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低碳经济时代加快水能资源开发之路

2011-02-14殷保合

中国水利 2011年10期
关键词:水能水电能源

殷保合

(水利部小浪底水利枢纽建设管理局,450000,郑州)

20世纪以来,全球性气候变化最明显的特征就是全球变暖。从国际动向看,应对全球气候变化,减少温室气体排放正由科学共识转变为实际行动,全球经济向低碳转型的大趋势逐渐明晰。2009年9月22日,国家主席胡锦涛在联合国气候变化峰会开幕式上发表了《携手应对气候变化挑战》的重要讲话,明确表示我国“将继续坚定不移为应对气候变化作出切实努力”,同时强调我国将进一步采取四项强有力的措施应对气候变化,其中之一就是“积极发展低碳经济”。

一、加快水能资源开发利用与发展低碳经济的关系

1.低碳经济的内涵

2003年2月24日,英国前首相布莱尔发表的能源白皮书中首次提出低碳经济。低碳经济是指一个经济系统只有很少或者没有温室气体排出到大气层,或指一个经济系统的碳足印(碳足印指个人或者一个系统日常所释放的温室气体)接近于或等于零。低碳经济是低碳发展、低碳产业、低碳技术、低碳生活等一类经济形态的总称,基本特征是低耗能、低排放、低污染,基本要求是减少碳基能源对气候变暖的影响。

2.我国发展现状和发展方式决定了必须走低碳经济之路

我国是世界上最大的发展中国家,正处于快速工业化和城镇化进程中,不可避免地要消费大量能源和资源。目前我国已是世界上最大的石油进口国之一,据预测,到2020年我国石油对外依存度将高达64.5%,能源安全供应成为我国亟待解决的问题。同时,资源短缺、碳排放量加大、环境污染等问题都在困扰着我国的可持续发展,甚至影响到我国全面建设小康社会的进程。在哥本哈根世界气候大会上,我国政府向国际社会作出承诺,到2020年,单位国内生产总值(GDP)二氧化碳排放比2005年下降40%~45%,非化学能源一次能源消费比重达到15%。要达到这一目标,低碳经济已成为我国的必由之路。发展低碳经济不仅符合世界能源低碳化的发展趋势,而且也与我国转变增长方式、调整产业结构、落实节能减排目标和实现可持续发展具有一致性。

3.我国的能源消费结构决定了利用清洁能源是发展低碳经济的重要突破口

低碳经济的本质是减少二氧化碳等温室气体排放。目前我国是全球第二大温室气体排放国,据美国能源署预测,2020年我国碳排放量将达到81.45亿t,届时将超过美国成为世界上第一大二氧化碳排放国。据统计,人类排放的二氧化碳中大约69%与能源有关,约60%的温室气体排放归因于能源的供应与使用。因此,我国减少碳排放,利用清洁能源是重要的突破口。在我国的能源消费结构中,一次能源中69%依靠煤,发电量中80%以上来自火电,因此优化结构势在必行,必须开发和利用面向未来的清洁能源。

4.加快水能资源的开发利用是当前利用清洁能源、减少碳排放的必然选择

电能在能源终端消费中占有较大的比重,经济发展过程的能源消费基本规律也是电力先行。特别是随着全球电气化的发展,人类对电能的需要越来越大。利用电能,包括电动汽车、电磁炉、电饭煲等家用电器的使用都在逐渐摆脱对石油、煤炭和天然气的依赖。但电能是二次能源,其产生的结构决定了电能是否为清洁能源的本质,直接影响到碳排放。水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能和核能发电都是零碳能源,而火电则未从根本上减少碳排放。在低碳经济的时代背景下,我国现行可选择的清洁能源主要有水能、核能、风能、太阳能等。

就核能而言,随着我国“积极推进核电建设”能源政策的出台,核电建设和发展形势迅猛,并取得了巨大的成绩。但目前我国核电仍然处于大规模发展前的准备阶段,还存在一些薄弱环节。核燃料的制备是一个高度污染的行业,并且中国属于贫铀国家,这也是制约核能开发的重要瓶颈。

就风能和太阳能而言,我国风能和太阳能资源丰富。近年以风电和太阳能发电为代表的新能源产业快速发展,并呈现出广阔的市场前景。但目前风电发电量仅占全国能源的0.8%。并网太阳能发电容量也只有23万kW。风电刚刚步入规模化发展阶段,太阳能发电尚未进入产业化。与水能发电相比,风能、太阳能发电成本仍然较高,能源不稳定,市场竞争力较差,技术水平和装备能力都远远不能满足我国经济社会发展对能源的需求。

