水力发电:环境成本、效益和展望beplay体育官网电脑

水电是世界许多地区重要的电力来源，约占世界电力的24%。巴西和挪威几乎完全依赖水力发电。在加拿大,60%的电发电来自水力发电。在美国，有2603座大坝在发电7.3%的电,几乎其中一半在华盛顿州、加利福尼亚州和俄勒冈州生产。

使用水力发电使两种环境问题相互对立:虽然水力发电是可再生的，温室气体排放量比化石燃料低，但它对环境的影响会破坏beplay体育官网电脑土著土地和野生动物栖息地。在这些问题之间找到适当的平衡是应对气候变化和经济危机的必要条件生物多样性丧失．

水力发电是如何运作的

水力发电涉及到用水来激活运动部件，这些部件反过来又可以运转磨坊、灌溉系统或涡轮机来发电。最常见的是，当水被水坝截留，然后通过连接到发电发电机的涡轮机时，就产生了水力发电。然后，水被排放到大坝下面的一条河里。较为罕见的沿河水电站也有水坝，但后面没有水库。相反，涡轮机是由河水以自然流速流过的。

最终，水力发电依靠自然水循环来补充水库或河流，使水力发电成为一种几乎不需要化石燃料的可再生过程。化石燃料的消耗与许多环境问题有关:例如，从beplay体育官网电脑油砂产生空气污染;水力压裂因为天然气与水污染有关;燃烧化石燃料产生气候变化诱导温室气体排放．

成本

然而，和所有可再生能源一样，水力发电也会带来环境成本。beplay体育官网电脑随着应对气候变化的需要使水力发电越来越有吸引力，权衡环境成本和效益对确定水力发电在未来电力结构中的作用至关重要。beplay体育官网电脑

破坏土著家园

没有什么比失去祖籍对环境的破坏更大的了。beplay体育官网电脑从环境正义的角度来看，水电大坝一直被世界各地的许多土著居民beplay体育官网电脑视为“对他们的土地和文化的殖民”，因为水电项目经常涉及到无意识的位移来自他们家乡的土著人。保护土著土地不仅是一个人权问题，也是一个环境问题，因为土著人民是守护者beplay体育官网电脑世界上80%的生物多样性．作为出席在苏格兰格拉斯哥举行的COP26峰会的代表，作证在美国，尊重土著人民的土地权利对于保护土著知识和土著环境管理做法至关重要。beplay体育官网电脑捍卫土著权利是环境保护的核心，而不是与之分离。beplay体育官网电脑

鱼类的障碍

许多洄游鱼类在河流中游上游下以完成它们的生命周期。顺河鱼类，如鲑鱼、鲥鱼或大西洋鲟鱼，会向上游产卵，而幼鱼则会向下游游到海里。像美洲鳗鱼这样的潜降鱼类，在游到海洋繁殖之前生活在河流中，小鳗鱼在孵化后回到淡水中。水坝显然阻挡了这些鱼的通行。一些水坝配备了鱼梯或其他设备，以让它们毫发无损地通过。这些结构的效果差别很大。

洪水状况的变化

大坝可以缓冲春季暴雨融化后突然涌出的大量水。这对下游社区来说可能是一件好事(见下文的好处)，但它也使河流缺乏周期性涌入的泥沙和自然高流量，而这些泥沙和自然高流量可以更新水生生物的栖息地。为了重建这些生态过程，当局定期向科罗拉多河排放大量的水，这对河流沿岸的原生植被产生了积极的影响。

下游影响

根据大坝的设计，向下游释放的水通常来自水库的较深处。因此，水全年的温度都是一样的。这对适应大范围季节性水温变化的水生生物产生了负面影响。同样，水坝也会截住来自植被分解或附近农田的养分，减少下游的养分负荷，影响河流和河岸生态系统。排放水中的低氧水平会杀死下游的水生生物，但通过在出水口向水中混合空气可以缓解这一问题。

