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水电经常被吹捧为清洁能源，但这种说法只在不造成空气污染的狭义上是正确的。在许多地方，比如美国东海岸，水电大坝破坏了几乎每条主要河流的生态完整性，并导致洄游鱼类大量死亡。
这种情况无需继续。我们的河流可以从混凝土的束缚中解放出来，同时继续在以前的水电站大坝上发电。这是怎么发生的呢?许多因素的综合作用——许多水坝的老化，工业规模替代能源的出现，以及人们越来越认识到传统工程方法在维持洄游鱼类种群方面的失败——这为大河继续提供电力，同时恢复其生物遗产提供了新的可能性。
答案可能位于“分享”我们的渔村河流中，概念很简单。卸下老化的水电坝，其中许多电力产生相对少量的电力，并且很快就能传递。当水位后退时，河流将只占据新露储层底部的一部分。让我们将这些区域用作公用事业级光伏（PV）和风电装置的家庭，让我们使用现有的电力线基础设施到大坝，将新的太阳能和风电设施连接到电网。
这一愿景既保持从这些前水电站点流动的电力，同时帮助复活一次丰富的鱼类运行，如最近发生在缅因州。
鱼类准入记录惨淡
超过半个世纪的现代企图允许鱼来横穿船只透露在美国东方东部地区的历史产卵的水坝阶段呈现出令人沮丧的记录。诸如鱼梯的高度不自然的贩运通常仅对捕鱼在上游产卵中持续有帮助，这是一些迁徙鱼类运行的一个原因已经下降了五个数量级。
乘坐大西洋鲑鱼，曾经在美国河流中占据了50万百万的食物鱼。2014年，少于400人试图达到新英格兰产卵场地。这些遗物群体通常受到收获保护，但仍未有意义地恢复。
没有任何其他行动能像拆除大坝那样有效地恢复河流的生态完整性。然而，这些努力可能会以水力发电的损失为代价。因此，1999年缅因肯纳贝克河上的爱德华兹大坝(当时仅发电量3.5兆瓦)的溃坝成为了一个先例，许多人希望它能成为一个先例，但东海岸其他发电量更高的大坝却没有随之拆除。
然而，在爱德华大坝倒塌后，肯纳贝克河显示了拆除大坝以恢复洄游鱼类的效果;一个半世纪以来，鲱鱼，一种鲱鱼，第一次能够进入上游的支流，塞巴斯蒂安。在短短几年内，Sebasticook的鲱鱼数量从不存在增长到近300万只，支持了几十只秃鹰和庆祝Sebasticook非凡复兴的“鲱鱼节”。
从破坏老化的水坝开始
为了在能源生产和生态需求之间更公平地“共享”一条河流，关键步骤将是破坏现有的水坝。尽管这可能看起来缺乏远见——如果不是完全激进的话——但重要的是要记住，许多混凝土墙都是中年人或更老的人，在未来几十年将达到他们的预期寿命。不断恶化的大坝是一个严重的公共安全问题——随着气候变化引发更频繁、更强烈的风暴，这一问题可能会加剧。
我们认为，鉴于国家能源格局的迅速发展，应该考虑拆除大坝的引人注目的生态和迫在眉睫的结构原因，它们共同预示着显著改善主要河流管理的令人兴奋的可能性。幸运的是，传统的水力发电设施已经提供了蕴藏在水库和现有输电线路下的土地，这些土地可以用于可再生能源。
在违反大坝并排出水库，可以为新用途提供大量土地。例如，在马里兰州采取Conodeo大坝。ConoYo是苏克兰河河河的55英里下方的四个水坝中最大的最大的水坝，只占Chesapeake湾头部的九英里。它的572兆瓦容量由9,000英亩的水库供给，该水库也用作巴尔的摩的紧急供水，并为附近的桃子底核植物提供冷却进口的水。游泳池也被娱乐船和渔民使用。
如果Conodeo Dam被拆除，这将释放足够的区域来取代沿着前水库底部的太阳能公园的电力丢失的水力发电，并允许其他土地用途，例如创建流苏湿地和森林。
相比之下，加州新建的392兆瓦的伊万帕太阳能发电系统占地3500英亩，有三个单元。莫哈韦的日照比大西洋中部地区多，但根据国家可再生能源实验室的计算，按英亩计算，科诺温戈地区应该能支持沙漠76%的发电能力。因此，大约四分之三的河底需要太阳能来满足艾文帕的输出。
清除科诺温戈大坝面临的另一个问题是大坝后面的沉积物需要稳定。水库本身已接近饱和，目前的计划是疏浚池，估计每年花费4800万至2.67亿美元。那些关心切萨皮克湾生态健康的人担心，如果大坝被拆除，数百万吨富含营养物和(潜在的)有毒物质的沉积物可能会涌进海湾。但是泥沙稳定是在大坝清除过程中经常做的工作，并且可以通过精心的设计和工程安全地完成。
当地居民的反对呢?
