# 水～泥沙～能源協同規劃：守護河流生命線，推動清潔能源轉型

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Published: 2025-10-11
Source: 獅城新聞

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。

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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）

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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。

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來源：NUS

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