1969年，美国陆军工程兵团在爱荷华州马里恩县的得梅因河上完成了红岩大坝的建设。这十年来，美国修建了数千座大坝，其中之一的目的是缓和季节性洪水，使美国陆军部每年春天可以随意释放150万英亩英尺的融雪。50多年来，除了为当地人提供一个可以钓鱼和划船的水库外，这就是它所做的一切。

去年秋天，工程师们让水流入两条刚穿过大坝混凝土结构的压力管道时，情况发生了变化。水流入下面的发电厂，带动两台水力涡轮机旋转，然后流回河流，产生的电力足以为爱荷华州、明尼苏达州、北达科他州和南达科他州的18000多户家庭供电。

经过十多年的发展，红岩项目是自2000年以来美国36座大坝中最新的一座，改造后的大坝用于发电，代表着超过500兆瓦的可再生发电能力。这只是美国仅在2020年增加的33000兆瓦太阳能和风能容量的一小部分。但自20世纪建坝热潮结束以来，这些改造一直是美国水电开发的主要来源。州政府和联邦政府制定了到2035年实现大部分电网脱碳的雄心勃勃的目标，以避免气候变化的最坏影响，水电和环保倡导者说，改造水坝提供了一个利用现有基础设施开发可再生能源的机会，同时避免了新水坝对河流造成的环境破坏性影响。

“建造大坝的时代基本上结束了，”该组织发言人勒罗伊·科尔曼（LeRoy Coleman）说国家水电协会，一个工业团体。“因此，我们作为行业的重点是……开发现有产品。”

截至1月，联邦能源管理委员会（FERC）共有88个非动力大坝改造项目水电开发管道，主要是俄亥俄州和密西西比河上的锁和水坝。还有100多个拟议项目为运河和其他管道添加发电，以及升级现有的水电设施，共同代表近1,500兆瓦的新水电容量。随着春天，一些项目将尽早打破地面。

在美国90000多座大坝中，只有约2500座大坝发电，提供了美国7%的电力，38%的电力来自可再生能源。

为改造现有水坝提供了广泛的政治支持，旨在改进该国老化大坝基础设施的几个数十亿美元联邦票据的改造奖励。目前陷入国会较大的基础设施审议的这些两党提案是塑造的，并且不太可能支持联盟水电工业与环境集团之间，目的是改造，康复和消除水坝。立法的支持者表示，美国西部的气候变化和恶化的干旱恶化。利用建议，影响水电一代和强调旧水坝的不可预测的流动。

对于历来视新水电开发为诅咒的环保主义者来说，改造提供了一个解决办法，一种利用水发电而不增加许多水坝对河流生态系统和社区造成的巨大伤害的方法。但这并不意味着他们认为每座大坝都应该进行改造，布莱恩·格拉伯说，他是该公司河流修复的负责人美国河流是一个非营利组织，倡导大坝拆除并支持新立法。“我们希望这些激励措施是适当的，帮助改造应该改造的那些水坝，否则帮助去除应该被移除的水坝，”他说。

在美国9万多座大坝中，只有约2500座大坝发电，提供了美国7%的电力，38%的电力来自可再生能源。其余的则被称为非动力水坝，用于灌溉、防洪和航海等目的。”这说明了两件事，”领导这项研究的香农·艾姆斯说低冲击水力研究所，一家评估水电项目环境影响的非营利组织。”首先，在现有的大坝上可能会有更多的水电。第二，没有必要建造新的水坝。”

据美国能源部（DOE）称，尽管这些非动力大坝大多储水不足，或者距离太远，不适合水电开发，但仍有数千座大坝可以改造发电。2016年报告原子能机构发现改造现有水坝可以为电网增加12,000兆瓦的发电能力，虽然只有4,800兆瓦 - 足以推动超过200万所房屋 - 将在2050年到2050年的经济上可行。这些改造，代表数十亿美元的潜在投资和成千上万的工作。

能源部报告中列出的水电开发的其他可能途径包括升级现有水电设施、改造运河和管道以及有限开发新水坝所产生的一小撮千兆瓦。该报告引用了超过30千兆瓦的抽水蓄能水电的潜力，这是一种储能方法，利用多余的电力将水抽到上游水库，然后在需要电力时通过水力涡轮机释放。总而言之，这50兆瓦左右的水电将增加目前的水电发电能力一半.

