從國際水電發(fā)展形勢看我國水電百年發(fā)展

賈金生 ， 徐 耀

（1.中國水利水電科學(xué)研究院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點實驗室，北京 100038；2.中國大壩協(xié)會，北京 100038）

1 當(dāng)前國際水電的發(fā)展形勢

為應(yīng)對經(jīng)濟(jì)危機(jī)，尤其是全球氣候變化，各國進(jìn)一步加大了對水電的投入力度。目前世界上有165個國家已明確將繼續(xù)發(fā)展水電，其中110個國家水電規(guī)劃建設(shè)規(guī)模達(dá)3.38億kW。發(fā)達(dá)國家多因已基本完成水電開發(fā)的任務(wù)，將重點投入到對已建水電站的更新改造、增加水庫的泄洪設(shè)施以提高防洪能力、調(diào)整電站運行調(diào)度目標(biāo)實施生態(tài)保護(hù)和修復(fù)等，如北美、歐洲等不少國家；發(fā)展中國家多數(shù)制定了規(guī)劃，計劃在2025年左右基本完成水電開發(fā)任務(wù)，如亞洲、南美洲地區(qū)的發(fā)展中國家等；欠發(fā)達(dá)國家和地區(qū)雖然多數(shù)具有豐富的水能資源，也一直致力于發(fā)展水電，但限于資金、技術(shù)等條件，大力開發(fā)水電仍然存在很多困難，如非洲的不少國家等；還有一些政局不穩(wěn)的國家，雖然急需發(fā)展水電，但限于國力等條件，推進(jìn)非常緩慢。2008年世界上在建的大壩有1 200多座，其中壩高60 m以上的大壩370余座，主要分布在亞洲、南美洲等55個國家[1]。

2 水電是回報率最高的能源

我國當(dāng)前正處于水電建設(shè)持續(xù)高速發(fā)展的時期。為清楚地審視各種能源開發(fā)方式的效益和優(yōu)劣，需要引用西方20世紀(jì)70年代就開始運用的一個概念——能源回報率[2－4]。如以火力發(fā)電為例，能源回報率是指一個火力發(fā)電站在運行期內(nèi)發(fā)出的電力與它在建設(shè)期、運行期為維持其建設(shè)和運行所消耗的所有電力的比值。建設(shè)期、運行期所消耗的所有電力，既包括直接能源消耗，如機(jī)械設(shè)備運行、照明耗能等，也包括建筑材料、煤炭等制造、運輸?shù)冗^程的耗能。按照這一定義，估算出的各種能源開發(fā)方式的能源回報率為[5]：水電在170以上，風(fēng)電18～34，核電14～16，生物能發(fā)電3～5，太陽能發(fā)電3～6，傳統(tǒng)火力發(fā)電2.5～5.1，應(yīng)用碳回收技術(shù)的火力發(fā)電1.6～3.3（見圖1）。僅此而言，優(yōu)先發(fā)展水電較之發(fā)展其他能源對積極應(yīng)對氣候變化和建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會具有無可比擬的優(yōu)勢。發(fā)達(dá)國家憑借資金、技術(shù)和市場機(jī)制等方面的優(yōu)勢，比發(fā)展中國家早30多年優(yōu)先完成了水電開發(fā)任務(wù)，也從另一個側(cè)面說明了發(fā)展水電的戰(zhàn)略重要性。

圖1 各種能源開發(fā)方式的回報率

3 積極開發(fā)水電，加快儲水設(shè)施建設(shè)

發(fā)展水電離不開修建水庫大壩。開發(fā)水電所形成的水庫多數(shù)具有防洪、抗旱、供水等綜合效益。要充分利用流域的雨洪資源，變水害為水利，依靠良好的、足夠的儲水設(shè)施是唯一可靠的手段，對發(fā)達(dá)國家如此，對多數(shù)發(fā)展中國家更是如此。聯(lián)合國定義了一個人類發(fā)展指數(shù)（HDI）以綜合反映各國人均GDP、壽命和教育水平[6]。人類發(fā)展指數(shù)為一個介于0和1之間的數(shù)，數(shù)值越接近于1表示人類發(fā)展水平越高。把各國人類發(fā)展指數(shù)與人均水庫庫容進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，對絕大多數(shù)國家而言，一個國家或地區(qū)水庫大壩發(fā)展水平與國家人類發(fā)展水平呈較強的正相關(guān)。全球50余個國家2007年的人類發(fā)展與水庫大壩發(fā)展數(shù)據(jù)綜合計算結(jié)果見圖2[7，8]，典型國家人均庫容見圖3。從圖2、3可以看出，人類發(fā)展指數(shù)大于0.9的國家，人均庫容擁有量平均為3 184 m3；人類發(fā)展指數(shù)介于0.7～0.8的國家，人均庫容擁有量平均為541 m3，如中國2007年人類發(fā)展指數(shù)為0.772，在182個國家中列第92位，人均庫容528 m3；人類發(fā)展指數(shù)介于0.5～0.6的國家，人均庫容擁有量僅為125 m3。這與聯(lián)合國 “人類發(fā)展報告”中所指出的 “全球水基礎(chǔ)設(shè)施的分布與全球水風(fēng)險的分布呈反比關(guān)系”是一致的。因此儲水設(shè)施建設(shè)通常既是推動發(fā)展的關(guān)鍵因素，同時也是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的必然結(jié)果。隨著人口的增加和城市化的進(jìn)一步發(fā)展，全球每年預(yù)計需要增加640億m3的水量。要實現(xiàn)水安全的目標(biāo)，必須提高用水效率和增加雨洪資源利用，必須修建足夠的儲水設(shè)施。因此，加快水資源與水電資源的開發(fā)利用，必然會被更多的國家所重視，以解決日益嚴(yán)峻的水安全問題。

