挪威應(yīng)對氣候變化的發(fā)電方案研究

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1 發(fā)電與氣候變化

運(yùn)用過去的資料來預(yù)測未來的趨勢，已不再是預(yù)報(bào)的好方法。自20世紀(jì)90年代開始觀測水文變化況以來，氣候變化越來越成為水力發(fā)電模型中一個(gè)至關(guān)重要的因素。挪威國家電力公司致力于投資R&D系列項(xiàng)目，以研究氣候變化將會(huì)對北歐水電系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。

能源行業(yè)是推動(dòng)全球氣候變化的主要?jiǎng)恿χ弧榱藴p少二氧化碳的排放量和減緩氣候變化的過程，全世界許多國家都鼓勵(lì)發(fā)展可再生能源。挪威國家電力公司是全球?qū)稍偕茉撮_展應(yīng)用研究的主要機(jī)構(gòu)之一，起到至關(guān)重要的作用。

根據(jù)國際能源署(IEA)的調(diào)查，2010年，全球可再生能源的利用率僅僅占一次性能源的13%。因此，二氧化碳的排放量仍然持續(xù)上升，氣候變化仍然在不斷加劇。從目前的狀況來看，只有采取相應(yīng)措施，來適應(yīng)不斷變化的氣候條件和利用可再生能源以遏制不斷惡化的生存環(huán)境。

2012年，在IEA關(guān)于氣候的專題報(bào)告中指出，從自身利益角度出發(fā)，能源部門急需解決隱藏在氣候變化中的風(fēng)險(xiǎn)因素。

自從挪威國家電力公司的主要生產(chǎn)方向轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電以后，電力生產(chǎn)就和一些氣候變量息息相關(guān)。該公司的大部分水力發(fā)電設(shè)施坐落于北歐，其中，挪威生產(chǎn)的電力占了80%。長期以來，氣候、氣象以及水文數(shù)據(jù)一直都很重要，測量的技術(shù)、模型和分析工具也在不斷發(fā)展。假設(shè)在氣候條件穩(wěn)定的情況下，長系列的氣象水文數(shù)據(jù)能夠用于預(yù)測未來的發(fā)展趨勢，以便為規(guī)劃決策提供科技支撐。

然而，在20世紀(jì)90年代末，觀察到水文過程在不斷地轉(zhuǎn)變。運(yùn)用過去的資料來預(yù)測未來的發(fā)展趨勢，已不再是預(yù)報(bào)的好方法。因此，氣候變化趨勢開始成為該公司北歐水力發(fā)電模型中的一個(gè)重要因素。最近開展了一個(gè)關(guān)于北歐和波羅的海國家的氣候與能源系統(tǒng)的研究，在該研究中也指出：毫無疑問，北歐和波羅的海水力發(fā)電系統(tǒng)將面臨著氣候變化的劇烈影響。

總體來說，在北歐地區(qū)，氣候變化造成了溫度升高，從而導(dǎo)致降水量增加。但是，變化的等級和趨勢與海拔和區(qū)域也有很大的關(guān)系。挪威的水資源和能源部門(NVE)分析了當(dāng)?shù)氐暮樗卣鳎沧C實(shí)了這一觀點(diǎn)。在挪威西部，降雨是洪水的主要誘因，這里洪水的等級有增加的趨勢。而在挪威內(nèi)陸，融雪水是洪水的主要誘因，由于早期的融雪水，使洪水的等級有減小的趨勢。這說明影響水力發(fā)電和大壩設(shè)施安全的因素十分復(fù)雜。

盡管挪威國家電力公司主要是在北歐地區(qū)運(yùn)營，但公司擬定有長遠(yuǎn)的國際發(fā)展戰(zhàn)略。該公司也關(guān)注到了北歐以外地區(qū)的水資源可利用量短缺、洪水和極端天氣等問題，因而試圖致力于在全球范圍內(nèi)發(fā)展水力發(fā)電。

在不同的地區(qū)，利用有限的氣象水文數(shù)據(jù)來進(jìn)行氣候預(yù)測是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。實(shí)際上，尤其是在水資源可利用量十分有限的地區(qū)，氣候變化也影響著水力發(fā)電的長遠(yuǎn)規(guī)劃。因此，應(yīng)該謹(jǐn)慎考慮水力發(fā)電可能受到的影響以及其未來將發(fā)揮的作用。

為了解決這些問題并提出有價(jià)值的建議，2013年9月，挪威國家電力公司開始了一個(gè)新的R&D項(xiàng)目。當(dāng)然，該公司也希望能夠?qū)⒂袃r(jià)值的氣候信息應(yīng)用到多個(gè)方面，例如，投資決策、能源管理、大壩的管理和維護(hù)等。

2 關(guān)于氣候變化的R&D項(xiàng)目

挪威國家電力公司通過采取合作的方式來研發(fā)R&D項(xiàng)目，旨在能夠在目前的現(xiàn)有條件下，提升公司的商業(yè)往來和增加更多的商機(jī)。氣候變化方面的信息能夠補(bǔ)充公司R&D項(xiàng)目關(guān)于水能、風(fēng)能、生物能3個(gè)方面的資料。項(xiàng)目的重點(diǎn)在于研究氣候變化的物理效應(yīng)，而不是采取應(yīng)對氣候變化的措施所帶來的間接影響。

盡管目前R&D項(xiàng)目研究的只是氣候變化對水力發(fā)電的影響，但未來項(xiàng)目的研究決不僅僅局限于此，未來還會(huì)考慮氣候變化對風(fēng)力發(fā)電的影響，以及極端天氣對基礎(chǔ)設(shè)施的影響。

