王文銘,艾 尉
(中國石油大學(華東)經濟管理學院,266555,青島)
水力資源作為清潔能源,是我國能源的重要組成部分,在能源和經濟可持續發展中占有重要地位。我國水電資源居世界首位,理論蘊藏量在1萬kW以上的河流共3 886條,單站裝機容量500 kW以上水電站的技術可開發裝機容量54 164萬kW,年發電量24 740億kWh,其中經濟可開發裝機容量40 179.5萬kW,年發電量 17534億 kWh。
我國水力資源在地域分布上不平衡,西部多,東部少。按照技術可開發裝機容量統計,我國西部云、渝、貴、甘、陜、寧、新、青、桂、藏、內蒙古等12個省(自治區、直轄市)水力資源約占全國總量的81.46%,特別是西南地區云、貴、川、渝、藏占66.70%;其次是中部的晉、黑、吉、豫、鄂、皖、湘、贛等8省占13.66%;而經濟發達、用電負荷集中的東部遼、京、津、冀、魯、蘇、浙、滬、粵、閩、瓊等 11個省(直轄市)僅占4.88%。因此,西部水力資源開發除了自身的市場需求以外,還要向東部市場供給,實現水電的“西電東送”。
我國水力資源集中的金沙江、雅礱江、瀾滄江、大渡河、烏江、長江上游、南盤江紅水河、黃河上游、湘西、閩浙贛、東北、黃河北干流以及怒江等,其總裝機容量約占全國技術可開發量的50.9%。這些河流或地區水力資源集中,有利于實現流域、梯級、滾動開發,有利于建成大型的水電基地,有利于充分發揮水力資源的規模效益,實施 “西電東送”。
根據最新調查,到2008年年底全國水電裝機總量達到1.7億kW,居世界之首,占全國發電裝機容量的21.77%,僅次于火電。但與其他國家比,我國水電裝機總量占比仍然較低,世界上有24個國家水電站發電量占比達到90%以上,55個國家在50%以上,62個國家在40%以上。
隨著國家節能減排、開發清潔能源戰略的實施,近幾年我國水電開發速度逐漸加快,水電發電量逐年上升,2009年水電發電量6156.4億kWh,較2002年翻了兩番。
(1)水電資源整體開發程度低
我國是世界上水電資源最豐富的國家,但開發利用程度遠遠低于發達國家。瑞士的水電開發程度達到了100%,法國、巴西、挪威等國家都在80%以上,我國雖然有8萬多座水庫,但這些水庫大多用于防洪、灌溉,具備發電功能的較少,水電發程度只有20%左右。
(2)水電開發程度地區差異較大
我國東部地區水電開發程度較高,而占水電資源80%左右的中西部地區開發程度較低。西部地區經濟相對落后,加之地方政府對水電重視程度不夠等多方面原因,水電開發程度非常低,四川、云南開發程度只有20%左右,西藏只有1%左右。
(3)面臨技術上的挑戰
由于地理條件的原因,我國在水電資源開發中將修建眾多的巨型高壩水電站工程。這些工程的主要特點是:泄洪流量大,壩高庫大,地基處理難度大,地質條件復雜,地下廠房機組裝機容量大。要保證水電站工程安全、經濟和環保三大目標的同時實現,必須加強西部地區水電開發與高壩建設中如流體力學與湍流理論、巖土力學、隨機波動力學等各類基礎科學和相關應用科學前沿的研究。
水能資源直接由一次能源轉化為水電,不消耗礦物資源和水資源,且不產生CO2、SO2、NOx及煙塵污染物,對于節能減排目標的實現具有重大作用。水力發電既可減少CO2的排放,又可減少化石能源的消耗。水力發電技術成熟,單機裝機容量大,因此是一種安全可靠的清潔能源。
