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干旱导致中国的水电危机压力山大,亚洲其他地区或被波及

彭博社报道称,这段时间中国的热浪和旱灾,引发长江沿岸的大面积断电。这预示着一个更大的问题,即干旱天气可能会使亚洲大部分地区的水电项目陷入困境,从而给整个能源供应带来危机。

如果你想找一个人类有能力利用大自然的力量,大规模生产清洁能源的标志性案例,就很难忽视三峡大坝。

这座世界上最大的发电站建于2000年,正值中国崛起的高峰期,可以发出22.5千兆瓦的电力,相当于20座核电站。世界六大发电站中的另外两个也位于这个长江蓄水库的上游。它们一起产生的电力足以照亮整个波兰。

今年的高温干旱导致长江萎缩。Contains modified Copernicus Sentinel data 2020-22, CC BY-SA 3.0 IGO  via Wikimedia Commons

这使得目前三峡发电站上游所经历的问题,成为对亚洲其他经济体的警告,这些经济体将寻求跟随中国的发展道路。在这次长江自1960年代初以来最严重的干旱中,每天的水力发电量下降了51%,这也是世界性干旱的一部分,莱茵河的驳船交通也被关闭。因为空调的需求激增,而省级电网的五分之四的电力依靠水坝提供,这就导致了工厂停工。

长江及同发源于青藏高原的其他河流的水力潜力对亚洲的未来至关重要。近一半的人类生活在依赖高原和喜马拉雅山脉的冰川和积雪所提供的巨大河流的国家。随着气候变暖,这些冰冻的水储存将如何处理,这是一个激烈的争论。但今年在四川发生的事件表明,即使下游的降雨条件发生变化,也会影响主要水坝的输出。

这很重要,因为这些河流提供了未来十年将要安装的清洁能源中的一大部分。虽然中国目前的大坝可能是其多年来建造的最后一批大坝,但印度有大约29千兆瓦的大坝正在建设中,另外还有13千兆瓦在邻国巴基斯坦、尼泊尔和不丹。根据国际能源署的数据,还有9千兆瓦将来自越南和老挝,它们都严重依赖由青藏高原供应的湄公河。

不像化石燃料具有的工业化商品供应链的确定性,可再生能源取决于变化无常的地球力量,因而它总是受到产量变化的影响。然而,大坝往往被认为可以免于最糟糕的影响。由于水库作为一个巨大的储存能量的电池,它们有很大的自由度来决定它们在任何一天的输出。我们所称的抽水站,甚至可以在两个不同的海拔高度之间移动水,只要按一下按钮就能提供大量的电力。

长江上的干旱显示了气候是如何扰乱这一逻辑的。太阳能的主要变异性可以用小时来衡量,由太阳的升起和落下决定,并且相对容易通过使用电池,将中午的输出峰值转移到早晚的电网需求峰值来解决。

风能的波动以天为单位,其特点在德语中被称为“dunkelflaute”(意为黑暗的低气压,形容长时间极少或没有阳光和风的情况,一般在冬季),通常有一个星期左右的时间。天气异常平静和多云,这种天气下太阳能电池板表现不佳,所以也会压低风力发电机涡轮机的输出。目前,遇到这种情况需要从其他地区进口并增加化石燃料的发电量,以保持电网运转,但不会导致电网停电。

然而,水电有一种独特的能力,可以导致整个季节表现不佳。鉴于其在中国电网中的规模,这是个问题。2016年的高峰期,它占了中国大约18%的发电量。今年到目前为止,中国风力发电的最高月和最低月之间的差距相当于平均月产量的38%,而太阳能和核能的数字都比较稳定,约为13%。水力发电的可变性差距为58%。

弥补这一缺口所需的备份规模是巨大的。今年到目前为止,中国开采的煤炭比2019年同期多了约5亿吨,相当于美国的年消费量,但这仍然不够。

这些低碳能源的发展是值得欢迎的,但往往就像巴基斯坦一样,它们是电网计划的核心部分,给风能,特别是太阳能的空间太小。而太阳能很适合这个国家大量炎热、干燥的天气,这与水电对降雨的偏好形成互补。巴基斯坦预计,到2030年,水电在其发电组合中的比例将从31%上升到一半,而风能和太阳能将从3%上升到10%。

这可能被证明是一个代价高昂的错误。如果没有多样化的发电组合,电网将不得不依赖可以从海外进口的电力来源:化石燃料。未来的干旱已经预计会挤压国际收支,因为粮食进口费用上升,过去一年在埃及看到了这种现象。再加上能源问题,像2020年以来笼罩中国的那些干旱年,有可能引发货币危机和向国际货币基金组织求援。

水电仍然是新兴国家以低价和大规模发展低碳电力的一个有希望的方式。然而,它不应该被看作是一个完整的解决方案。如果没有全套的可再生技术,新兴亚洲将无法获得它所需要的能源来发展。