圖2 人均庫容與人類發(fā)展指數(shù)關(guān)系

圖3 典型國家人均庫容（2007年）

4 我國水電的百年發(fā)展

我國水電百年發(fā)展大體可分為4個階段。第一階段是艱難創(chuàng)業(yè)階段，從第一座水電站建設(shè)至新中國成立之前，國力衰微，事事艱辛，水電在建設(shè)的量和質(zhì)方面都處于起步階段。1949年以前，我國壩高在15 m以上的水庫大壩只有22座[9]，洪災(zāi)、旱災(zāi)是心腹大患，雖然有大力發(fā)展水電的需要，但極難推進(jìn)。第二階段是從新中國成立至改革開放前。我國在這一階段修建了大量的水庫大壩，但是修建水庫大壩的主要目的是防洪、灌溉等。由于水電與火電相比建設(shè)周期長、投資大、技術(shù)難、見效慢等原因，水電建設(shè)雖然以自力更生為主取得了很大的成就，但總體上發(fā)展緩慢、技術(shù)落后。第三階段為從改革開放至三峽、小浪底、二灘等特大型水庫大壩建成。我國水電發(fā)展在這一階段實現(xiàn)了質(zhì)的突破，由追趕世界水平到很多方面居于國際先進(jìn)和領(lǐng)先水平，不少水庫大壩經(jīng)受了 “98”大洪水、汶川大地震等的嚴(yán)峻考驗。這一階段我國建設(shè)的水電站為世界所稱道的突出特點是設(shè)計質(zhì)量高、施工速度快、質(zhì)量好、普遍實現(xiàn)了預(yù)期效益。以錦屏一級等300 m級高壩為代表的水電站建設(shè)，標(biāo)志著我國已進(jìn)入了自主創(chuàng)新、引領(lǐng)未來的第四發(fā)展階段。這一階段需要充分利用后發(fā)優(yōu)勢，通過技術(shù)創(chuàng)新、建立環(huán)境友好的技術(shù)體系、促進(jìn)區(qū)域發(fā)展和社會和諧等，走出具有中國特色的新路子。

5 我國水電又好又快發(fā)展需要新的理念

在謀求可持續(xù)發(fā)展與應(yīng)對氣候變化的國際背景下，全球的水電發(fā)展迎來了前所未有的良好機(jī)遇，水電建設(shè)將掀開新的一頁，迎來新的春天。但是現(xiàn)在建設(shè)一座大壩和水電站已經(jīng)不僅僅是一個單純的技術(shù)和學(xué)術(shù)問題，其活動的全過程變得更加公開和透明。中國及世界其他國家的成功及成熟經(jīng)驗表明，水與水能以其可靠、廉價、經(jīng)濟(jì)可行、社會和諧與環(huán)境友好的方式開發(fā)是可行的，為此必須以可持續(xù)發(fā)展方式加速儲水設(shè)施建設(shè)，盡可能將各種因開發(fā)所造成的不利影響降到最低，在實踐中，需要我國的水電建設(shè)者們實現(xiàn)如下4個轉(zhuǎn)變：

（1）認(rèn)識上需要從強調(diào)改造、利用自然，轉(zhuǎn)變到既強調(diào)改造、利用自然，又強調(diào)保護(hù)和適應(yīng)自然。不僅需要對國內(nèi)外經(jīng)驗進(jìn)行認(rèn)真的反思和總結(jié)，更需要立足于創(chuàng)新，以適應(yīng)當(dāng)前及今后一個時期的發(fā)展要求。

（2）決策上需要從重視技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理，轉(zhuǎn)變到既重視技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理，又重視社會可接受、環(huán)境友好的發(fā)展要求。通過發(fā)展規(guī)劃的制定和目標(biāo)調(diào)整，真正謀求科學(xué)決策和科學(xué)發(fā)展。

（3）運行管理上需要從重視工程安全、實現(xiàn)傳統(tǒng)功能，轉(zhuǎn)變到既重視工程安全、實現(xiàn)傳統(tǒng)功能，又重視生態(tài)調(diào)度、生態(tài)安全和生態(tài)補償。

（4）效益共享上需要從重視國家利益、集體利益，轉(zhuǎn)變到既重視國家利益、集體利益，又重視受影響人利益和生態(tài)補償?shù)陌l(fā)展要求，真正做到統(tǒng)籌兼顧，實現(xiàn)社會和諧和可持續(xù)發(fā)展。

［1］Berga L.Dams for Sustainable Development［C］//Proceedings of the High Level International Forum on Water Resources and Hydropower,Beijing,China,2008.Beijing:IWHR,2008:1-6.

［2］Gagaon L,Belanger C,Uchiyama Y.Life-cycle assessment of electricity generation options:The status of research in year 2001.Energy Policy,2002,30（14）:1267-1278.

［3］Gagaon L.Civilisation and energy payback.Energy Policy,2008,36（9）:3317-3322.

［4］Gagnon L.Energy payback trends:A guide for future development［C］//Proceedings of Hydro 2009,Lyon,France,2009.

［5］Gagnon L.Energy Payback Ratio［R］.Montreal:Hydro-Québec,2005.

［6］聯(lián)合國開發(fā)計劃署.人類發(fā)展報告2007/2008［R］.2008.

［7］Word Atlas&Industry Guide 2008［M］.London:The International Journal on Hydropowe and Dams,2009.

［8］賈金生，馬靜.保障足夠的儲水設(shè)施以應(yīng)對氣候變化［J］.中國水利，2010（2）:14-17.

［9］沈崇剛，鄭連第.中國大壩建設(shè)歷史［M］//潘家錚，何璟主編.中國大壩50年.北京：中國水利水電出版社，2000.