挪威几乎所有的水坝都是为水电而建造的。世界各地的情况并非如此。非洲和亚洲的很大一部分水供应的水坝用于土壤灌溉，饮水和防洪，但不是经常来产生电能。

“一项对世界上 6 万座最大水坝的国际调查表明，只有三分之一的水坝用于水电生产。在非洲和亚洲，用于水电的水坝比例低至 10% 至 15%，”说NTNU 教授 Tor Haakon Bakken。

可用于提取的新电源

去年，巴肯的一名学生进行了一项研究，表明可以从大坝中提取大量电力。大坝改造在经济上有利可图，不会产生新的环境后果，也不会影响当前的用水。

“一种可能的解决方案是在这些大坝的底部安装涡轮机，这将提供大量新的可再生能源，”他说。“这种潜在的解决方案是‘唾手可得的果实’，可以增加全球可再生能源的产量。”

理论研究带来惊喜

2020 年，Bakken 指导了 Nora Rydland Fjøsne，后者在她的硕士学位期间研究了该主题。

在她的理论研究中，Fjøsnes 研究了西班牙南部瓜达尔基维尔地区现有的没有水力发电的水坝，那里的许多水坝用于土壤灌溉和饮用水供应。

在模拟中，涡轮机被“安装”在该地区目前未用于生产水电的 13 座大坝中。

该研究着眼于没有水电的现有水坝——这里位于西班牙南部的瓜达尔基维尔地区。图片来源：挪威科技大学

这项研究是使用一个数值模型完成的，该模型描述了集水区的水文和当前用水量以及大坝的大小。

“我们在计算中使用了涡轮机的国际成本。我们研究了未来的电价和西班牙的预计电价，”Fjøsne 说。

对于模拟，她假设当前的用水量不会改变。换言之，新的水电生产不应影响瓜达尔基维尔目前的饮用水供应或土壤灌溉用水。只有“剩余水”，即从水库中用于满足现有需求的水，才能用于水电生产。

改造提供新动力

Fjøsne 发现，从纯粹的经济商业评估来看，在西班牙瓜达尔基维尔的 13 座大坝中的 5 座安装水电技术将证明是有利可图的。

评估将改造这些大坝的估计成本与未来电力生产收入进行了比较。这五座工厂每年可生产 47 GWh，相当于约 4000 至 5000 户家庭的消费量。

“在成本方面，当我们将它们与 IRENA(国际可再生​​能源机构)公布的成本计算进行比较时，13 座带水库的大坝中有几座落入了其他可再生能源项目的范围内。这些大坝在获得一定数量的补贴后也会盈利，”Fjøsne 说。

在世界许多地方都可以实现

Bakken 说：“这是第一项对此进行的研究，因此我们必须将其视为一项测试可再生能源生产全新概念的研究。”

“我们可以从研究中得出结论，现有大坝和水库中存在未开发且具有经济效益的水电资源。这些水电资源可以在不产生新的环境影响、社会后果或水资源冲突的情况下使用，”他说。

“我们相信世界上许多地方都有实现这一目标的机会——在这些地方，已经建造了许多大坝和水库，用于土壤灌溉、饮用水供应、防洪或其他目的。

圣诞节前，Fjøsne 因其在分析水文、技术、经济和环境条件方面的工作而获得了 2020 年创新奖，这些工作涉及为水电生产改造现有供水大坝。