最后，那些珍惜现状的人的回顾如何？当ConoYo水库开始于1928年开始填补时，很少有当地居民活着，所以大池是他们的文化遗产。当然，任何如此剧烈的变化都会在许多论坛中进行热烈的争论。但只有少数房屋存在于29英里的海岸线上，如果储存器被移除会受到影响。
在缅因州的佩诺布斯科特河(Penobscot River)上，关于拆除主要水坝的辩论也遇到了同样的问题，最终达成了共识。保留发电量(转移到较小的支流)对完成交易很重要，在其他情况下可能也很重要。尽管人工水库有自己的爱好者，但河流中往往有更多的人——喜欢钓鱼、划船和欣赏自然的人。一项研究表明，拆除爱德华兹大坝带来了巨大的经济效益。
核电站和巴尔的摩的应急供水呢？桃子底部植物可以安装吝啬的，闭环冷却塔，巴尔的摩仍然可以在紧急情况下从苏克斯纳撤出水。
还有其他潜在的工具可以帮助共享河流。任何剩余的回水池塘都可以安装浮动太阳能电池板阵列，就像在日本成功使用的那样。此外，由于水库坐落在山谷中，在某些情况下，周围的山脊可能会安装风力涡轮机。尽管诸如此类的综合替代能源可能会弥补或超过原始水力的损失，但“河流”水力发电——只有一部分电流通过涡轮机——也可能有所贡献。但是，关键的是，在发电的同时，河流的主河道将保持自由流动，为鱼类的重新洄游开辟道路。
在Penobscot河上，最近完成了恢复主要河流的先例，同时保持能源产量等效。这是通过提高一组支流上的水电发电能力来完成的，同时通过坝移除和更有效的鱼道重新打开主干道和更有效的鱼道 - 因此将近1,000英里的河流栖息地返回11种海奔鱼类，包括大西洋鲑鱼，鲟鱼和鲟鱼和河鲱鱼。
新英格兰地区的其他河流，如肯纳贝克河、梅里马克河、康涅狄格河和胡萨托尼克河，这些曾经具有生物生产力的河流，现在被多个水坝堵塞，可能会成为这些思考河流未来的新方式的主要候选人。
我们需要一个截然不同的视角
还可以探索其他创新办法。先前被淹没但新近可用的河滨地产可能会被出售或转让，用作保育地役权或公园，甚至是环境敏感的住宅开发。这些销售收入可以用于其他有前景但未得到充分利用的地区的太阳能或风能项目，如垃圾填埋场和城市棕色土地。
对新战略的讨论是及时的，因为我们即将在缺陷的现状上逐步推翻。联邦能源监管委员会将在未来几年内评估许多东海岸水坝，以便在未来几年内重新夺取许可，这些许可将锁定在失败的鱼类通道范式范式中，额外的半个世纪。
作为两位研究河流的保护生物学家，我们认为是时候去探索一个截然不同的视角了。也许水力发电公司不应该继续充当那些本来可以是充满生命的健康河流的看门人。当然，社会需要电力，而河流已经是我们电网的一部分。未来的道路可能只是在可再生能源生产和自然生态之间更公平地共享一条河流。
Karin Limburg是纽约州立大学环境科学与林业学院的环境生物学教授。约翰·瓦尔德曼(John Waldman)是皇后学院的生物学教授。本文最初发表于360年耶鲁大学环境．
11日评论
为了
有为鱼类修建的门户水坝，还有其他比拆除大坝成本更低的解决方案。在适当的时候应该加以考虑。此外，随着时间的推移，混凝土大坝会变得更坚固，因为它们继续养护，不存在任何结构问题。在修建大坝之前，人们首先想到的是更小的住房面积、更宽松的柴油汽车限制，以及其他更简单的解决方案。在我居住的地方，很大一部分电力来自焚烧垃圾、风力发电场和大坝。这篇文章确实为保持大坝提供了强有力的理由。
噢。
对于产量可观、水库相对较浅的大坝，
具有满意的迁移支持[或没有记录的需求]，为什么
没有双重？排水足够长，以建立一个简单的系统
在水面上安装太阳能电池板的电塔。或者只是浮动
这样的结构不需要消耗任何东西，而且有效
在不炸毁整个大坝的情况下，恢复用于太阳能发电的土地