據統計,2009年中國水電、風電、核電、太陽能等新能源、可再生能源在一次能源消費結構中的比重由2008年的9%上升為9.9%。其中,水電占一次能源中的比重由2008年的7.4%上升至8.9%。雖然我國水電開發速度不斷加快,但是目前能源結構中化石能源所占比重依然過高,即使按目前的速度發展下去,到2020年也難以實現一次能源中非化石能源所占比重達到15%的目標。因此我國應當進一步加快水電、核電、風電、太陽能等清潔能源的發展速度,目前風電與太陽能技術還不夠成熟,只有大力發展水電和核電。基于我國水能資源世界第一與鈾相對貧乏的現狀,水電是我國發展非化石能源最理想的能源。
在2009年中國水電可持續發展高峰論壇上,國家能源局局長張國寶指出,水電開發對我國未來的能源安全和結構具有重要戰略意義,水電開發是我國經濟社會發展的必然選擇。根據國家發改委 《能源發展 “十一五”規劃》,到2010年,全國水電裝機將達到1.9億kW;到2020年,將達到3億kW。水電是目前各類可再生及新能源中技術最成熟、最具商業投資開發、成本最低且相對成熟的產業,因此是我國發展低碳經濟最可行的能源。以2009年三峽工程的完工為標志,我國水電開發與運行技術水平世界領先。處于汶川大地震影響區域內的水電站經受住了大地震的考驗,我國的高壩建設技術、混凝土快速施工技術、大型水輪機組設計安裝制造技術等都走在了世界前列,為我國水電開發奠定了良好的技術基礎。同時,經過幾十年的發展,我國水電建設和運營管理能力得到極大提高,形成了完整的產業體系。因此,從經濟政策大環境和技術角度等方面來看,水電是我國發展低碳經濟最可行的能源。
在水電開發中要堅持 “開發中保護,保護中開發”的原則,加強水電開發的前期研究和論證,加大環境保護力度,完善環境保護措施。在水電開發的同時要重視生態恢復和建設,保護生物多樣性,加強水電施工中水土保持生態環境建設,最大程度地減少水電站在建設期間和運行以后對環境的不利影響。
實現水電可持續發展,既要解決好保護生態的問題,更要解決好移民安置的問題,真正做到建設一座電站,振興一方經濟,富裕一批群眾,保護一方環境。移民工作對于水電站建設是關鍵性環節,妥善處理好移民安置問題對水電站建設及后續運行至關重要。
2010年1月我國成立了國家能源委員會,以加強能源戰略決策和統籌協調。我國緊跟國際低碳經濟形勢的步伐,承諾2020年單位國內生產總值二氧化碳減排40%~45%,非化石能源消費比重達到15%,水電裝機容量要達到3億kW以上,水電在非化石能源的消費中占有最大的比重。2009年年底全國水電裝機容量為1.9億kW,因此,在未來10年中,水電將迎來一個非常的發展時期。隨著我國經濟的快速發展,國家政策的大力支持,水電開發的籌資渠道及結構將會得到良好的改善,對我國水電開發將產生巨大的推動作用。
進入21世紀,我國對水電開發更加重視,先后開工建設了一批大型水電站。逐步實現水電的滾動式開發,能夠有效地降低化石能源的消費,為我國低碳經濟的發展奠定基礎。水電作為一種可再生的綠色能源,在未來低碳經濟的道路上必將承擔重要角色,擁有豐富水電資源的中國面臨著重大的機遇。
[1]彭城,錢鋼梁.21世紀中國水電發展前景展望[J].水電發展戰略,2006(2).
[2]清華大學.中國可再生能源發展戰略國際研討會論文集[D].2005.
[3]閻毅志,把多鐸.我國西部地區水電開發問題探討[J].中國農村水利水電,2004(5).
[4]彭松濤,王宇亮.基于低碳經濟視角下西藏水電開發的若干思考[J].四川水力,2010(1).
[5]陳宗器.中國水電開發及其現狀展望[J].電器工業,2003(9).