參加這項調查,幫助我們改善 LowCarbonPower →

為什麼我們不再關注水力發電?

2022年03月16日

應該優先考慮什麼技術來加速去碳化已然是環保運動中最主要的爭議之一。一方主張使用太陽能、風力等可再生能源,另一方則認為核能才是解決方案。支持可再生能源的陣營經常表示近年來太陽能和風力有很大的成長,成本也正逐漸下降,還強調核電的風險所在。支持核電的人則認為太陽能和風力是間歇性能源,在沒有陽光(或風)的時候會迫使人們繼續依賴煤炭或天然氣,反觀核電是基載電力,可不間斷地提供電力。至於核電的風險,他們則認為這些風險其實都被誇大了,從數據上顯示核能是最安全的能源之一

雙方陣營就這樣爭論不休。對於那些剛踏入這個領域的人來說也許會想知道的是,第一個商業太陽能電池板是在1881年創造的,而第一個開始供電的核電站在1951年就已經加入電網。

太陽能發電以其指數式成長:

核能可以為一個主要經濟體提供大部分的電力,例如法國有近70%的電力都來自核能。相比之下,太陽能貢獻最多的地區是葉門,為當地提供了20%的電力。

目前不論是風力、太陽能還是核能都不是最主要的低碳能源,這令嘗試在沒有技術偏見的情況下研究發電的我來說感到非常震撼。就如你透過標題猜到的答案一樣,實際上最主要的低碳電力來源其實是水力發電,即使太陽能和風力加起來仍略勝一籌。水力發電在過去50年裡都是最主要的低碳能源。雖然我們的數據並不含1972年以前,但我認為實際上它一直是最主要的低碳電力來源,因為核能發電在其存在的前20年貢獻不大,而太陽能與風力直到1980年代才開始對電網做出貢獻。

此外,26個擁有70%或以上低碳電力的國家中,除了其中3個國家外,其他國家大部分的低碳電力都來自水力發電(參考我們製作的排名)。還有兩個國家雖然有30%以上的水力發電,但核電(瑞典)和地熱能(肯尼亞)的比例略高於此。排名上唯一不使用大量水力發電的國家是法國,其近70%的電力由核電供應。
國家和地區的低碳電力排名 (lowcarbonpower.org)

當然,這些是有可能會改變的。如果太陽能與風力能保持顯著增長,它們將在未來幾十年內超過水力發電。亦或是對核電進行大量投資,它則有機會躍居第一(事實上,2001年時核電近乎超過水力發電,但從那時起,核電就停止增長,而水力發電仍保持其增長速度),這兩種情況也分別是兩個陣營所提倡的。時間會證明哪種能源在未來成為最主要的能源,但在做出預測前,我們只要看清從古至今的發展,就能明白這是屬於水力發電的故事。

2011年,IPCC發布了《可再生能源和氣候變化減緩報告》,其中有一章是關於水力發電的。以下是他們對當前和未來能力的評價:

全球水力發電的總開發潛力為14,576太瓦時/年(52.4百京焦耳/年),與其相應的裝機容量為3721吉瓦,大約是目前裝機容量的4倍。2009年全球總裝機容量為926吉瓦,年發電量為3551太瓦時/年(12.8百京焦耳/年),平均容量因數為44%。在水力發電的總開發潛力中,未開發的容量範圍從歐洲與北美的47%到非洲的92%不等,顯示全世界仍有龐大的機會繼續開發水力發電,其中非洲、亞洲和拉丁美洲的增長潛力最大。此外,對老舊電站進行適當的改造、現代化和升級,成本往往比開發新的發電站更低,對環境和社會的影響相對較小,而且執行所需的時間也比較短。改造目前缺乏發電機組但存在巨大潛力的現有基礎設施(像是現有的攔水壩、堰塞湖、水壩、河流落差結構、供水方案)以增加新的水力發電設施。現有的45000座大壩中,只有25%用於發電,剩下的75%全都用於其它目的(如灌溉、防洪、航運和城市供水)。氣候變遷預計會增加總體平均降雨量和徑流,但區域模式將會有所改變:在全球範圍內對水力發電的影響可能很小,但河流流量和時機的重大地區變化可能使計劃面臨考驗。

2009年至今,全球水力發電增加了26%。如果IPCC對全球潛在能力的判斷是正確的,那麼水力發電可以繼續擴大200%以上。另一種說法是,如果今天水力發電的潛能得到充分利用,它將佔全球電力的50%左右(而不是17%),而全球發電總量中的低碳比例將達到70%(而不是39%)。

事實上,過去的50年裡低碳能源在全球發電量中所佔的比例並沒有多大變化:

所以,如果下次有人聲稱太陽能/風能或核能將會是應對氣候變遷的解決方案時,請詢問他們為什麼不提水力發電。

原文/ 陸曉鷗

翻譯/ 陳耀龍

非常感謝您的問題和反饋,歡迎隨時與[email protected]聯絡。

文章

2022年03月25日
我們的排放量數據源自哪裡?

2022年03月16日
為什麼我們不再關注水力發電?

2021年11月27日
氣候變遷需要社會各界的重視

2021年09月08日
Misleading claims about renewable power generation share in Denmark

2021年05月10日
What can we learn about decarbonization from past experiences?

Low-Carbon Power.org on Twitter

@LowCarbonPower