一开始对基础设施的投入。简单的
例如，替换似乎是相当浪费的思维，例如一步
横向而不是实际的进展。
_H *
在洪水飞机上使用太阳能?
这对你来说是个(不太好的)主意!覆盖分水岭地区，为释放的河流提供超大英亩的光伏发电对环境来说并不是一件好事，即使它可以被洪水保护。这也是一项糟糕的光伏投资。
放置PV的正确位置是接近电源的使用，在系统上缩减压力，而不是“网格上的某个地方”，其中它利用了更多电网资源的数量级来将电力传送到负载。虽然实用规模PV的安装$ /瓦价格低于屋顶PV，但它也值得一点，因为它需要更多的网格基础架构来使其有用。
浮动实用规模PV阵列正在平坦的平台限制日本进行实验，但目前尚不清楚覆盖浮动PV的湖泊比在美国的PV覆盖流域的更具意义。（http://www.greentechmedia.com/articles/read/japan-to-build-worlds-biggest-floating-solar-farm）
在美国，公用事业规模的太阳能目前占据了光伏发电的最大份额，但在进一步破坏回收的河岸、洪水平面或水坑之前，还有大量未开发的商业建筑屋顶的使用更有电网意义和环境意义。在商业规模的光伏市场下，无论光伏是站在计价器的纳税人一边还是站在公用事业一边，电价结构层面的政策支持都可能点燃导火线。
PV需要水电完整或扩展
随着我们增加电网上的PV量，并将其提高到网格上的水电量，它将越来越难以处理变化，随着时间的推移 - 白天和夜晚之间以及阳光之间的变化和阴天。网格运营商通过调度不同的一代来源，现在，越来越多地控制负载的“需求响应”方案，所有时间（通常主要是负载的变化）处理可变性（通常主要是负载变化）。随着光伏量的增加，需要快速响应调度发电，以补充它增加。最佳响应的生成来源是燃气轮机和水电。如果我们想从化石燃料中断奶，我们将需要更好的水电。
核能有时被认为是光伏和风能的一个很好的补充，但它最好是在稳定的电力状态下运行——甚至比煤炭更稳定。它不能做快速响应的工作来补偿PV输出和负载的变化。储能可能是一个“银弹”，但在短期内让电池达到大型水力发电厂的规模是不现实的。现实的选择是抽水，一个好的选择可能是在现有的大坝上增加抽水的能力。需求响应也需要得到改善和更多的利用，但在这方面所能做的是有限的。
我们在脱碳我们的电力系统方面面临着重大挑战。为了做到这一点，我们需要鼓起我们所能的所有资源。水力发电系统不仅提供低碳电力，而且还促进了使用更多的光伏和风 - 它们对低碳网格的价值超出了它们直接生产的兆瓦。当我们最需要它们时，这次将它们带走将是一个悲惨的错误。
如果我们继续通过气候变化，使一些河流干涸，并改变其他河流的温度和盐度，试图通过拆除水坝来帮助鱼类是没有意义的。
一旦我们有了一个无碳的电网，这个电网有了尚未发明的存储解决方案，并与需求响应相结合，使它能够正常工作，而不需要通过水力发电厂发电，我们就可以奢侈地考虑拆除大坝。
所以环境狂人是
因此，环保狂人愿意用鱼的生命换取在风车碰撞中丧生的鸟的生命。那些能让你开心的事情。
顺便说一句，水电可以关闭，并愿意
你如何在晚上或阴天打开太阳日？当没有什么时候你怎么样？
“需要”更多的高可调度来支持PV是一个神话。
日前市场中分布式PV的总输出曲线比负载的可变性更可预测。这种可变性的预测性与某些随机变异性有很大差异，并且已经被证明远远远远比电网运营商在几年前思考的比较更容易（甚至在PV在一些馈线上为110％的送货员源于110％的地区。）
