水电大坝的围墙限制了河流的流动，使河流变成死水池。随着这些水库的老化，藻类生物量和水生植物等有机物不断积累并最终分解和下沉。这种缺氧环境会刺激甲烷的产生。然后水库和涡轮机的表面将甲烷释放到大气中。甲烷约占水力发电大坝排放的温室气体的80%，在大坝生命周期的头十年达到顶峰。臭名昭著的甲烷会在大气中滞留12年，其效力至少是二氧化碳的25倍。研究人员估计，世界上至少有10%的水力发电大坝每单位能量排放的温室气体与燃煤发电厂一样多。在亚马逊流域，几座现有的水坝排放的碳是燃煤发电厂的十倍。尽管如此，巴西亚马逊和喜马拉雅山仍在积极推动新的水力发电大坝建设。“鉴于新水电大坝建设的预期繁荣，确定未来大坝是否会产生低碳能源至关重要，”一个国际研究团队在2019年的《自然通讯》研究中写道。使用人工智能规划更具可持续性的大型水坝为了确定新水电大坝的环保位置，2019年的团队利用了来自使用人工智能(AI)的复杂计算模型的数据。他们观察到，巴西（一个以低地为主的国家）的低地水坝往往拥有更大的蓄水池面积，从而导致更高的碳强度。与玻利维亚、厄瓜多尔和秘鲁的山区相比，巴西亚马逊地区的碳密集型水坝数量最多。他们发现，更高的海拔和更陡峭的地形使水力发电的碳强度更低。该团队提出了新的项目，目前至少有351个站点分散在亚马逊地区，那里已经有158个水电站。为了找到最大限度地减少这些项目对环境影响的解决方案，研究人员正在继续使用人工智能来训练使用这些数据的模型。基于这些，他们发现不协调的水电扩张会导致生态系统效益的丧失。此外，其他地点的高效大坝布置可以产生四倍的电力。“人工智能正在被华尔街和社交媒体应用于各个领域——为什么不用人工智能来解决可持续发展等严重问题呢？”专家们提出了自己的想法。研究人员认为，在为新项目选择地点时，必须考虑整个亚马逊流域的各种环境标准，例如河流流量和连通性、温室气体排放、鱼类多样性和沉积物运输。虽然基于这一科学证据实施政策对于建设可持续的水电大坝至关重要，但研究人员也在寻找通过甲烷提取减少现有项目温室气体排放的方法。提取和利用水库甲烷提取湖泊和大坝水库中积累的甲烷用于能源生产的想法并不新鲜。在东非，充满盐分的基伍湖含有60立方公里的甲烷和另外300立方公里的水溶性二氧化碳。在卢旺达的基伍瓦特发电厂，气体分离器用于从湖的深水中提取甲烷用于发电。受这种可能性的启发，波兰科学院的地球物理学家MaciejBartosiewicz和他的同事提议使用称为沸石的固体矿物吸收剂从水库沉积物中分离甲烷。在《环境科学与技术》期刊上发表的一项研究中，他们设计了一种模型机制来研究可以放置在水库底部的沸石和活性炭。到目前为止，科学家们一直无法从湖泊和水库等淡水水体中提取甲烷，因为这种气体的浓度要低得多。以前使少量甲烷的提取成本更高。但Bartosiewicz表示，沸石价格便宜且随处可见，是一种可行的解决方案。“该系统由一个气化组件组成，它是一个盒子里的膜。然后沸石可以在去除二氧化碳后捕获甲烷，”Bartosiewicz说。安装泵送系统可以进一步促进提取。尽管如此，从水库沉积物中提取甲烷并非没有生态问题。该过程可能会影响处理沉积物中甲烷的细菌的生长，严重破坏生态系统的生物组成并最终影响食物网的生产力。在底部甲烷含量高的水库和湖泊中，这些细菌是小型海洋动物的重要食物和能量来源。尽管如此，Bartosiewicz认为，供水系统具有非凡的自我调节能力。“我们需要开发下一代可再生能源生产解决方案。这是一种可能性，”他说。“并不是所有的水电站都能抽取甲烷。如果我们能从这些甲烷中产生5%的能源，就会增加可再生能源的配额。”人工智能在越来越多领域的重要性越来越大，专家们为让人工智能发挥更大的作用争论不休。