汞污染

汞沉积在燃煤电厂下风处的植被上。当新的蓄水池被建立时，现在被淹没的植被中的汞被释放出来，并被细菌转化为甲基汞。这种甲基汞在向食物链上游移动的过程中变得越来越集中(这个过程被称为生物放大)。食用掠食性鱼类的消费者，包括人类，会暴露在有毒化合物的危险浓度下。从大量的下游拉布拉多的马斯克拉特瀑布大坝例如，汞含量正迫使土著因纽特人社区放弃传统习俗。

蒸发

水库增加了河流的表面积，因此增加了蒸发损失的水量。在炎热、阳光充足的地区，损失是惊人的:因水库蒸发而损失的水比用于家庭消费的水还要多。当水蒸发时，溶解的盐会留在水中，增加下游的盐度，伤害水生生物。

气候变化的威胁

蒸发的增加也使水库受到气候变化的巨大损失。干旱是地球气温上升的一个主要因素，因为曾经拥有足够水力发电雨量的地区正日益面临水坝水位低和发电损失的问题。2021年，历史性的干旱席卷了美国西部水库水位大幅下降在水电站后面。在加州，奥罗维尔大坝的水位下降到正常容量的24%。水力发电的减少迫使加州公用事业增加天然气发电，进一步加剧全球变暖。

甲烷排放

被困在水电大坝后面的营养物质被藻类和微生物消耗，它们反过来又释放出大量的甲烷，一种强大的温室气体。在新建的水力发电项目中尤其如此，因为在大坝的使用寿命中，甲烷排放量会减少。

好处

水电大坝提供了大量相对可靠的电力，其主要好处是电力既可再生又低碳排放。

清洁(er)可再生电力

水力发电是可再生的占所有可再生电力的37%在美国的一代。检查整个生命周期在从大坝建设到电力消费的水力发电中，水力发电产生的温室气体排放量大约是化石燃料的五分之一。水力发电可能是随季节变化的，但它远没有太阳能和风能那样断断续续，事实也的确如此预计将发挥重要作用在可预见的未来作为清洁可再生能源的可靠来源。

能源独立

作为能源组合的一部分，使用水力发电意味着更大程度上依赖国内能源，而不是在环境法规不那么严格的海外开采化石燃料。beplay体育官网电脑

防洪

水库水位可以在预计大雨或积雪融化的情况下降低，使下游社区免受危险水位的影响。

康乐及旅游业

大型水库通常用于钓鱼和划船等娱乐活动。最大的水坝还通过旅游业为当地社区带来收入。

水电的未来

而建设大型水电站的鼎盛时期可以追溯到20世纪30年代和40年代在美国，水力发电正在发展中国家扩张。未来的水力发电将涉及新的建设、大坝拆除、升级，以及更清洁的替代能源成本的下降。

水坝拆除

美国在20世纪70年代之前建造的水坝中，有一半以上已经达到或超过了它们50年的预期寿命，这是美国日益衰败的基础设施的一部分。大坝退役和拆除随着老水坝的经济效益下降，环境成本上升，成本也在增加。beplay体育官网电脑大坝的拆除虽然不常见，但已经成为栖息地的成功案例，使洄游鱼类种群迅速恢复。

改造和改善现有水坝

提高现有水电大坝的效率和改造现有非水电大坝是扩大水力发电而不增加其对环境影响(虽然也不会减少)的两种方法。beplay体育官网电脑在一个试点项目中，美国能源部的水力发电计划提高3座水电站发电效率，当地电网年新增发电量超过3000兆瓦时。在当今世界上的水坝中，用于发电的不超过10%。将它们重新用于发电，可额外提供约9%的全球水力发电。

清洁的替代能源

评估水力发电对环境的影响不仅要beplay体育官网电脑将其与化石燃料进行比较，还要与影响较小的清洁能源替代化石燃料进行比较。任何形式的电力生产都有负面影响，但水力发电产生的温室气体排放大约是核能、太阳能和风能的十倍。

最近的一项研究估计，太阳能光伏(PV)板产生的电量相当于美国2603座水电站的发电量，所用面积约为现有水库面积的1 / 8。用太阳能光伏取代这些大坝，87%的土地将回归野生动物，而剩下的13%可以支持太阳能发电。