环境灾难还是清洁能源未来的关键?水电的新转折

 
史蒂夫·洛(Steve Lowe)注视着加州沙漠中心一个空旷的坑，小心不要让烈风把他打倒在边缘。
该矿井曾经是一个繁华的铁矿，它将矿石通过铁路运到附近的凯撒钢铁厂。当钢铁制造业下滑时，洛杉矶县试图将废弃的矿山变成一个巨大的垃圾填埋场。保护主义者希望该地区有朝一日成为约书亚树国家公园的一部分，该公园由三个侧面围绕。
劳的看法截然不同。
在全球最大的太阳能和风电场运营商NextEra Energy的支持下，他正在努力为数十亿加仑的水填充两个采矿场，创建了一座巨大的“抽水蓄能”电厂，他说这将帮助加利福尼亚从中获得更多电力可再生资源，而来自化石燃料的资源则更少。
Lowe的项目，称为Eagle Mountain，绝非异常。全国各地的公司都在争相建设类似的设施，以补充太阳能和风电场。
这些计划正在消除环保主义者的关注，环保主义者热爱太阳能和风能，但通常反对建造新的水坝，这是许多抽水蓄能项目的特点。批评人士说，一些拟议中的设施将淹没风景秀丽的峡谷，中断河流的自由流动，并危害鱼类和野生动植物。
在鹰山(Eagle Mountain)，几个废弃的矿井之一将充满从地下抽出的水。当附近的太阳能发电场用廉价的电力淹没电网时，Lowe的公司将利用这种能源(否则可能会浪费掉)将水抽上山坡到更高的坑中。
当电网上没有足够的太阳能时-日落之后，或者可能是阴天数天后-重力允许水流回地下坑，流经地下发电站并发电。
Lowe说：“这是整合太阳能的自然​​解决方案。”
鹰山植物不会中断任何河流或破坏原始景观。但是环保主义者说，这个耗资25亿美元的设施将在加利福尼亚最干旱的地区之一从地面上抽太多的水，并延长工业化的历史，而距离美国访问量最大的国家公园之一仅几英里。
Lowe拒绝了这些论点，称他的建议在经过一轮又一轮的环境审查后仍然存在，并且只会消耗一小部分地下蓄水层。
该项目的命运可能取决于一个没有简单答案的问题：在应对气候变化中，有多少环境牺牲是可以接受的，甚至是必要的?
抽水蓄能工厂已经在商业上使用了数十年，如今在美国约有40家设施在运营。它们中的大多数是作为核电站的伴侣而建造的，它们在夜间吸收低成本的能源，然后在需求和价格较高的白天或晚上时段发电。
现在，可再生能源正在扰乱电网的动力。抽水蓄能电站的运行方式不是他们原来设计的，而是全天上下循环以适应风和日晒的变化。开发人员认为需要一种专为21世纪需求而设计的新型抽水式存储。
自2014年以来，联邦能源管理委员会已收到或批准了至少51吉瓦抽水蓄能的申请，是当今美国容量的两倍多。
提案包括加利福尼亚东部山脉的一系列有争议的新水坝，此后被开发商取消。计划在拉斯维加斯郊外建造两个水库，并在其中填充科罗拉多河水;以及由环境团体支持的蒙大拿州工厂，该工厂将利用燃煤电厂目前使用的电力线。
拟议容量的约三分之二是在西部地区，这在一定程度上是由加利福尼亚州积极的清洁能源目标和巨大的电力需求驱动的。
Gridflex Energy首席执行官Matthew Shapiro说：“在最近几年，尤其是去年，情况确实在增加。” Gridflex Energy提出了9个抽水蓄能项目，其中包括南加州克恩县的一个。 “您拥有更多的公用事业和州，它们都在制定低碳目标和制定高可再生能源计划。”
缅因州，内华达州，新墨西哥州，纽约州和华盛顿州的立法者去年通过了法律，设定了到本世纪中叶实现100%清洁能源的目标，该目标是建立在加利福尼亚州和夏威夷州以前的100%法律的基础上的。这些州以外的公用事业公司也有类似的承诺，总部位于亚利桑那州，密歇根州，明尼苏达州，北卡罗来纳州和弗吉尼亚州的主要电力提供商承诺到2050年或更早实现零碳排放。
在成本下降的推动下，在没有强制性规定的州，风能和太阳能也在迅速扩张。
随着该国逐渐摆脱化石燃料的使用，关键的挑战将是确保当太阳不发光且风不吹时电网上有足够的电力。
目前，加利福尼亚州通过燃烧天然气来替代每天晚上失去的大部分太阳能发电，天然气的排放量比煤炭少，但仍是使地球变暖的化石燃料。倡导者说，抽水蓄能是可能填补天然气厂作用的几种技术之一。