項(xiàng)目的戰(zhàn)略目標(biāo)是：

(1) 了解氣候變化的物理影響和提出應(yīng)對措施。

(2) 有助于應(yīng)用科學(xué)的方法來評估氣候因素對公司生產(chǎn)規(guī)劃的影響。

項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組由來自各個(gè)相關(guān)區(qū)域商業(yè)合作機(jī)構(gòu)的代表組成，領(lǐng)導(dǎo)小組著眼于長遠(yuǎn)的規(guī)劃。通過相互合作，挪威國家電力公司對研究模型進(jìn)行了改進(jìn)。

3 達(dá)到的目標(biāo)

及時(shí)有效的氣候數(shù)據(jù)是預(yù)測未來變化狀況的基礎(chǔ)，這也是項(xiàng)目中應(yīng)優(yōu)先考慮的重點(diǎn)。例如，針對R&D項(xiàng)目，挪威電力公司與挪威氣象研究所進(jìn)行了合作。公司的專家和研究所的所有研究人員緊密合作，共同研究探討有關(guān)問題，例如，對比不同氣候模型的性能、全球氣候模型降尺度的方法、或者預(yù)測未來極端降雨事件等。

為了開展另一項(xiàng)研究工作，即改進(jìn)測量融雪量的方法，該公司還同氣象研究所以及其他能源公司開展合作。在高風(fēng)速條件下，現(xiàn)有測量方法的測量值會(huì)低于實(shí)際值，這種誤差是由于氣候原因造成的，因?yàn)闅夂蜃兓瘯?huì)影響全球降雨趨勢，造成很難對融雪量進(jìn)行量化。同樣，挪威電力公司使用有誤差的數(shù)據(jù)也會(huì)導(dǎo)致編制錯(cuò)誤的生產(chǎn)規(guī)劃。

在挪威南部的海于克利(Haukeli)有一個(gè)實(shí)驗(yàn)站，主要用于通過連續(xù)測量來不斷改進(jìn)現(xiàn)有的測量方法。這個(gè)實(shí)驗(yàn)站也是世界氣象組織進(jìn)行固體沉降實(shí)驗(yàn)的全球?qū)嶒?yàn)網(wǎng)中的一個(gè)站點(diǎn)。

此外，目前還有一些正在進(jìn)行的分項(xiàng)目，其目的是為了更進(jìn)一步地研發(fā)R&D項(xiàng)目和開始其他新的研究而提供資金；研發(fā)R&D項(xiàng)目也有利于更好地進(jìn)行能源管理和相關(guān)改進(jìn)。

在挪威和瑞典，該公司將面臨著長期升級改造，因?yàn)閺?014年到2018年，公司需要再投資12億挪威克朗(約合1.9億美元)用于對老化的水電站進(jìn)行更新改造。在挪威，從2014年到2016年，每年的維修預(yù)算，包含一些小于3億挪威克朗(約合4 870萬美元)的項(xiàng)目在內(nèi)，將會(huì)增長近40%。

如今，該公司在挪威和瑞典的水力發(fā)電設(shè)施平均役齡已經(jīng)達(dá)到45 a。從技術(shù)角度來看，水電站的運(yùn)行壽命只有50 a。而對于更新設(shè)備，氣候變化也成為一個(gè)新的考慮因素,現(xiàn)有的大部分水庫、大壩在建造時(shí)，均沒有考慮氣候變化的影響因素。如今在管理過程中，必須要考慮到氣候變化對大壩和水庫的影響。

挪威國家電力公司在北歐以外的區(qū)域也參與了R&D中的一些分項(xiàng)目。例如，參與了由比耶克內(nèi)斯中心和卑爾根大學(xué)合作開展的有關(guān)氣候方面的一個(gè)研究項(xiàng)目，即基于地球系統(tǒng)和高分辨率建模的氣候變化對印度水文循環(huán)的影響(NORINDIA)。

在喜馬拉雅區(qū)域，利用全球氣候模型進(jìn)行了分析研究，結(jié)果表明，研究區(qū)域的氣溫呈不斷增加的趨勢 ，而降雨則是呈不斷減少的趨勢。然而，這些模型卻不能獲取局部區(qū)域的情況，因此需要開展更加詳細(xì)的研究。而分布稀少的氣象測站，也給研究降尺度問題帶來了難度。

此外，該公司同樣還積極參與國際項(xiàng)目，目的在于建立一個(gè)健全通用的方法，來研究水力發(fā)電中排放的溫室氣體所產(chǎn)生的化學(xué)能量問題。當(dāng)然，世界銀行要對這些國際項(xiàng)目進(jìn)行評估，以確保項(xiàng)目有足夠的資金來源。例如，參與了一個(gè)關(guān)于特大洪水的國際項(xiàng)目，由該公司與挪威科技工業(yè)研究院(SINTEF)合作，在老撾和贊比亞進(jìn)行有關(guān)測量，這些測量工作是進(jìn)行環(huán)境影響評價(jià)的重要組成部分。

4 結(jié) 語

有理由相信，經(jīng)過不間斷地努力，R&D項(xiàng)目在不久的將來就會(huì)確立下來。新項(xiàng)目的研發(fā)也將會(huì)解決挪威國家電力公司對氣候信息的需求，該公司目前正在同奧斯陸國際氣候和環(huán)境研究中心(CICERO)合作，以籌備一個(gè)融合多學(xué)科的項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目將會(huì)與世界氣象組織和全球氣候服務(wù)框架進(jìn)行合作，以提供有效的氣候信息。

公司希望這個(gè)融合多學(xué)科的項(xiàng)目能夠有助于辨別什么樣的氣候信息才能滿足需求，也希望這個(gè)項(xiàng)目能夠成為推動(dòng)R&D項(xiàng)目逐步落實(shí)的助動(dòng)力。