就水能而言,水能资源是目前可再生和非化石能源中资源最明确、技术最成熟、最清洁和最经济的,也是全球公认的清洁能源。开发水能资源是大规模的低碳能源生产方式,对降低碳和有害气体的排放、发展和推进低碳经济作用效果明显。截至2010年年底,我国电力装机容量达到9亿kW,其中水电装机为2亿kW,年发电量约6000亿kWh。我国水电一年的发电量相当于节约标准煤2.88亿t,减少二氧化碳排放8.55亿t,减少二氧化硫540万t。在2009年中国水电可持续发展高峰论坛上,国家发展改革委原副主任、国家能源局原局长张国宝指出,水电开发对我国未来能源安全和结构具有重要的战略意义,水电发展是我国经济社会发展的必然选择。特别是随着我国在降低二氧化碳排放方面的压力和责任越来越大,加快水能资源开发利用对我国实现低碳经济的作用和效果将愈加显现。加快水能资源开发已是我国非化石能源发展的一个刚性需求,是我国实现低碳经济的重要保障,也是减少碳排放的必然选择。

二、加快水能资源开发的优势

1.国家政策支持加快水能资源开发

在全球变暖、发展低碳经济成为国际共识的大背景下,我国实施了节能减排、促进可再生能源发展战略,近年水电开发速度逐渐加快。“十一五”期间,一大批重点水利枢纽建成并投入运行,三峡工程成功实现175 m水位试验性蓄水,嫩江尼尔基、广西百色、湖南皂市、黄河西霞院、四川紫坪铺等工程建成发挥效益。国家还实施了小水电代燃料工程,截至2008年年底,我国已建成农村小水电站45000座,总装机容量5100多万kW。国家发展改革委制定的 《能源发展“十一五”规划》指出,到 2020年,全国水电装机将达到3亿kW。中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议也鲜明提出“在保护生态的前提下积极发展水电”。2011年中央一号文件 《中共中央、国务院关于加快水利改革发展的决定》也明确了“加快水能资源开发利用”“积极发展水电”等意见。

2.我国水能资源具有广阔的开发前景

我国水能资源十分丰富,总量居世界第一。我国大陆水力资源理论蕴藏量在10mW及以上的河流共3886条,水力资源理论蕴藏量年电量为60829亿kWh,技术可开发装机容量为541640mW,其中经济可开发装机容量401795 MW,年发电量17534亿kWh。发达国家的水能资源平均开发程度已达60%以上,比如法国、挪威等国家甚至已经达到90%以上的利用率。而我国虽然水能资源丰富,但开发程度仅为31.7%(按装机计算),开发利用程度远远低于发达国家,开发潜力巨大。

以黄河流域为例,黄河流域水力资源较丰富,可开发的水电装机容量36744 MW,年发电量1303.7亿kWh,在我国七大江河中居第二位。据统计,黄河流域干支流已建、在建的水电站536座,装机容量21384 MW,设计年发电量737.3亿kWh。黄河流域水电开发还有很大潜力,比如黄河北干流碛口至禹门口河段,规划的碛口、古贤、禹门口三座水利枢纽,总装机容量4340mW,年平均发电量128亿kWh,地理位置优越,这几座工程都是综合利用工程,具有显著公益性效益,应当加快黄河北干流梯级水电开发进程。

3.我国水能资源开发管理方式和技术手段先进

目前我国已建和在建的30m以上的大坝近5200座,其中坝高100m以上的大坝有140多座,建成了三峡、小浪底、二滩、葛洲坝等众多大型水利工程,水能资源开发技术水平已处于世界领先,并为今后水能资源开发奠定了坚实的技术、人才基础,积累了宝贵的经验。高坝建设技术、混凝土快速施工技术、泄洪消能技术、地下洞群建设技术、高边坡及基础处理技术、巨型金属结构制作和安装技术、大型水轮发电机组设计制造安装技术,均属世界领先水平。以小浪底水利枢纽为例,工程地质条件复杂,水沙条件特殊,施工难度大,运用要求严,技术难题多,被国内外水利专家视为世界上最具挑战性的工程之一。在工程建设过程中,参建各方尊重科学,严格管理,大胆创新,积极采用新技术、新工艺、新材料和新设备,成功解决了进出口高边坡加固处理,主坝基础深覆盖层防渗墙施工、GIN帷幕灌浆施工等技术难题,设计建造了世界上最大的孔板消能泄洪洞、最大最复杂的进水塔以及复杂地质条件的单薄山体地下洞室群,取得了多项科技创新成果,开创了在多沙河流上建设高坝大库的成功先例,工程建设水平步入了世界先进行列。

