据美国电力研究院(EPRI)最近的调查显示,美国每年电力供应中的30%来自水力发电。
美国能源部对河流水力资源蕴藏量开展了调查评估。美国电力研究院与阿拉斯加大学安克雷奇分校和费尔班克斯分校,以及美国国家可再生能源实验室等单位参与完成该项调查评估。
评估的目的在于了解河流水力资源的大致总量及其地理分布状况。这将对政策制定者、水力项目、仪器开发者、投资者、大学及科研机构、公益性机构、环保组织、能源部、军队、美国陆军工程师兵团以及美国地质调查局具有一定的参考价值。
该报告被称为迄今为止最严谨的评估报告。报告给出了理论资源(天然可用资源)总量估计值,以及技术可开发的水力资源量估计值(考虑理论资源的获取与转换的一些技术因素)。然而,由于实际资源考虑了一些额外因素,如现有的使用量、环境敏感地区和其他未囊括的地区、经济制约、有效传输等,实际资源仍是技术可开发资源中的一项未知数,因此,这项数据在报告中并未出现。美国电力研究院指出,需要作进一步的细致研究,才可能获得可靠的数据。
该项评估分析了48个州的71 398个河段以及阿拉斯加的一些河段,这些被评估河段为美国本土地区提供了1 381 TW·h/a的理论水力资源蕴藏总量,大约相当于美国年均电力消耗的25%;技术可开发的水力资源蕴藏量为120 TW·h/a,约占美国年均电力消耗的3%。
美国电力研究院水能研究项目部认为,理论估计值为获得美国河流水力资源总蕴藏量提供了一种视角,可以进一步把这个值分解为技术可开发水资源蕴藏量估计值,因为开发该资源也有一定的限制条件。同时,该项目部还认为,尽管实际上可开发的水力资源量尚属未知,但是水力发电仍然可以成为美国一种重要的可再生能源选择。
评估结果显示,密西西比河下游地区的技术可开发水力资源蕴藏量占了大约一半(47.9%),阿拉斯加为17.1%,太平洋西南岸地区占9.2%,俄亥俄地区为5.7%。这4个地区的水力资源蕴藏总量共占技术可开发的水力资源蕴藏量的80%。
项目小组利用了基于GIS的NHDPLus详细空间数据,该数据库包含有河段的特定信息,比如流量特征及河道坡度。由于该系统未涵盖阿拉斯加地区,项目小组从爱达荷国家实验室的虚拟水力勘探者、Google地球、以及美国地质调查局获得了一些有关水头和流量方面的数据。项目组将某个采集因子应用到特定的河段,用于估算其理论可开发的水资源蕴藏量,从而计算出技术可开发的水资源蕴藏量。在分析的过程中,共计算了32个方案,获得了采集因子与坡度及流量之间的经验函数。由于缺少阿拉斯加的河道坡度数据,研究小组仅使用流量对采集因子进行了估算。
尽管在评估技术可开发的水力资源蕴藏量中,已经考虑到了一些重要的限制因素,但考虑到水轮机使
用的实际限制,在理论可开发的水力资源蕴藏量中,技术可开发水力资源量蕴藏量将会进一步减小。而实际可开发的水力资源蕴藏量,依旧是技术可开发水力资源蕴藏量中未知或较小的一部分。
虽然该项研究大大推动了人们对美国本土地区水力资源蕴藏量的认识,但仍然存在一些不确定因素。此外,针对现实存在的制约条件,以及这些制约条件对技术可开发水力资源蕴藏量的份额所造成的影响,都需要开展更深入的研究。
不过,该项目部认为,该项评估是在美国研究院2007年水力资源蕴藏量估算的基础上完成的。现在拥有更完善的数据和更好的分析工具,因而能获得更准确的分析结果。