融化的冰川将来会提供水电吗?



人们通常在负面环境中记住全球变暖。也许这并非完全正确。人们认为,冰川融化过程中的水力发电甚至可以受益。

根据最近发表在《自然》杂志上的一篇文章的作者所述,由于全球变暖导致冰川大量退缩,未来水电的发展可能会出现独特的机会。

作者与苏黎世联邦理工学院和瑞士联邦森林,雪地与景观研究所WSL共同研究了在本世纪不久的将来将变为无冰地区的蓄水和用水的水电潜力。对于目前被冰覆盖的约185,000个站点,他们预测了储层容量及其能量产生潜力的增加潜力。

使用基于气候的冰川演化模型和地形分析,科学家估计每年的理论最大总储量和水电潜力为875±260 km3和1355±515太瓦时。

当然,由于各种原因,将无法获得这种能量的全部体积,原因是多种原因,但是通常可以使用一部分这种能量。

一阶适宜性评估考虑了环境,技术和经济因素,揭示了大约40%的潜力(每年355±105 km3和533±200太瓦时)适合实施。这组作者说,这约占全球目前水力发电量的13%。根据平均气候变暖的情景,到2050年,大约四分之三的潜在存储可以摆脱冰冻,并可以使用。

到2050年,四分之三的潜在存储容量将没有冰,并且存储容量将足以保留约一半的年径流量离开研究区域。尽管需要根据具体情况评估当地的影响,但结果表明,冰河流域可以为一些国家,特别是亚洲高原国家的国家能源供应做出重要贡献。

在塔吉克斯坦潜力最大的国家中,塔吉克斯坦的水电潜力可计算出当前电力消耗的80%,智利(40%)和巴基斯坦(35%)。在加拿大,冰岛,玻利维亚和挪威,潜力是其当前用电量的10%至25%。对于瑞士,该研究显示出10%的潜力。



研究中建模的水坝视图。



除了在冰川所在的某些地方建造水坝外,还有一种类似于挪威的变体,即融化水通过地下隧道引向发电机。



该研究成功地绘制了1000个用于安置冰河水力发电厂的最佳设施。

冰川融化的影响将以增加发电量的形式对许多常规水力发电厂产生影响。

在山区,这种潜力只能利用30%,其余的将不可避免地必须通过溢洪道转移。为了充分利用增加的流量,有必要增加现有水力发电厂的涡轮机和水箱的装机容量。

尽管预计水力发电量将增加,但水流量的增加将是暂时的。据估计,到2030年,融化的冰将达到平稳状态,并将一直保持到2080年。到2080年,冰川的体积将减少太多,以致流量开始减少。

寻找使用额外能源的“中间立场”的措施可能有所不同。最简单的解决方案是扩展水库和改善水力发电站的水坝,最困难但最有前途的是开发监视和控制冰川状态的技术。

这种技术当前称为水力发电。
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PS:这是一个使生态学家大受打击的想法:利用原子能产生的热量来融化冰川,并利用水来发电。这是苏黎世的一位工程师阿道夫·韦伯(Adolf Weber)提出的,他提出了在瑞士阿尔卑斯山中心的少女峰地区建造这种水力发电站的提议。

一个荒谬的主意?当然。但这并没有阻止瑞士政府将研究项目移交给相关部门和机构。实际上,讨论是在1945年进行的。正如历史学家吉多·科勒(Guido Koller)回忆的那样,物理学家和工程师对广岛和长崎上空的原子弹所释放出的大量能量着迷,以寻求和平利用核能。在磋商过程的最后,将核能用于水力发电的提议被认为是“不切实际的”。

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