气候变化导致水力发电可靠性降低

随着今年西北太平洋地区出现干旱，一些电力公司经理做了一些不寻常的事情：他们向加利福尼亚州寻求水力发电。

虽然金州的水库在经历了异常潮湿的冬季后仍然保持着充足的水供应，但在美国主要水电生产国华盛顿，一些系统的水量低于预期。

斯坦福大学研究人员的一份新报告称，今年水力发电的变化代表了该国在全球变暖的情况下可能发生的一些变化的一个例子。

该报告对水电将把西北地区带入清洁能源未来的观点提出了挑战。相反，它发现，随着气候变化导致美国西部干旱加剧，公用事业运营商增加了化石燃料的发电量。

该报告表明，如果能源规划中没有有意义的气候变化模型，西方将无法做好满足需求及其雄心勃勃的清洁能源目标的准备。

20世纪之交，定居者侵占了西部原住民的家园，并开始修建水坝，让河流像机器一样流动——一系列停滞的水池和涡轮机。水坝改变了自由流动的淡水高速公路，这些高速公路曾经养育着丰富的鲑鱼、七鳃鳗和其他生物。它们被用来照亮家庭和企业，并点燃木材、纸浆和造纸厂。

到2022年，水力发电占华盛顿能源发电的67%。但这些筑坝河流的许多部分都已接近或已经过了100岁生日，一些运营商面临着昂贵的升级和对未来的选择。对于一些公用事业公司来说，拆除的好处超过了保持其运行的成本。

自2000年以来，美国西部地区出现了创纪录的干旱，该地区筑坝河流的总径流量下降。斯坦福大学的研究人员在7月份的《美国国家科学院院刊》上报告说，在干旱时期，公用事业公司启动了煤炭和天然气设施，导致温室气体排放量增加，甲烷泄漏和与空气质量相关的死亡人数增加。

2001年至2021年间，美国西部水力发电量的下降导致碳排放量增加了1.21亿吨。在加州最干旱的月份，化石燃料发电厂的发电量增加了35%。在西北地区，最干燥的月份里，这一代人的数量增加了约11%。

例如，2019年，华盛顿的温室气体排放量达到十多年来的最高水平。据该州称，这主要是由于水力发电产量不佳，导致电力更加依赖化石燃料(主要是煤炭和天然气)。国家电力部门的排放量从2018年的1650万吨增加到2019年的2190万吨，相当于道路上增加了超过100万辆汽油动力汽车。

研究人员发现，这是一项未计入的气候变化成本，从2001年到2021年，美国西部的成本高达200亿美元。研究人员表示，这些发电厂的温室气体排放成本为140亿美元，而与污染相关的死亡人数则占根据该研究，造成51亿美元的损失，而甲烷泄漏造成的损失接近10亿美元。

即使全速启动和运行，水力发电也不是碳中和的。各种水库都是强效温室气体甲烷的来源。该气体是通过水下分解有机物质产生的。

西北地区没有经历过像遭受干旱的科罗拉多河上的浴缸铃声那样的情况。但水力发电，就像风能和太阳能一样，取决于天气。有时这会导致电力供应波动，但通常不会同时影响西方所有主要水力发电系统。

首席研究员邱明浩表示：“这项研究表明，水电系统的脆弱性日益增加，我们需要在能源电网转型过程中考虑到这一点。”

对于华盛顿的一些公用事业公司来说，当前的干旱提醒人们即将发生的事情。

西雅图城市之光公司四分之三以上的发电量依靠水力发电，其中约一半来自斯卡吉特河上的水坝和彭奥雷河上的边界水坝。其余大部分是从邦纳维尔电力管理局购买的，该管理局出售哥伦比亚河流域水坝产生的电力。

西雅图城市之光临时总经理迈克·海恩斯(MikeHaynes)表示：“如果你回顾一下三月份的数据，积雪就相当不错了。”

海恩斯说，随后决选来得又猛又快。他说，五月和六月的天气异常炎热，此后一直干燥，因此大量降水没有进入公用事业公司最大的水库罗斯湖。

CityLight和BPA等公用事业公司历来依赖20年代的数据作为发电基准。但随着区域气候持续变暖，较旧的数据变得不再那么重要。

博纳维尔现在正在使用最近三个十年的水文数据来为未来的发电量估计提供信息。该联邦机构指出，气候变化对太平洋西北地区的影响包括气候变暖、春季融雪提前、冬季和早春流量增加、春季径流提前以及夏季流量较低的时间更长。

在普吉特海湾能源公司构建其清洁能源投资组合以实现华盛顿到2045年几乎无碳发电的目标时，它考虑到了对其他可再生能源(即太阳能和风能)备用发电的需求。目前，这家投资者拥有的公用事业公司约一半的电力来自煤炭和天然气发电厂。PSE为120万电力客户和85万天然气客户提供服务，其中大部分位于华盛顿西北部。2020年，该公用事业公司一半的发电量依赖煤炭和天然气。

PSE资源规划和分析经理伊丽莎白·霍斯纳(ElizabethHossner)表示，水力发电一直是变化无常的，主要取决于降雨和积雪的变化。但该公用事业公司正计划在冬季增加水力发电，在夏季减少发电量，并需要确保水库储存更多的水。

“我们正在密切关注整个气候，”海恩斯说。“只是挑战我们所有的历史假设，并试图提醒人们，事情并不总是这样，未来也不会总是这样。”

对于一些人来说，水力发电的可再生价值往往因其对鲑鱼恢复的影响而黯然失色。

“我们如何看待未来的能源?”内兹珀斯人主席香农·惠勒说道。“我们只是从经济角度看待它吗?我们是从整体角度看待它吗?排放或水力系统造成的损害都给鲑鱼本身带来了环境问题。”