我们希望这些激励措施能够适当地帮助改造那些应该改造的大坝，或者帮助拆除那些应该拆除的大坝。

除了切入化石燃料的发电份额外，加入更多的水电可以通过其他方式使网格受益，说蒂姆韦尔奇，他在母鹿中管理水电计划。他说：“即使是非动力坝的小型水电项目也可以在调节网格中发挥作用，在调节网格中发挥作用，并使其更具弹性。这包括提供“黑色开始”功能，以在停电后将能量恢复到电网，或通过备份间歇风和太阳能资源。泵送存储Hydro，目前在美国提供超过90％的总能量储存，这对于强化越来越可变的网格可能是特别重要的。

“[水电]在可再生能源中是独一无二的，因为它几乎是全天候资源，”艾培斯说。“除了季节性波动之外，当然，水干旱，水的流动以非常一致的方式流动。”

除非当然，否则它没有。亚达杜Pokhrel表示，“在研究密歇根州立大学的可持续水电的工程师yaduPokhrel表示，”世界各地的可靠流动有很多关于世界各地的可靠流动的问题。例如，环境信息机构项目激烈的干旱枯萎，今年将减少加州大量水电产量近20％。

即使是过去对水电改造发电量的预测也被证明过于乐观；一学习在美国过去二十年完成的36次改造中，发现实际发电量平均被高估了3.6倍。韦尔奇说，能源部正在大力投资于更好的预测，以提高水电项目应对干旱和其他极端天气的能力。他说，不可预测的气候对水力发电的影响“绝对”令人担忧。

尽管并非所有向FERC申请许可证的改造项目都将建成，但许多项目正在向前推进。例如，总部设在波士顿的黑麦发展，由投资公司支持适应气候的基础设施，已获得超过22个水坝的超过7.5亿美元改造的许可证，代表了250兆瓦的发电能力 - 足以为125,000所房屋电源。在前三个项目的建设 - 俄亥俄州和Allgheny Rivers上的所有陆军兵团锁和水坝 - 将在春季开始。

“2500兆瓦煤厂的日子可能通过，”黑麦开发的首席执行官保罗·雅各布说。“所以，我们必须考虑如何创造性地替换这些。这是一个可以发挥作用的一部分。”他补充说，脱碳的国家和联邦支持网格的支持是确定实际建立多少改造的最大因素。他说，许多改造可以为自己付出代价，但税收激励和简化许可进程将使更多的项目变得可行。

在这一点上，联邦政府对所谓的“三R”——修复、改造和拆除——的支持看起来很有希望。本月，众议员安妮·库斯特（D-新罕布什尔州）介绍在两党的支持下，一项258亿美元的法案被称为《21世纪水坝法案》。该法案将扩大资金投入，并为水电站大坝的改造和升级提供激励，同时增加大坝修复资金。它还将提供新的奖励和赠款，拆除1000座大坝，重新连接10000英里破碎的河流生态系统。

许多改造项目可以自己支付费用，但税收激励和简化许可程序将使更多项目可行。

这个$ 1.2万亿亿百葡萄园基础设施包装美国河流公司的格雷伯说，目前国会还包括一项削减了的、价值23亿美元的库斯特计划，尽管该计划“比我们认为要产生变革效果所需的数量大大减少了”。

一般来说，与修建新大坝相比，改造现有大坝对环境的影响可以忽略不计，其负面的环境和社会后果有据可查。水坝会破坏生态系统，限制物种在河流上下移动的能力。它们后面的水库会淹没社区和文化遗址。随着大坝老化并需要修复，大坝可能成为业主的责任，也可能对下游社区造成危害。它们甚至可以是一个来源温室气体排放，作为储层腐烂的植物物质，释放甲烷和其他温室气体。

尽管如此，格雷勃说，环保组织认为水电在电网快速脱碳方面发挥着作用。”它目前是一个重要的能源来源，并将继续发挥这一作用我们希望确保以环保的方式管理运营。”

低冲击水力研究所的艾姆斯说，改造符合这一愿景，尤其是在改造不涉及改变河流流量的情况下。改造也有助于大坝维护：“一个失败的、漏水的大坝无助于发电，”艾姆斯说最好有一个成型的水坝。”

但有一个关键的警告，格雷伯说：“我们希望确保那些经过改造的大坝也能提供一些关键功能，比如供水或防洪，或者它们能产生相当大的电力。”也就是说，在通过增加水电给大坝提供新的存在理由之前，确保它真的必须在那里。