抽水蓄能电站的建造要比锂离子电池贵，后者过去十年的成本下降了87%。但是电池通常只能存储几个小时的电量。在多日期间，当太阳消失在云层后面且风减弱时，它们将不会有太大帮助。
抽水蓄能设施可以在更长的时间内(满18小时)以满负荷发电。
加利福尼亚独立系统运营商副总裁马克·罗斯勒(Mark Rothleder)说：“如果我们要开始减少对车队中天然气资源的依赖，我们就需要具有更长使用寿命的产品。”大多数州。
Rothleder指出了最近在夏威夷考艾岛上的经历。 2019年7月，电网问题和恶劣天气(包括岛上最大的天然气厂的故障，水电设施的维护以及几天阴雨天限制了太阳能的生产)相结合，迫使当地公用事业公司实施了滚动停电。
Rothleder说：“他们没有更长的存储时间。”
直到最近，加利福尼亚州的监管机构还没有计划在不久的将来需要更多的抽水蓄能。上个月，情况发生了变化，当时公用事业委员会发布了一份计划文件，该文件计划在2026年之前考虑将近1,000兆瓦的新抽水蓄能或其他长期的能源储备技术。
是Lowe的父亲，他最初梦想着利用废弃的Eagle Mountain矿山来发电。在1990年代初，Art Lowe由一位工程师朋友乘飞机飞越加州沙漠。朋友低头看着鹰山，评论说，巨大的坑非常适合抽水储存。
Art Lowe赞同这个想法。他于2009年去世，但他的儿子史蒂夫(Steve)承担了重任，获得了一个1,300兆瓦项目的联邦许可，随后将其父亲创办的公司Eagle Crest Energy Co.的多数股权出售给NextEra。这家总部位于佛罗里达州的能源巨头在10号州际公路沿棕榈泉东部的沙漠中拥有四个附近的太阳能农场。
像他的父亲一样，Lowe认为该地点非常适合抽水蓄能。这些水库已经建成，减少了数亿美元的建设成本。数十年来的工业开采极大地扰乱了景观。
沙漠乌龟专家，Eagle Crest的长期生物学顾问爱丽丝·卡尔这样说：“这似乎很好地利用了地面上的两个大洞。”
保护组织再也不能不同意。
他们说，鹰冠计划将近80亿加仑的地下水泵入其水库，再加上每年再补充50亿加仑的天然气以补充因蒸发而损失的水，这可能会损害依赖于地下水的植物和野生动植物-开发商对此表示争议。批评者还担心，该项目可能会使大角羊难以在约书亚树国家公园的山脉之间迁移，并且可能吸引掠夺年轻沙漠乌龟的乌鸦。
鉴于该项目位于炎热干燥的科罗拉多沙漠中，再加上持续的气候危机加剧了加利福尼亚州和整个西部地区的极端干旱，有关抽水的争论尤其激烈。
约书亚树的官员说，他们同意伊格尔·克雷斯特(Eagle Crest)的观点，即在国家公园中作为野生生物绿洲的泉水由浅层地下水而非伊格尔·克雷斯特计划挖掘的更深的查克瓦拉山谷含水层提供。但是环保主义者对此表示怀疑。
国家公园保护协会的项目经理克里斯·克拉克(Chris Clarke)指出了加利福尼亚沙漠另一部分的最新研究，加的斯公司(Cadiz Inc.)希望在那里抽水并将其出售给城市。由加的斯反对者资助的一项研究发现，一个关键的地表水泉与地下含水层处于“液压连通”状态。
克拉克说，在鹰山地区，“实际上并没有对该地区实际水文学进行彻底的分析。”
在西南沙漠中，能源项目之战并不新鲜，这里是该国一些最大，最壮观的完整自然景观的所在地。针对太阳能和风电场的提案迫使环保组织确定哪些项目值得作为抵御气候变化的堡垒，哪些会带来太大危害。
鹰山(Eagle Mountain)土地最初是约书亚树国家纪念碑(Joshua Tree National Monument)的一部分，而该纪念碑是当今国家公园的前身。但是国会在1950年删除了它们，为大规模的铁矿开采扫清了道路。许多保护主义者认为，采矿停止时，土地应归还给公园。
辩论已经转移到萨克拉曼多，NextEra在2018年和2019年支持了该法案，该法案似乎旨在帮助Eagle Crest为其项目产生的电力签约买家。 NextEra向议员们辩称，加利福尼亚州受到严格监管的能源市场可能没有能力获得如此庞大的资金和建造的项目。
