2020年8月19日拍攝的長江三峽水利樞紐工程開啟泄洪深孔泄洪（無人機照片）。 新華社 資料圖

2023年1月17日凌晨，國際學術期刊《自然-水》（Nature Water）在線發(fā)表在的一篇研究論文報告稱，全球尚未開發(fā)的水能經濟潛力（可獲利的水力資源）為5.27萬億度每年。其中三分之二分布在喜馬拉雅地區(qū)。亞洲和非洲擁有上述總量的85%。

該論文的標題是《納入嚴格環(huán)境限制的全球水電開發(fā)框架》（A global-scale framework for hydropower development incorporating strict environmental constraints）。

該論文的通訊作者為南方科技大學環(huán)境科學與工程學院副教授（研究員）曾振中。

論文的署名作者還包括中國長江三峽集團國際清潔能源研究室負責人黃俊靈、南方科技大學研究助理教授徐榮嶸博士、華北水利水電大學水利學院教授劉俊國、北京大學地球與空間科學學院研究員林佩蓉、南京信息工程大學大氣科學學院顧明逸博士、浙江大學建筑工程學院副教授徐海巍等人。

16日，曾振中通過郵件向澎湃科技表示，水能作為可再生能源的重要組成部分，憑借其可靠、穩(wěn)定、綠色、量大等特點，成為火力發(fā)電最為可靠的替代方式。目前水力發(fā)電量占世界電力總量的17%，占可再生電力總量的69%。水電站可以幫助中國實現(xiàn)“雙碳目標”，與此同時建設水電站也會帶來一系列環(huán)境問題，現(xiàn)在中國的水電政策正處于十字路口。目前正反雙方對于水電站的修建進行了激烈的討論。“水電站的建設可能會造成許多負面的環(huán)境社會影響，包括破壞河流生態(tài)、阻礙魚類洄游、釋放水庫溫室氣體、水庫移民和國際地緣政治等問題。由于上述負面影響，受20世紀60年代開始的美國‘反大壩’運動的影響，中國的一些環(huán)保主義者和非政府組織（NGO）開始反對中國的大壩建設政策。這些活動家認為，大壩對河流和河岸社區(qū)的負面影響超過了好處，并提出拆除大壩是恢復中國健康河流和河岸社區(qū)的最佳方式。”

曾振中表示，研究團隊對全球水能開發(fā)進行了一系列嚴格的環(huán)境社會限制，發(fā)現(xiàn)全球可開發(fā)水能經濟潛力仍有5.27萬億度每年，比之前評估高出60%。通過合理的水電開發(fā)，全球水電裝機容量可翻一番，這意味著水電在未來能源結構中將占據更大的地位。這些尚未開發(fā)的水力發(fā)電系統(tǒng)大部分位于亞洲的高地，特別是在中國。非洲和其他高山地區(qū)仍有很大開發(fā)潛力。預計未來許多發(fā)展中國家將經歷人口和基礎設施的大幅增長，水電開發(fā)可在其能源發(fā)展目標中發(fā)揮關鍵作用。未來全球水能的可持續(xù)發(fā)展，需要更加精細的管理河流生態(tài)流量以保護環(huán)境，減少對人民生計的影響和維持地緣政治穩(wěn)定。

論文第一作者、南方科技大學研究助理教授徐榮嶸表示，他們使用了全球高分辨率流量數(shù)據集，該數(shù)據集使用VIC水文模型和RAPID匯流模型模擬全球289萬條河流徑流量。他們沿全球289萬條河流進行虛擬水電站點采樣，總計414萬個點，對采樣點進行水庫淹沒的仿真模擬：水庫不得淹沒生態(tài)保護區(qū)、熱帶森林、濕地、全球遺跡保護區(qū)等，同時單個水庫建設而導致的移民人數(shù)必須小于5萬人。在生態(tài)流量方面，水電站必須保證一定量的生態(tài)流量，以保持下游河流生態(tài)系統(tǒng)完整性和水可用性的環(huán)境流量。

徐榮嶸表示，全球仍有124761個未開發(fā)的潛在水電站建設位置，其中4644個水電站的建設位置具有很強的經濟開發(fā)價值，其LCOE（平準化發(fā)電成本）小于0.1美元/度。亞洲尚未開發(fā)的水能經濟潛力（3.90萬億度/年）是先前估計的3倍。非洲尚未開發(fā)的水能經濟潛力為0.60萬億度每年。未開發(fā)的水電站位置主要分布在中國、緬甸、印度、巴基斯坦、尼泊爾和非洲的剛果民主共和國、埃塞俄比亞和贊比亞。

針對中國水力發(fā)電潛能，曾振中表示，從研究數(shù)據來看，2021年中國水電發(fā)電量1.3萬億度，同時中國也擁有世界上最大的未開發(fā)水能經濟潛力。未開發(fā)的水電站位置主要集中在西藏、四川、云南和貴州等多山省份。

對于中國的水電建設，曾振中向澎湃科技表示，首先，水庫可行性研究期間進行的生態(tài)環(huán)境影響評估應全面，并考慮所有短期和長期的利弊。這些評估應考慮所有的利益沖突，包括對受影響河流上、中、下游人民的正面和負面影響。這應包括跨界利益，并涉及受影響的省份和國家。盡量減少水庫對環(huán)境社會的影響，并通過后續(xù)的防洪、發(fā)電、洪水、航運等效益盡可能地給予利益受影響方補償。

曾振中向澎湃科技透露在研究中也遇到了一些難點。比如，之前研究由于缺少精確的全球各河流的徑流量數(shù)據，對全球水能評估存在較大的不確定性；現(xiàn)有研究階段的水庫選址計算方案，集中于權衡流域內水能潛力和水庫建造成本，很少考慮水庫環(huán)境生態(tài)效應。如何充分融合現(xiàn)有水庫環(huán)境生態(tài)效應的正、反方觀點，提出綜合考慮環(huán)境生態(tài)效應的水能經濟可開發(fā)量計算方案以滿足未來全球能源脫碳的可持續(xù)發(fā)展目標也是難點之一。

曾振中對水電的未來也表示了期待，希望能繼續(xù)完善定量評估框架，將環(huán)境、社會、政治與經濟等條件納入評估體系，希望在可再生能源開發(fā)和環(huán)境保護的相互平衡中探索出一條符合可持續(xù)發(fā)展精神的能源轉型之路。

此外，曾振中還向澎湃科技表示，水力發(fā)電領域還有太多問題需要深入研究。比如：極端氣候條件下，水電潛力會受到怎樣的影響？在國際河流的水電開發(fā)，水電開發(fā)如何在國際間平衡？氣候變化導致冰川急速融化，如何抵御未來更加頻繁的洪水？

論文鏈接：https://nature.com/articles/s44221-022-00004-1