测已经不再可靠。决策者必须考虑如何通过系统的发展(不论是实际系统还是企业系统)来应对气候变化可能造成的影响。尤其是现在甚至是将来很长一段时间内，决策者决策所依据的数据和信息都有可能靠不住。”

3 美国的观点

在美国，气候变化对水资源可持续性的影响也是全国瞩目。美国内政部副秘书长M.L·康纳认为：“我们面临的最大的挑战之一就是应对气候变化对我国水资源的影响，水资源是我国经济的命脉。我们需要继续制定跨流域合作战略，确保我国的供水和供能、农业、生态系统和其他资源都走上可持续发展之路。”

2016年3月，美国内政部和美国垦务局发布了一篇关于气候变化对美国西部各个流域影响的报告，作为美国西部水资源最大的管理者和批发商，美国垦务局表示，他们有义务考虑气候变化对水资源供应带来的潜在风险。垦务局在西部17个州都建有大坝和水电站，每年提供了超过378.54亿m3的市政用水和灌溉用水，这些灌溉用水用在了全美60%的蔬菜和25%的水果、坚果上。垦务局的53座发电站每年发电超过400亿kW·h。

美国垦务局将气候变化确定为西部水资源供应的潜在风险。自此以后，垦务局正致力于采取一些措施，确保对这一风险的管理尽可能的高效化和可持续化。

《水安全法案报告》表明，美国西部的水资源供给、水质、水资源运营、水力发电、地下水资源、防洪、娱乐、鱼类，野生生物以及其他经济资源等仍然受到气候变化的威胁。报告中的一些具体预测如下：

(1) 到21世纪末，气温升高5～7华氏度；

(2) 美国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减少；

(3) 若以4月1日作为基准日来预计流域径流，几乎所有地区积雪量均有所减少；

(4) 一些流域4～7月的径流量减少7%～27%，包括科罗拉多(Colorado)河、格兰德(Rio Grande)河和圣华基恩(San Joaquin)河。

美国垦务局表示，整个西部的水资源管理者正在制定策略来应对这些风险，他们表示，在过去的100多年里，垦务局的客户及利益相关者已经适应了各种气候条件。现在不断变化的气候提出了更大的挑战，但是从现在到未来，通过团结协作，垦务局会努力确保水资源的可持续性。”

4 合 作

合作对IHA的各项活动起着至关重要的作用。通过与世界银行(WBG)和欧洲复兴开发银行(EBRD)等国际组织合作，IHA致力于把抵御气候变化与水电工程的开发、运营和现代化结合起来，构建相关知识体系并找到可靠的实际应对方法。

2015年11月，世界银行与IHA举行了一个专题研讨会，梳理目前各方对气候变化的理解，并讨论出一个共同的解决方案。可喜的是，行业内已经建立起了合作关系。在此次调查中，IHA发现60%的受访单位都与研究机构有合作，以更好地理解气候变化，其余的也正与相关学科的科学家们共同致力于预测气候变化将产生的影响。例如，冰岛国家电力公司(Landsvirkjun)参与了北欧气候变化项目，与100多名科学家以及30多个组织一起研究冰岛、格陵兰岛和斯堪的纳维亚半岛的气候情况。法国发电公司(French Electricity Generation Company)、罗讷河国家公司(Compagnie Nationale Du Rhone)和法国气象局(Meteo France)正一起研究气候变化对法国西南水资源利用与管理的影响。

IHA还介绍了一些其他的创新合作关系，包括由魁北克水电公司(hydro-Québéc)、力拓加铝集团(Rio Tinto Alcan)、马尼托巴水电公司(Manitoba Hydro)、安大略发电局(Ontario Power Generation)以及魁北克水务局组成的乌拉诺斯财团(Ouranos Consortium)。他们正在研究探索可行的气候变化应对措施，如如何应对将来可能出现的最大降雨量。此外，EBRD正在努力促成塔吉克斯坦的国有电力公司(Barki Tojik)与乌拉诺斯财团合作，加强技术交流和能力建设，以寻求应对气候变化的有效措施。

尽管此次IHA调查中的大部分受访者已意识到了发展基础设施以应对气候变化的迫切需要，但是74%受访者表示其组织机构尚未制定相应的指导方针，有83%的补充道，行业指南应该是很有用的。IHA强调，应当在商界、财经界以及学术界的合作关系中建立这些指南。他们应当考虑到现状和相关经验，从而制定一个国际通行的应对方案。

IHA表示，不断变化的气候条件已经对各方面产生了显著的影响，而这些影响在将来只会更加凸显。目前，围绕气候变化的不确定性意味着水力发电产业正面临着来自经济方面的影响，这将导致发电量的增加或减少，而电站的规划和运行人员则需要在电站的设计和运行方面做出一些改变，以增强应对气候变化的能力。然而，IHA强调，并不需要过分夸大这些挑战。电站的规划设计和运行人员目前已经应对了一系列的风险(包括水文上的变化)，尽管气候变化带来的风险也必须与这些调整相适应，IHA认为现行的风险管理工作仍应照常进行。

气候变化会影响降雨模式，但同样也可能为水电业带来一些新的机会，此观点已被广泛接受，70%的受访者同意该说法。他们认为气候变化将会给一些适应性行业带来机会，比如防洪和干旱管理，同时能源系统平衡中的作用将扩大，水库的需求以及发电量将增加。

事实上，在IHA与世界银行的研讨会上，也阐明了水利行业面临的这种机遇。冰岛就是一个例子，由于全球变暖，他们的水电系统发电量增加了8%。预计冰川径流增加会带来更多能源，而他们只能开发其中的30%，因此还需要提高已有电站的容量。

同时，在气候变化加剧的情况下，为了对水电站产能进行优化，正打算将塔吉克斯坦的卡洛库(Qairokkum)水电站的装机容量从126 MW提高到174 MW。

5 灵活的应对方式

在全球面临气候变化的情况下，灵活的应变方式至关重要。IHA反复强调，以后有必要研究气候变化并为之做准备，但这一切并不是一蹴而就的。

贝利(Poyry)水电站的首席水文专家、水电咨询部门的负责人M.福克斯表示：“水电工程的开发者必须谨慎评估他们将投资的区域所受到气候变化的影响是正面的还是负面的，只有准确地预测了这些变化的影响，开发商才能调整电站设计与操作，以使气候变化产生的效益最大化，或者尽可能减轻负面影响。”

福克斯承认，抵御并适应气候变化对大型基础设施投资来说变得愈加重要。他说：“在水资源管理和水电开发过程中，有人担心因气候导致的流量变化对水电工程的技术和经济可行性产生不利影响，新投资项目和已有的基础设施项目都存在这个问题。然而，对水电产业而言，气候变化并不总是威胁，在很多时候它也意味着机遇，而这一点常常被忽略。”

胡 怡 邹 瑜 译

(编辑：李 慧)

1006-0081(2017)01-0001-03

2016-10-15

P461.8

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