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2019年09月10日
用光伏土地取代水電的需求僅為水庫面積的13%!

根據一項新的研究,理論上只用13%的空間就可以用太陽能電池板取代美國各地的水電站。研究人員說,出人意料的小數字表明,逐步淘汰水電這種所謂的可再生能源生產模式,可能嚴重破壞生態系統,實際上是一個有吸引力的選擇。


目前,水資源是美國權力結構的重要組成部分,占6%以上,其他可再生能源缺乏靈活性。但隨著現有水電站接近其生命的盡頭,影響環境的風險正在增加,美國越來越多的水壩可能被消除。如果大壩不繼續建造,它需要用其他技術代替,並且在《自然可持續性》雜志上發表的新研究認為,大規模推廣太陽能是一種潛在的選擇。


作者強調這項研究是“純粹的理論”,但考慮到大壩對美國河流的壓力,仍然值得考慮其他可再生能源作為替代。


1.大水壩對環境造成"嚴重損壞"


大壩已在美國停留了一個多世紀,世界上第一座水力發電廠於1882年在威斯康星州開始運營。1940年,水力發電占美發總量的40%。


如今,許多發展中國家正試圖複制這種快速增長模式。安哥拉和緬甸等國正在投資大規模的水力發電計劃,以一種聲稱比化石燃料更環保的方式發電。


然而,在已經存在水電站的地區,水壩的副作用越來越嚴重。


水源保護生物學家主人說,許多環保主義者認為,大壩是一個"河流的血栓",在生態系統上有一個"嚴重傷害"。


他說,最典型的受害者是洄遊魚類,如鮭魚和鱒魚,由於遷徙路徑受阻,一些地區的洄遊魚類減少了幾個數量級。


水壩也會導致當地生物多樣性的下降和泥沙的增加。當水庫裏的水升溫時,河水的溫度也隨之變化。


大壩甚至可以成為碳排放的來源,因為大面積淹沒的土地會導致水中的微生物排放甲烷和其他溫室氣體。


結果,在過去的30年裏,美國已經拆除了1000多座大壩,科學家們發現了顯著的改善。


世界自然基金會(WWF)全球淡水科學家博士表示,拆除大壩是解決淡水物種“急遽減少”最有效的方法之一。20年前緬因州肯納貝克河上的愛德華茲大壩被拆除後,河中產卵的鯡魚數量增加了近百倍。


2。水電站發電對電網的調度彈性


迄今為止,該國已拆除了大壩對國家整體動力混合的相對較小的貢獻,但如果要拆除更大的大壩,它必然會找到一個替代方案。


這可能並不容易,因為大壩提供了必要的網格服務。 美國能源部的水力發電遠景報告預測,水力發電對電網規劃和運行的未來將會增加,“特別是水力發電可以根據電力負荷和發電廠的差異迅速增加和減少發電量,這有助於將風能和太陽能等其他可再生能源納入電網。” ” 。


但隨著美國許多舊水壩的利潤減少且其壽命即將結束,其他可再生能源可能能夠取代一些老化的水壩甚至提供部分穩定性。


3、大規模更換


在他們的“思想實驗”中,研究小組利用美國陸軍工程兵團的國家水壩清單來確定需要多少公頃的工業規模光伏電池來替代現有水壩所產生的電力。


他們計算出,如果美國(即除夏威夷和阿拉斯加以外的48個州)的所有2603個水壩都被拆除,並換成太陽能電池板,那麼這些大壩僅占其水庫覆蓋面積的13個。


在某些地區,這一差別特別明顯。例如,佛羅裏達目前有26520公頃的四座大壩,取而代之的是太陽能電池板,但面積是紐約中央公園(339.94公頃)。


作者表示他們沒有考慮安裝太陽能電池板的成本,因為成本和位置高度相關。


這樣做的總體積極效果是交換自由流動的河流,不需要只有一種替代的可再生能源。"水庫可以放回大片土地。你可以在水庫下面放置太陽能電池板,也可以在水裏放一些。........水庫通常在山穀裏。它也許可以在山脊上設置風扇。它可以使用流體力學或分流的方法來獲得一些水能量,而不阻塞河流。


於中電註冊地址安裝風電發電或太陽能發電系統,並接駁至中電電網,即可獲享上網電價,中電會購買風能或太陽能發電的電力。立即了解申請資格、程序及上網電價級別,參與可再生能源計劃,共建持續發展未來。

然而,盡管將美國的400萬公頃水庫減少到一個特拉華州(這個國家第二小的州)聽起來可能很有吸引力,但承認這對許多水壩來說根本不可行。特別是,水壩往往提供重要的額外社會惠益,包括飲用水供應、防洪和娛樂活動。“盡管我知道在美國我們永遠無法拆除2603個大壩,但在這個方向上,當我們有選擇的時候,我們仍有很大的空間可以考慮。”


此外,盡管太陽能電池板占據了較小的空間,但存在其他潛在問題,如生境破壞和生物多樣性喪失的風險。"按定義,原水庫將沿河流和這些土地修建。它通常是野生動植物的最有價值的棲息地,也是休閑和娛樂的重要場所。"


針對這些問題,作者指出,過去的研究表明,太陽能發電的危害性低於其他形式的發電。他們還指出,用太陽能取代水電可以在水庫中完成。


4。彌補電網的不足


國際水電協會的通訊主任說,水力發電廠的穩定性不容易被太陽能所取代。建議采用兩種形式的綜合發電系統:“用太陽能代替水電,一種更可持續的方法是優先考慮水電。現代化投資結合兩個技術優勢。今天,可以在水庫表面或水庫附近安裝太陽能電池板,以增加而不是取代整個水庫的發電。


盡管水力發電確實提供了關鍵的電網服務,但它們提供的電力並不總是均勻的,而且可能受到幹旱等氣候現象的影響。而不是用一系列可替代的再生技術,利用水力發電廠現有的電力線來創建一個“能源公園”,它還擁有“僅靠水力發電無法提供的穩定性”。


基於這些機會,對於許多擁有豐富太陽能資源的發展中國家而言,單個大型水電站的規劃實際上是一個可能損害天然水道的“物質錯誤”。然而,在美國,這個問題幾乎沒有什麼實際意義,因為美國各地的老水壩和老化水壩沒有對電力做出重大貢獻,使得許多河流能夠恢複自由流動,而無需拆除大型重要的水電大壩。


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[ 投稿者:witaspare at 13:35 | witaspare | コメント(0) | トラックバック(0) ]

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