近日，新加坡国立大学何小刚助理教授团队与大连理工大学徐博副教授、新加坡国立大学刘战伟、严舒悦博士研究生、以及加州大学圣芭芭拉分校Rafael Schmitt助理教授合作，在Nature Sustainability 上发表题为 《Strategizing Renewable Energy Transitions to Preserve Sediment Transport Integrity》 的研究论文。
通讯作者与课题组简介
何小刚，新加坡国立大学土木与环境工程系助理教授、博士生导师。清华大学本科（水利水电工程+经济学双学位），东京大学硕士，普林斯顿大学博士。
主要研究方向包括：气候变化与水文极端事件,水-能源-粮食系统耦合,机器学习在水文中的应用,深度不确定环境下的稳健决策。
论文信息
标题：Strategizing Renewable Energy Transitions to Preserve Sediment Transport Integrity
期刊：Nature Sustainability
作者：Bo Xu, Zhanwei Liu, Shuyue Yan, Rafael J. P. Schmitt, Xiaogang He*
上线时间：2025年10月
研究背景：水电虽清洁，泥沙不可替
水电是全球能源转型的重要组成部分，每七度电就有一度来自水电。然而，大坝在发电的同时也会拦截河流中的泥沙，导致下游泥沙通量锐减，进而引发河口侵蚀、农业减产、渔业衰退等一系列生态与经济问题。
研究框架：耦合三大模型，实现系统优化
本研究构建的 “水-泥沙-能源”协同规划框架，耦合了：水文模型（SWAT）、泥沙输移模型（CASCADE）、能源系统优化模型（PREP-SHOT）。
通过精细化模拟水电调度与泥沙输移过程，该框架在16种不同气候目标与跨境合作情景下，识别出兼顾低成本清洁能源与泥沙保护的最优水电开发路径。
来源：NUS
核心发现：精准筛选水电站，守住泥沙就是守住未来
1. “低影响”水电站是优选
在规划中的53座水电站中，优先建设34座“低影响”水电站（总装机约1800万千瓦），可在2020–2050年间：
降低能源系统总成本4%（约196亿美元）
泥沙通量仅减少2%（年均减少0.01亿吨）
2. “高影响”水电站代价巨大
若继续开发其余19座“高影响”水电站（约900万千瓦）：
虽可再节省5%能源成本，但将导致泥沙通量骤降73%（年均减少0.40亿吨）
来源：NUS
跨境合作：释放水电调节潜力
研究进一步指出，强化区域电网互联是提升水电调节能力的关键：
若跨境输电能力维持现状（407万千瓦），开发低影响电站可节省56亿美元；
若提升至1280万千瓦，节省成本可大幅增至196亿美元。
替代方案：风光储替代高影响水电，生态效益显著
研究提出：电力可以被替代，泥沙没有等价替代品。
若以风电+光伏+储能全面替代19座高影响水电站：
能源系统成本将增加4%–6%（约157–260亿美元）
但可保留98%的泥沙通量；
若计入泥沙带来的农业、渔业、海岸防护等生态经济价值，可避免约240亿美元经济损失。
生态效益几乎完全抵消甚至超过新增能源成本，抵偿比例达92%–153%，
大脑是世界上最先进的“计算机”，拥有近900亿个神经元，它们通过数万亿个突触相互连接。
来源：NUS