在夏威夷的效用最初怀疑PV的高浓度一些支线在瓦胡岛的电网干扰,但逆变器供应商之一Enphase sub-minute时间保持巨大的数据集,并把数据交给第三方进行分析。结果表明，不仅光伏的高密度不是直接原因，而且光伏有助于稳定电网，抵御这些干扰，而且通过软件更新，允许更长时间通过本地光伏，能够进一步稳定电网。Greentechmedia和其他媒体对此做了详细的报道。Enphase当然在为此得意洋洋:
http://www2.enphase.com/eblog/2015/something-astounding-just-happened-enphases-grid-stabilizing-collaboration-with-hawaiian-electric/
需求响应更快，更便宜，在网格充血点比任何气体峰值或Hygro生成都可以是更快的，更便宜，更具可控性。如果FERC订单745被最高级别统治，推翻了D.C.地区法院，需求响应将能够投标能力市场，需求响应的增长将比已有的速度快。（我期待今年夏天的某个时间统治，但根据我的观察，已经秋天了。）
金融的学习曲线的网格电池技术(多种类型、能力和响应特性),电池将采取一个更大的角色在不同的频率控制等辅助网格服务&峰值发电、做得更好和更低的成本比化石解雇或水电见顶。这比几年前看起来更现实(即使是在短期内)，而且当分布式光伏达到需要补偿的水平时，成本肯定会更低。夏威夷部分地区目前正在接近这一水平，敬请期待。加州举办的企图是积极的,并要求网格存储(米)的两边CAISO地区能够管理预期fast-ramping需求在未来,但是他们可能夸大了实际的需要,因为有多么廉价的自动化需求反应。分布式智能电网热水加热器元件能够实现相当大的负荷平滑(甚至是频率控制)，并且在监管环境允许对资产进行聚合、现金补偿和电网运营商控制的情况下能够实现。
YounicoS刚刚在过去一周中赢得了ercot（德克萨斯州）的合同，以便在现有的较小实用尺度PV阵列中共同定位电网电池操作。如果电池+ PV可以在价格和性能在低价天然气储量丰富的得克萨斯州击败气peakers，你可以打赌它不会很长，它可以在你家附近打败它。http://www.utilitydive.com/news/german-storage-developer-to-construct-first-utility-scale-texas-solar-stora/406049/
电池不会很快更换大古乐大坝，但分布式电池很容易替换美国东北大部分的大部分水力发电，如博客文章中讨论的那些，并通过美德提供更好更具可靠的网格稳定较快的响应和分布在变电站的各个方面。但他们不必在绝对能力方面提供非常多。
水电并不像看起来那样没有温室气体。湖泊产生的甲烷，以及与其他许多用途(包括森林)相比，该面积的碳汇更低，即使不是明确的碳足迹，也会造成温室气体足迹。新英格兰所有的水力发电系统的总发电能力与一个小型核反应堆(如现在已下线的佛蒙特扬基核电站)相比微不足道，更不用说ISO-NE系统的整体发电能力了，而且很容易弥补。让它们走并不是一件奢侈的事情，即使是中等尺寸的版本。电网运营商不会错过这些容量，除非所有的容量都以非常迅速的方式一次性全部关闭。总数的一小部分所有的水电建设在新英格兰和水电从加拿大进口加起来不到10%的峰容量和年平均ISO-NE电网电源,并与其他实用程序的总体规模在该地区可再生能源。
http://www.iso-ne.com/isoexpress/
表后的可再生能源和热电联产机没有出现在ISO-NE的核算中，因为它们没有受到电网运营商的直接监控。但它在整个地区的增长速度超过了所有的预测，如果得到更好的监管和政策支持，它的增长速度可能会更快。
