水电能源的危险未来 - 彭博社

2021年发生致命山体滑坡后的Tapovan Vishnugad发电厂。

摄影师：Prashanth Vishwanathan，彭博绿色在印度喜马拉雅山脉，连续几天下着大雪，然后开始融化。然后，在2021年2月7日上午10:21，Ronti峰的一部分崩裂并从山上掉了下来。

由此产生的山体滑坡足够填满1.2万个奥林匹克游泳池的岩石和冰块，当它到达Ronti Gad河谷底部时，速度达到每小时120英里。摩擦融化了冰块，形成了洪水，沿河肆虐，摧毁了两座水电站，造成200多名工人和居民死亡。

这不应该让人感到惊讶。自两座水坝中较大的那座两十年前宣布兴建以来，科学家们就警告说，这个地震和雪崩多发的山谷是一个危险的地点。印度最大的发电公司NTPC有限公司仍然继续进行Tapovan Vishnugad项目，尽管在2013年，该项目与该地区30多座水坝一起因山洪和冰川湖泄洪而受损。然后就是去年的山体滑坡。

NTPC并不因十年内发生两次自然灾害而气馁，而这个项目仍然没有产生任何电力。在去年灾难发生一年多后的二月，一位Bloomberg Green记者访问该地区时，施工工人们正忙着清理碎石并修复在严寒中被破坏的建筑。公司没有回应置评请求。

“每当下雨，我们都为生命担忧，”Raini村村长Bhawan Rana说，居民们可以看到其中一座水坝被冲走。“这种盲目的建设已经动摇了我们家园的基础。”

工人们正在修复Tapovan Vishnugad发电厂。摄影师：Prashanth Vishwanathan for Bloomberg Green许多当地人认为，没有水电项目他们会过得更好。在山体滑坡的那天早晨，47岁的Prem Singh被一阵类似低空直升机的噪音惊醒，走出屋外看到一片灰色的水、岩石和沉积物吞没了山谷。他的母亲Amrita Devi，73岁，早些时候离开Raini去桑蚕地种桑叶。他再也没有见到她。

从水电中生产更多的世界能源将对控制全球变暖至关重要。国际能源署（IEA）呼吁到2050年将水电翻倍，作为实现净零排放的一步，但全球计划中的1万亿美元扩张仅会增加约500吉瓦特，约为当前产能的38%。

自1882年威斯康星州Fox River上第一座商业水电站投入运营以来，公用事业公司一直专注于河流流速足够快以带动涡轮机旋转的经济可行地点。但140年后，最适合的地点—尤其是在融资更容易的发达世界—已经被开发，建设者正在进入更危险的地区，如喜马拉雅山区或更深入像亚马逊这样的保护区。

雷尼村。摄影师：普拉桑特·维斯瓦纳坦/彭博社绝大多数新项目位于发展中国家，在那里它们经常被推迟、超支，并占据易受影响的场地。它们也因气候变化的影响而变得更加危险，从而限制了它们防止未来变暖的潜力。

许多新建和计划中的水坝设计是在没有使用气候模型或依赖过时数据的情况下制定的，这些数据可能高估降雨量或低估洪水和侵蚀造成的潜在损害，科学家表示。这使得新场地的财务可行性受到质疑，同时也使工人和社区面临风险。

“水电项目通常是根据过去的气候计划的，而这个气候可能已经不再适用，”世界银行和牛津大学的水资源和气候研究员何梅罗·帕尔坦表示。“这个问题并没有得到很好的讨论，但它对全球能源市场产生了影响。”

Tapovan的两名官员要求匿名，因为他们没有权利向媒体发言，他们为该项目帮助满足印度的能源需求辩护。他们承认在选择场地时需要进行更严格的研究，但表示去年二月的事件并非直接由气候变化导致。（科学家表示，冰川融化和永久冻土加剧了喜马拉雅山地区山体滑坡的频率和强度，但尚无发表的研究专门探讨全球变暖与灾难之间的联系。）这些官员还提到了对依赖通过WhatsApp消息传递信息的居民网络的早期警报系统的需求。他们表示，2021年的灾难使项目延期约一年，直到2024年才能完成。

从Tapovan上游不远处，小型的Rishiganga水电项目是去年二月首个被夷平的项目。Kundan集团在2018年从破产中收购了该项目，该集团的电力销售副总经理Gaurav Agarwal表示，他们仍在考虑是否重建。除了自然灾害外，来自不断消退的冰川的减少水流对印度的工业来说是一个更广泛的问题。

“气候变化是一个大问题。对于任何水电项目，从水源处有一定水流量是非常必要的。如果你选择的地点水流量不断减少，你将得不到你计划的水量，” Agarwal说。

山体滑坡后的Rishiganga项目。摄影师：Prashanth Vishwanathan/Bloomberg在巴西亚马逊雨林的南缘，Para州的Belo Monte水坝规划者使用了从1931年到本世纪的平均降雨量，而不是限制在更近期的样本中。自2016年第一台涡轮机启用以来，降水量不足，这座在纸面上是世界第四大水电设施在过去两年里没有盈利，因为它增加了发电量。

瑞士再保险公司在全球范围内为水电项目提供保险，其拉丁美洲负责人Rubem Hofliger表示，他们要求提供10年的最近、连续的气候数据才会提供保单。“你在1980年代面临的风险不同于2020年代的风险。你需要一个更短的时期，”他说。“发展中国家的问题在于缺乏足够的指数数据。”

400兆瓦的Vishnuprayag项目位于Tapovan下游，在2006年开始运营时是该地区最早的项目之一。保持其在线运行并不容易。据该项目的主管Ravi Chadha称，2013年因当年的洪水损坏而关闭了10个月，2021年2月的洪水后停机一个月。

