近日，新加坡國立大學何小剛助理教授團隊與大連理工大學徐博副教授、新加坡國立大學劉戰偉、嚴舒悅博士研究生、以及加州大學聖芭芭拉分校Rafael Schmitt助理教授合作，在Nature Sustainability 上發表題為 《Strategizing Renewable Energy Transitions to Preserve Sediment Transport Integrity》 的研究論文。
通訊作者與課題組簡介
何小剛，新加坡國立大學土木與環境工程系助理教授、博士生導師。清華大學本科（水利水電工程+經濟學雙學位），東京大學碩士，普林斯頓大學博士。
主要研究方向包括：氣候變化與水文極端事件,水-能源-糧食系統耦合,機器學習在水文中的應用,深度不確定環境下的穩健決策。
論文信息
標題：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*
上線時間：2025年10月
研究背景：水電雖清潔，泥沙不可替
水電是全球能源轉型的重要組成部分，每七度電就有一度來自水電。然而，大壩在發電的同時也會攔截河流中的泥沙，導致下游泥沙通量銳減，進而引發河口侵蝕、農業減產、漁業衰退等一系列生態與經濟問題。
研究框架：耦合三大模型，實現系統優化
本研究構建的 「水-泥沙-能源」協同規劃框架，耦合了：水文模型（SWAT）、泥沙輸移模型（CASCADE）、能源系統優化模型（PREP-SHOT）。
通過精細化模擬水電調度與泥沙輸移過程，該框架在16種不同氣候目標與跨境合作情景下，識別出兼顧低成本清潔能源與泥沙保護的最優水電開發路徑。
來源：NUS
核心發現：精準篩選水電站，守住泥沙就是守住未來
1. 「低影響」水電站是優選
在規劃中的53座水電站中，優先建設34座「低影響」水電站（總裝機約1800萬千瓦），可在2020–2050年間：
降低能源系統總成本4%（約196億美元）
泥沙通量僅減少2%（年均減少0.01億噸）
2. 「高影響」水電站代價巨大
若繼續開發其餘19座「高影響」水電站（約900萬千瓦）：
雖可再節省5%能源成本，但將導致泥沙通量驟降73%（年均減少0.40億噸）
來源：NUS
跨境合作：釋放水電調節潛力
研究進一步指出，強化區域電網互聯是提升水電調節能力的關鍵：
若跨境輸電能力維持現狀（407萬千瓦），開發低影響電站可節省56億美元；
若提升至1280萬千瓦，節省成本可大幅增至196億美元。
替代方案：風光儲替代高影響水電，生態效益顯著
研究提出：電力可以被替代，泥沙沒有等價替代品。
若以風電+光伏+儲能全面替代19座高影響水電站：
能源系統成本將增加4%–6%（約157–260億美元）
但可保留98%的泥沙通量；
若計入泥沙帶來的農業、漁業、海岸防護等生態經濟價值，可避免約240億美元經濟損失。
生態效益幾乎完全抵消甚至超過新增能源成本，抵償比例達92%–153%，
大腦是世界上最先進的「計算機」，擁有近900億個神經元，它們通過數萬億個突觸相互連接。
來源：NUS