三、加快水能资源开发的意见和建议

1.加大宣传力度,形成全社会加快水能资源开发的共识

在低碳经济时代,水能资源作为清洁能源,优先开发利用已是国际社会的普遍共识,就当前我国正处于工业化和城镇化发展的形势来看,开发水能资源是十分必要的。但当前社会上对加快水能开发存在异议,认为水能开发破坏环境,影响生态。水能资源是否开发要站在全局来考虑,综合考虑社会、经济、生态等多方面因素。在大江大河上建设控制性工程,是加快大江大河治理的重要措施,其最为重要的作用是增强江河防洪抗旱能力,发电是其附属功能。以小浪底水利枢纽为例,其开发目标是“以防洪(包括防凌)、减淤为主,兼顾供水、灌溉和发电,蓄清排浑,除害兴利,综合利用”。经过11年的运行,小浪底水利枢纽发挥了巨大的综合效益,黄河中下游连续11年伏汛安全,凌汛也基本解除,而且通过调水调沙,大大增加了黄河主河槽的过洪能力,保障了黄河下游工农业和城市用水。在生态方面,不仅实现了黄河连续11年不断流,而且改善了小浪底库区和下游地区的生态环境,并在黄河中下游形成了大片湿地,为维持黄河健康生命作出了重要贡献。所以,应当树立正确的水能资源开发利用舆论导向,加大宣传水能资源开发对低碳经济发展的重要意义以及对水资源综合利用的巨大综合效益,为加快水能开发创造良好的社会舆论环境。

2.加强立法,规范水能资源开发程序

在水能资源开发的进程中,我国政府颁布了相应的规程规范,《中华人民共和国水法》《中华人民共和国可再生能源法》明确了水利部门水能资源开发管理职能,《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水土保持法》《中华人民共和国环境影响评价法》,都对水能资源开发作出了相应的约束,但相关法律法规还需进一步完善。发达国家在对大江大河开发时一般都先制定相关法律。有法律保障,使开发有章可循,可以协调各方面利益冲突,约束流域内相关主体的行为,保证流域开发健康有序进行。建议我国适时建立关于水能资源开发的专项法律。

3.加强水能资源调查评价和水能资源开发利用规划

加快水能资源开发利用首先要做好水能资源定期调查评价,及时掌握水能资源的各类基础信息变化,掌握水能资源数量和开发限制条件,研究水能资源配置与河流健康生命的规律,分析、评价水能资源开发利用产生的影响,提出相应的保护措施,为制定规划和科学开发管理水能资源提供依据。其次是要科学编制水能资源开发利用区划、规划。根据河流河段的水能资源禀赋、环境容量及移民安置的难易程度等,开展我国水能资源开发利用的功能区划,明确不同功能区域的功能定位。同时,以流域综合规划为指导,统筹考虑河流水能资源开发与防洪、供水、灌溉、航运、生态和环境保护等多方面的关系,根据经济社会发展的阶段性要求,编制和修订水能资源开发利用规划,确定河流水能资源开发的目标、任务、总体布局、开发方案,促进水能资源的优化配置、合理开发、高效利用和有效保护。

4.因地制宜,推动流域综合开发和小水电开发

我国水能资源地域分布极其不均,西部云、贵、川等12个省区占全国总量的80.45%;我国水能资源集中于长江上游等9条大江大河,总量约占经济可开发量的65%,便于进行大规模开发。根据这种情况,要坚持“流域、梯级、滚动、综合”开发的方针,优先开发龙头水电站,重点开发黄河、金沙江、雅砻江等流域大型水电站,系统研究流域水资源的统一调度,开发流域阶梯电站。特别是在国家实施西部大开发战略以来,要统筹实施好“西电东送”的整体战略。

2003年以来,国家启动了小水电代燃料试点和扩大试点工程,通过开发山区丰富的水能资源,为农民提供廉价的电力,从而改变山区农民依靠砍伐树木作为生活用能的传统生活方式,有力推动了低碳经济在山区农村的发展。小水电代燃料工程试点起到了明显的效果和良好的示范带动作用。结合农村山区的特点,应加快推广小水电代燃料工程。

5.高度重视环保和移民问题,实现水能资源开发与当地社会的协调发展

水能资源的开发涉及河流的上下游、左右岸,关系到当地人民群众的生产生活和生存环境,应高度重视环保和移民问题。大多数的水能资源开发工程对环境和当地群众是有利的,但不同地区、不同流域、不同项目会产生一些环保问题和移民问题。在加快水能资源开发的过程中,要坚持全面、协调、可持续的发展观念,充分做好前期论证,通过科学规划、优化设计和有效的工程措施减少工程对环境和移民群众的不利影响,实现自然、经济、社会的协调可持续发展。

6.高度重视工程质量,确保工程经得起考验

水能资源的开发关系到人民群众的生命财产安全,因此必须清醒认识到工程质量安全的重要性,全方位提高设计、施工和建设管理水平。首先要加强水能资源开发的论证、勘测、设计等前期工作,做到“前期工作不扎实则不轻易上马”。其次扎实做好招标投标工作,选择综合实力强、经验丰富、管理科学的单位进行施工、建设。在工程建设过程中,要加强检查管理,以严格的管理保质量。第三要加强技术研究,依靠技术升级确保质量。

2011年是“十二五”规划实施的起始之年,也是《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》实施的第一年,今后一个时期,国家对水利建设包括水能资源开发利用将会更加重视,水利改革发展迎来了一个新的春天。作为水利工程建设管理单位,应把握机遇,推动水能资源的开发利用,积极发展低碳经济,落实国家节能减排和能源结构调整政策,为应对气候变化和经济社会可持续发展作出贡献。

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