可变可再生能源增强厄瓜多尔电力系统，应对干旱引发的能源危机再次发生

为何保持供电至关重要

厄瓜多尔最近经历了一年，河流水量减少，水库告罄，人们每天有时长达半天无电可用。本文研究提出了一个简单但影响深远的问题：增加太阳能电池板和风力涡轮机，能否帮助高度依赖水电的国家避免未来发生类似的停电年份？

当雨水失约、河流见底时

作者首先回顾了厄瓜多尔 2023–2024 年的危机，该危机由接连两季降雨失败、与厄尔尼诺有关的气候异常引发。水电通常提供该国约 70% 的电力，其中很大一部分来自安第斯山脉帕乌特河（Complejo Paute）的一系列水坝。干旱期间，该系统的主要水库几乎枯竭，迫使全国范围内实施长期的日常停电。类似由干旱导致的电力短缺也曾影响巴西、中国、南部非洲、加拿大和挪威，凸显出依赖水电的国家在气候波动使水库枯竭时的脆弱性。

来自太阳与风的一种新型备用

许多专家担心太阳能与风能太过波动，在危机时刻不可靠。该研究通过对厄瓜多尔最大水电复合体帕乌特进行详尽的计算机模拟，对这一观点提出了挑战。研究人员表明，在典型年份里，太阳能与风能并不能简单地与水电互补，但在极端干旱年中它们的表现却截然不同。例如在 2024 年，最严重的河流减流发生在风力和日照实际上都很强的月份。研究团队将这种现象称为“极年协同”：在严重干旱年中，太阳与风经常保持其季节性峰值，即便河流减弱，使它们成为令人意外的、有价值的水坝盟友。

智能运行如何节水

为检验这一思路，作者模拟了若干情景：厄瓜多尔在增加不同规模的太阳能与风能的同时，更灵活地运行水坝。在这些情景中，水电站会在阳光充足、风力强劲的时段减少出力，保存水量，而在风平云暗时多放水发电。这一策略在正常年份几乎不改变水库的运行，但在类似 2024 年的危机年却能产生巨大差异。仅有适度太阳能时，水库每天略有回升；加入风能后，在关键补水月份水位上升得更高更快，因为风能常常在太阳未达峰时提供出力。在最积极的情景下，帕乌特主电站关闭的天数大约可减少一半。

为下一个干年进行更安全的规划

研究还考察了国家层面的决策如何影响电力短缺。当前厄瓜多尔在平均年份通常激进地放水以最大化水电发电。作者探索了一种“谨慎”策略，即在储备中保留略多的水量，以便在干年处于更有利的位置——代价是牺牲大约 2% 的典型水电产出。单独采用这种策略就有帮助；若与千兆瓦级的太阳能与风能部署结合，则能显著减少系统缺乏足够产能的小时数和总体能源缺口。在 2024 年最严重的那个月，这种组合能将额外所需的产能缩减一半以上，缺失的能源约减少 90%，剩下的缺口小到可以通过一条计划中的对秘鲁输电联络线来弥补。

对一个日益干燥世界的启示

从非专业读者的角度看，结论很清晰：增加太阳能与风能，并在运行上对水坝稍加谨慎，能使现有水电在干旱期间成为更强的安全网。尽管太阳和风在传统意义上不可控，但它们在干季的存在使水电站能够保存水量以备最需之时。作者认为，这种“隐藏的备用价值”可帮助许多以河流为动力的国家在不更多依赖化石燃料的情况下降低停电风险。随着气候变化使严重干旱更为常见，将江河、太阳与风结合起来，可能是保持供电与维持经济运转的最实际工具之一。

引用: Sterl, S., Pineda, L.E., Mast, T. et al. Variable renewables fortify Ecuador’s power system against recurrences of drought-driven energy crises. Nat Water 4, 571–585 (2026). https://doi.org/10.1038/s44221-026-00617-w

关键词: 水电, 太阳能, 风力发电, 干旱, 能源韧性