7月，一次山体滑坡阻塞了水从大坝排放的河床，工人们仍在清理岩石。一名记者访问该地区时，一块巨石落下，暂时封锁了通往大坝的道路。

Chadha表示：“人们没有见过这样的山体滑坡。山体滑坡正在新的位置生成。”他补充说，开发商应该选择更安全的地点，即使意味着水量减少。

一名工程师在Vishnuprayag电厂检查涡轮。摄影师：Prashanth Vishwanathan for Bloomberg Green毫无疑问，干旱对水电的影响远比洪水大得多。据Paltán称，在发展中国家，80%的现有和计划中的水电项目位于预计干旱将变长10%的地区。

其中之一是巴西的贝洛蒙特。它的发电量远远不及其11.2GW的容量，而且永远也不会。贝洛蒙特被设计为一座无大型水库的常规水电站，以限制环境影响，因此仅在雨季运行接近容量。

即使2021年首次全部24台涡轮机运行，但那是一年干旱，发电量平均只有3.6GW。今年降水量看起来更好，但不清楚贝洛蒙特是否能达到批准建设时承诺的年发电量最低要求4.6GW。贝洛蒙特的运营商北方能源在一封电子邮件中表示，尽管干旱，去年他们提供了巴西水电的8.4%，他们预计这一份额将在2022年增加，部分原因是一月份水流创纪录。

全球变暖和国内森林砍伐的结合正在削弱该项目的经济效益。巴西的亚马逊雨林在2021年失去了康涅狄克州大小的面积。森林砍伐使得所谓的“飞行河流”失去了向巴西南部、巴拉圭和阿根廷输送水汽的能力。根据巴西国家气象研究所的气象学家埃德蒙多·华莱士·蒙特罗·卢卡斯的研究，贝洛蒙特的发电量从2021年到2050年将比预期少10%。

全球风电场和太阳能场的爆炸式增长并不能消除对更多水电的需求。波动的可再生能源的使用只会增加对所谓的可调度能源的依赖，即可以随时开启和关闭的备用电源，如水电和核电。例如，印度计划在本十年结束时将可再生能源增加四倍，但它需要更多的水电、核电和电池，以避免依赖煤炭或天然气作为备用电源。

“当没有风或没有阳光时，你仍然需要电力，”国际水电协会研究与政策主管亚历克斯·坎贝尔说道，“我们现在需要规划，为未来做好灵活性准备，否则我们将回到煤炭，没有人想要那样。”

太阳能预计到2050年将增长20倍，随后风能将增加11倍，根据国际能源署。尽管工业电池和绿色氢可能会发挥平衡作用，如果水电未能扩大一倍，世界可能仍然依赖化石燃料来支持电网。核能到2050年也将翻倍，但这并不足以弥补河流发电机不足的缺口。

对水电的威胁在于西藏高原这一广阔地区尤为明显，有时被称为“亚洲水塔”，因为它在极高海拔处容纳着极地地区之外最多的冰。过去20年融化速度加倍，世纪末可能有三分之二的冰川消失。中国、印度、尼泊尔和巴基斯坦正急于利用尽可能多的水力，即使全球变暖带来额外风险。中国计划在一个比大峡谷深五倍的山谷建造迄今为止最大的水坝，尽管2018年的山体滑坡造成了一个可能会淹没施工现场的湖泊。

各地区的水电容量

截至2020年底

来源：国际水电协会

山融化时，它们会移动。多年冻土松动，使陡峭的山谷更容易受到雪崩和侵蚀的影响。山体滑坡形成脆弱的湖泊，就像2013年印度发生的那场爆发一样。由此产生的洪水虽然短暂，但可能比百年一遇的降雨带来更多的能量。冰川湖泄洪已经夺走了安第斯山脉和喜马拉雅山脉的水电设施。

“最好的场地已经被占据，所以如果你想扩张，就要继续上游，”德国波茨坦大学的自然地理学家沃尔夫冈·施万哈特说道。他在印度二月的灾难和喜马拉雅湖泄洪方面发表了研究。“越来越多的大型项目占据了更加容易受到危险影响的陡峭场地，而可行性报告低估了这些风险。”

在他2016年发表的一项研究中，施万哈特绘制了喜马拉雅地区的2,359个冰川融水湖，并发现有56个水电项目靠得够近，可能会在湖泄洪事件中受到损坏。根据帕尔坦在2021年发表的另一项研究，总体上，约90%的东亚已安装的水电和50%的计划扩建项目面临高水位和更频繁洪水的风险。

但是，喜马拉雅地区500GW水电潜力中不到20%被开发。2017年发表在 Nature Energy 的研究发现，剩余水电潜力中有39%位于亚太地区，其次是南美洲，占25%，非洲占24%。政府面临滚滚涌动的电力需求压力，正在急切地转向水电。

水资源的竞争也越来越激烈。人口增长和气温上升迫使农业更多地依赖灌溉。不断扩张的城市和工业也需要淡水。新的水坝可能导致地缘政治紧张局势：例如，土耳其正在筑坝拦截幼发拉底河的上游水流，限制了邻国的水流。

所有这些意味着，历史上作为可再生能源支柱的水力发电，未能做好迎接21世纪需求的准备。该行业将需要升级传统电厂，并降低抽水蓄能等技术的成本，其中水被从较低海拔抽到较高海拔，以便稍后释放，向下流动在短时间内产生电力。“即使在气候变化之前，我们的水资源变化就已经超出了水力发电生产商的舒适范围，而且情况只会变得更糟，”剑桥可持续领导力研究所的高级研究助理朱迪思·普卢默·布雷克曼说。“这使我们需要更多地进行多样化。”