评论家们反驳说，如果该项目像NextEra所说的那样有用且具有成本效益，那么该公司在寻找买家方面就不会有任何麻烦。
两项法案均未能通过。但是环保主义者担心还会再有尝试。他们正在观看2255号法案，该法案由D-Stockton的女议员Susan Eggman提出，但尚未填写详细的语言。
当被问及该法案是否将成为支持伊格曼山的工具时，艾格曼的参谋长戴维·斯塔默尔约翰(David Stammerjohan)说，立法者正在制定“一项技术中立的法案，该法案侧重于长期存储的需要，这不是计划，具体。”
在全国范围内，像鹰山这样的项目正在引发争论。
去年春天，联邦能源管理委员会(Federal Energy Regulatory Commission)拒绝了该设施的初步许可，该设施本应在西弗吉尼亚州的莫农加希拉国家森林中部分建造。该提案遭到了包括黑水之友在内的团体的批评，该团体散发了一份请愿书，称该项目将“拦阻三级鳟鱼流，撞击敏感物种，并打扰标志性的黑水峡谷”。
另一个有争议的项目是在亚利桑那州，Pumped Hydro Storage LLC建议在大峡谷国家公园外修建小科罗拉多河大坝。私人非营利组织大峡谷基金会(Grand Canyon Trust)表示，该项目将淹没神圣的霍皮族部落遗址，威胁到濒临灭绝的座头鲸，并使一条偏远的远足径产业化。
Pumped Hydro Storage联合创始人史蒂夫·欧文(Steve Irwin)表示，该公司正在研究一项修改后的提案，其中涉及在小科罗拉多州的一侧峡谷筑坝，而不是在河流本身上筑坝。这将使该公司的工厂成为一个“闭环”工厂，尽管仍会破坏相对不受干扰的景观，但它不会中断自然水道。
环保主义者指出了其他技术，这些技术可能会在没有阳光和风的情况下保持照明状态。
加州的几家公用事业公司在今年早些时候签署了地热发电厂的合同，这些发电厂可以全天候产生对环境友好的电力。洛杉矶正在调查是否可以使用犹他州的地下盐穴来存储压缩空气或可再生氢形式的清洁能源。美国海军最近放宽了对加利福尼亚中央海岸以外的浮动风电场的反对，有可能帮助该州获得比陆上阵风持续吹拂的海上风。
环保非营利组织自然保护协会(Nature Conservancy)去年发布了一份报告，研究加州如何在不破坏敏感土地的情况下满足其对清洁能源的需求。该报告详细介绍了61种方案，以实现该州的长期目标，即到2050年将全球变暖排放量减少80%。
大自然保护协会加利福尼亚能源计划主任埃里卡·布兰德(Erica Brand)说，抽水蓄能“在这些情况下只占相对较小的一部分，而且并非在所有情况下都存在。”
在需要新的抽水蓄能的范围内，现有的水坝至少可以满足部分需求。洛杉矶水电局正在拉斯维加斯郊外的米德湖进行抽水蓄能项目，圣地亚哥县水务局希望将圣维森特水库用于类似的项目。
布兰德说，抽水蓄能“发挥着作用。但是，对于特定项目，一切都与影响有关。”
约书亚树国家公园的官员曾经希望看到鹰山的土地返回公园。不过，最近，他们更加专注于限制对自然生态系统的潜在危害。他们正在与Eagle Crest达成一项协议，以研究穿越公司土地的大角羊的遗传和健康状况。
对于约书亚树的负责人戴维·史密斯(David Smith)来说，弄清楚如何处理鹰山并不容易。他担心如果建造该设施，大角羊和沙漠龟会发生什么情况。但是他也担心气候变化，这有可能在整个公园的大部分地区消灭约书亚树的同名物种。
火灾也给约书亚树造成了损失。史密斯说，这些大火是由入侵性的草推动的，而这些草的生长则受到洛杉矶烟雾的推动。这种烟雾来自散发着变暖气体的汽车，卡车和发电厂。
如果像鹰山这样的项目可以帮助可再生能源替代化石燃料，史密斯可以看到其中的优点。
史密斯在谈到Eagle Crest计划抽取的地下水时说：“耗尽有限资源(甚至是我们不使用的资源)的想法与我作为公园经理的工作背道而驰。” “但是与此同时，由于火灾和气候变化，我看到了真正的威胁。”
他说：“这确实非常艰难。”