像马里兰州的Conowingo / Susquehanna大坝这样的中型水电站的退出需要一些规划，但在一个十年的时间框架内，这并不特别困难。马萨诸塞州在不到10年的时间里增加了大约2倍的PV容量，如果算上仪表两边的PV，仅仅过去两年就增加了一半。(这还不包括用光伏覆盖溃坝后的洪水平面。:-)它比那要广泛得多，分布也更好。)马里兰州仅仅触及了光伏发电的表面，目前其装机容量还不到MA的20%。但如果有足够的政策支持，指数级增长可以让它们在2020年超过MA，即使2020年MA的装机容量将是当前水平的4-6倍(除非国家政策出现180度大转弯)。
底线是，我们真的不需要小规模的水力发电，但你最不想做的就是利用回收的土地来实现更集中的电力规模PV。部署PV的方法要有用得多。事实上，PV是如此的可伸缩，使得它选址在一个遥远的山谷，而不是正确的负载。在这些地方设置大坝的理由是地形，但与光伏发电的意义无关。仅仅因为您可以在那里安装PV，并不意味着您应该在那里安装PV。
没有水电也行，但让化石植物退休更好
正如Dana解释的那样，我的主题线“PV需要水电”是一个夸大。有包括电池，需求响应和燃气轮机的选项。需求响应是在许多方面是最好的选择。但是现在我们正在使用燃气轮机来完成工作。一旦我们用PV，需求响应和电池的组合更换燃气轮机，我就可以考虑拆卸水坝。与水电相关的甲烷排放是一个真正关注的，但与新大坝有关;用旧的，大坝的水，所以说话。在山谷中森林的机会可能很重要，但我怀疑单独证明对燃气轮机继续依赖的证明。
甲烷释放仍在继续
什么，老水坝的水藻不再生长了吗?人工湖产生的甲烷不是湖泊年龄的函数。
http://www.climatecentral.org/news/hydropower-as-major-methane-emitter-18246
在小型和中型水电之前，天然气峰值可能会消失，无论你如何积极地拆除它们。
目前，大部分的辅助电网稳定工作都是由燃气高峰期完成的，但在越来越多的地方，风电场正在(很快地，存储和/或快速增加非关键负荷)。风电场的转子螺距小变化的斜坡速率比峰值速度更快、更准确，维护和运行成本也比旋转储备低得多。Xcel能源公司每天都以这种方式使用风力发电场，限制旋转储备要求，并使用联合循环燃气(其效率是快速上升峰值的两倍)或其他大型发电厂，以完全相同的方式跟踪较慢的波动。
在风电场的年度容量因素下，这需要微小的分数，但它即使近年来的经济也是历史记录的天然气价格低廉。在区域网格上有风电越多，将越突出，但它不需要大量巨大。
虽然从技术上讲，用小型水电做一些辅助服务和负荷跟踪是可能的，但目前还不清楚它是否真的在任何地方发生。谁能举出一个例子，在东北地区，小型水电公司被支付电网稳定服务或负荷跟踪费用?(也许在佛蒙特的某个地方?或也许不是。)我怀疑，只有在重水力TVA或BPA区域，你会发现水力资源被用于负载平衡，而几乎没有用于电压优化和频率控制等辅助服务。
可感知电网的热水器已经被证明可以快速增加(到毫秒级)负载，部署它们只是时间问题，并支付辅助服务，降低用峰值稳定电网的成本。这主要是一个监管问题，而不是成本或技术问题。有很多更便宜的方法来稳定电网，这些方法比快速上升的峰值更精确，更容易定位问题区域，很明显，它们的寿命已经不多了。只有在那些资本投资仍以费率为基础的地区，这些发电机在2030年日元升值后才具有经济效益。在许多领域，甚至在监管改革向更多参与者开放这些市场之前，它们现在都是不经济的。
今天下午GreenTechMedia的一篇博客报道了化石燃料的峰值即将消失:
http://www.greentechmedia.com/articles/read/how-energy-storage-can-cut-peaker-plant-carbon-for-the-clean-power-plan.
