挪威應對氣候變化的發電方案研究

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1 發電與氣候變化

運用過去的資料來預測未來的趨勢，已不再是預報的好方法。自20世紀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電模型中一個至關重要的因素。挪威國家電力公司致力于投資R&D系列項目，以研究氣候變化將會對北歐水電系統產生的影響。

能源行業是推動全球氣候變化的主要動力之一。為了減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發展可再生能源。挪威國家電力公司是全球對可再生能源開展應用研究的主要機構之一，起到至關重要的作用。

根據國際能源署(IEA)的調查，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，只有采取相應措施，來適應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境。

2012年，在IEA關于氣候的專題報告中指出，從自身利益角度出發，能源部門急需解決隱藏在氣候變化中的風險因素。

自從挪威國家電力公司的主要生產方向轉變為風力發電和水力發電以后，電力生產就和一些氣候變量息息相關。該公司的大部分水力發電設施坐落于北歐，其中，挪威生產的電力占了80%。長期以來，氣候、氣象以及水文數據一直都很重要，測量的技術、模型和分析工具也在不斷發展。假設在氣候條件穩定的情況下，長系列的氣象水文數據能夠用于預測未來的發展趨勢，以便為規劃決策提供科技支撐。

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

總體來說，在北歐地區，氣候變化造成了溫度升高，從而導致降水量增加。但是，變化的等級和趨勢與海拔和區域也有很大的關系。挪威的水資源和能源部門(NVE)分析了當地的洪水特征，也證實了這一觀點。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。這說明影響水力發電和大壩設施安全的因素十分復雜。

盡管挪威國家電力公司主要是在北歐地區運營，但公司擬定有長遠的國際發展戰略。該公司也關注到了北歐以外地區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發展水力發電。

在不同的地區，利用有限的氣象水文數據來進行氣候預測是一個很大的挑戰。實際上，尤其是在水資源可利用量十分有限的地區，氣候變化也影響著水力發電的長遠規劃。因此，應該謹慎考慮水力發電可能受到的影響以及其未來將發揮的作用。

為了解決這些問題并提出有價值的建議，2013年9月，挪威國家電力公司開始了一個新的R&D項目。當然，該公司也希望能夠將有價值的氣候信息應用到多個方面，例如，投資決策、能源管理、大壩的管理和維護等。

2 關于氣候變化的R&D項目

挪威國家電力公司通過采取合作的方式來研發R&D項目，旨在能夠在目前的現有條件下，提升公司的商業往來和增加更多的商機。氣候變化方面的信息能夠補充公司R&D項目關于水能、風能、生物能3個方面的資料。項目的重點在于研究氣候變化的物理效應，而不是采取應對氣候變化的措施所帶來的間接影響。

盡管目前R&D項目研究的只是氣候變化對水力發電的影響，但未來項目的研究決不僅僅局限于此，未來還會考慮氣候變化對風力發電的影響，以及極端天氣對基礎設施的影響。

項目的戰略目標是：

(1) 了解氣候變化的物理影響和提出應對措施。

(2) 有助于應用科學的方法來評估氣候因素對公司生產規劃的影響。

項目領導小組由來自各個相關區域商業合作機構的代表組成，領導小組著眼于長遠的規劃。通過相互合作，挪威國家電力公司對研究模型進行了改進。

3 達到的目標

及時有效的氣候數據是預測未來變化狀況的基礎，這也是項目中應優先考慮的重點。例如，針對R&D項目，挪威電力公司與挪威氣象研究所進行了合作。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、或者預測未來極端降雨事件等。

為了開展另一項研究工作，即改進測量融雪量的方法，該公司還同氣象研究所以及其他能源公司開展合作。在高風速條件下，現有測量方法的測量值會低于實際值，這種誤差是由于氣候原因造成的，因為氣候變化會影響全球降雨趨勢，造成很難對融雪量進行量化。同樣，挪威電力公司使用有誤差的數據也會導致編制錯誤的生產規劃。

在挪威南部的海于克利(Haukeli)有一個實驗站，主要用于通過連續測量來不斷改進現有的測量方法。這個實驗站也是世界氣象組織進行固體沉降實驗的全球實驗網中的一個站點。

此外，目前還有一些正在進行的分項目，其目的是為了更進一步地研發R&D項目和開始其他新的研究而提供資金；研發R&D項目也有利于更好地進行能源管理和相關改進。

在挪威和瑞典，該公司將面臨著長期升級改造，因為從2014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行更新改造。在挪威，從2014年到2016年，每年的維修預算，包含一些小于3億挪威克朗(約合4 870萬美元)的項目在內，將會增長近40%。

如今，該公司在挪威和瑞典的水力發電設施平均役齡已經達到45 a。從技術角度來看，水電站的運行壽命只有50 a。而對于更新設備，氣候變化也成為一個新的考慮因素,現有的大部分水庫、大壩在建造時，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域也參與了R&D中的一些分項目。例如，參與了由比耶克內斯中心和卑爾根大學合作開展的有關氣候方面的一個研究項目，即基于地球系統和高分辨率建模的氣候變化對印度水文循環的影響(NORINDIA)。

在喜馬拉雅區域，利用全球氣候模型進行了分析研究，結果表明，研究區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域的情況，因此需要開展更加詳細的研究。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目，目的在于建立一個健全通用的方法，來研究水力發電中排放的溫室氣體所產生的化學能量問題。當然，世界銀行要對這些國際項目進行評估，以確保項目有足夠的資金來源。例如，參與了一個關于特大洪水的國際項目，由該公司與挪威科技工業研究院(SINTEF)合作，在老撾和贊比亞進行有關測量，這些測量工作是進行環境影響評價的重要組成部分。

4 結 語

有理由相信，經過不間斷地努力，R&D項目在不久的將來就會確立下來。新項目的研發也將會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境研究中心(CICERO)合作，以籌備一個融合多學科的項目。這個項目將會與世界氣象組織和全球氣候服務框架進行合作，以提供有效的氣候信息。

公司希望這個融合多學科的項目能夠有助于辨別什么樣的氣候信息才能滿足需求，也希望這個項目能夠成為推動R&D項目逐步落實的助動力。