需要一个摆脱化石燃料的计划
Dana，你说的很多话我都同意——比如整合更多光伏发电不是问题，需求响应是稳定电网的好方法。但我们离不使用化石燃料的可再生电网还有很长的路要走。我在考虑一个10-30年的时间范围，希望摆脱大部分的化石燃料，而不是想如何让PV在未来5年上升到10%。我们可以在没有水的情况下做到这一点，但我们肯定需要一套工具，如果我们使用所有最好的工具，将会更便宜。海德鲁实际上是最好的。
风能和太阳能都可以通过丢弃能源在任何时间尺度上进行调控。是的，如果你想实现的目标很小，那么损失的数量可以很小。风能也可以利用涡轮机的惯性做更短时间尺度的事情。这是所有伟大的。但它不如水力发电那么好，水力发电不会浪费任何能量。有了水力，就不需要限制对微小扰动的贡献——它可以参与到重大的提升中。事实上，新英格兰的大坝就是为此而建的。(顺便说一下，他们的容量也比VT Yankee更高，后者没有做任何负载无论如何-VT Yankee是0.64 GW的31 GW在ISO-NE。这是2%，明显小于新英格兰地区的水力发电量(4%)，不包括进口(我认为是4%)或抽水蓄能(5%)。尽管我不确定为什么这种比较是相关的。)
作为它们被这样使用的快速证据，这里有一个页面抱怨康涅狄格河上一个约40兆瓦的大坝高峰运行的影响:
http://www.hanoverconservancy.org/calendar/council-updates-2/wilder-dam/
虽然没有足够的数据表明它比小时制更快，但它至少参与了小时制市场。
绿色科技公司关于峰值即将消失的说法，并不是说使用更少的简单燃气轮机，而更多地使用联合循环。效率有了很大提高，但仍然是化石燃料。基于农田径流生长藻类的故事令人担忧，但可能不能代表典型的水库——这个问题可能与肥料投入成比例，而不是水域面积。传统观点认为(我承认这可能不是全部观点)，甲烷的释放是水下森林的退化，这是一次性事件，尽管需要大约10年的时间。
信息的极度缺乏
不幸的是，许多关于这个问题的评论者都被误导了。这个论坛和其他论坛的许多评论基本上都是这样的:“不，当然我们不能摆脱水，有没有人想到其他的方法来移动鱼?”
但它比这更深。我住在俄勒冈州的Rogue河附近，经历了一系列高调的坝衰退。事实是，绝大多数大坝都认为删除的人们旧的，不再是他们原来的目的，低生产和/或阻挡鱼不必要。在这里删除的一个大坝已经为超过40年的任何东西而被淘汰。然而它阻止了鱼和娱乐。
许多人也没有意识到水坝不仅阻碍了上游的鱼，也阻碍和杀死了下游的鱼。通常情况下，幼鱼在穿过涡轮机时被撕碎，或者在大坝形成的温水池中中暑而死。
此外，水坝阻挡了自然的泥沙流动，这使得鱼类的生存更加困难，因为它们失去了用于产卵的沙洲和沙砾坝。
在很大程度上，水坝没有增加，将来也不会增加。水力发电成本太高，从文化和环境角度来说，都无法做出经济上的选择。我们已经到达了这样一个点，即下降的水坝比上升的多。水电对过去几百年的原始经济是有好处的，但现在是我们摆脱它的时候了。在我们离开的时候把烂摊子收拾干净才是正确的选择。像鲑鱼、鳟鱼和其他在内陆繁殖的鱼类是一种巨大的被破坏和浪费的资源，在我们离开后它们还会回来。
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