淺析霧霾治理給水電開發帶來的機遇

尹 林 果， 陳 剛

(國電大渡河流域水電開發有限公司，四川 成都 610041)

近十幾年來，隨著經濟、社會的發展，能耗的增加，城市的擴大，我國出現霧霾的城市由少到多，霧霾現象由輕到重，霧霾出現的頻率由少到多，大面積、持續發展、日益嚴重的霧霾已經成為嚴重的環境和社會問題。霧霾污染的加劇，已引起各方對其產生的原因及其治理對策進行研究和分析。盡管大家對霧霾產生的原因有些出入，但都強調燃煤和汽車尾氣是其產生的兩大主要原因。而這兩者都與能源利用有關，且煤電直接與電力有關。

追根溯源，對癥下藥，從其產生的原因入手分析解決的對策方為根本。不可否認的是：實施能源替代是解決霧霾的途徑之一。筆者通過對霧霾地區采用幾種能源種類替代供給的可行性進行分析后初步認為：現階段，水電是治霾的根本措施，治霾利于水電開發，能加速水電發展。另外，筆者從產業轉移和項目投資選擇角度分析，治霾也有利于水電的發展。但是，限于長久以來形成的國家能源結構狀況、水電外送通道等現實情況，短期內水電不能滿足治霾的要求。因此，水電企業應對具體項目的開發條件進行深入研究落實，企穩發展。

1 霧霾的成因

霧霾是霧和霾的混合物。其中霧是自然天氣現象，霾的核心物質是懸浮在空氣中的煙、灰塵等，空氣相對濕度低于80%，顏色發黃。

關于霧霾的成因，各方說法不一，但有一點是明確的，即霾的主要來源是電力燃煤和汽車尾氣。

中國科學院在相關報告中提出：北京的大氣灰霾污染主要形成于周邊地區的工業燃煤污染的排放輸送，其中，機動車的尾氣排放為北京市PM2.5的最大來源，約為四分之一；其次為燃煤。而CNKI、中信證券研究部提供的分析資料則認為北京PM2.5的來源因素如下(圖1)。

(資料來源：CNKI、中信證券研究部)圖1 北京PM2.5來源示意圖

2 治理霧霾的方法

我國產生霧霾的地區資源欠缺。首先應明確的是：依靠產生霧霾地區本身的資源是無法解決其生產和生活問題的，能源需外調。

從造成霧霾的原因著手，筆者分析了霧霾治理的措施：第一，用能源替代，用其他類型的電力代替煤電，用電動汽車或燃氣汽車代替燃油機動車；但電動汽車終究也是電的問題。第二，優化經濟結構，實施產業轉移。第三，提高燃煤的環保標準。

3 實施能源替代治理霧霾給水電開發帶來機遇的分析

目前，我國能源供應的基本形勢為：(1)能源供大于求；(2)能源結構不合理，煤炭、石油等一次性消耗的資源占比較重；(3)資源中心和消納中心相距較遠，需要遠距離調度。國家能源局公布的文件顯示：至2013年底，全國發電裝機容量為12.47億kW，電源種類主要是火電、水電、核電、風電和太陽能。其中煤電8.6億kW，裝機占比為69%，水電裝機2.8 億kW，核電裝機1 461萬kW，并網風電裝機7 548萬kW，并網太陽能發電裝機1 479萬kW，非化石能源裝機超過3.85億kW，裝機占比為31%。具體占比情況見圖2。

圖2 五類主要電能占總裝機份額對比圖(截止2013年底)

霧霾地區燃煤產生的碳、硫等排放是產生霧霾的重要原因。筆者著重分析了核電、風電、太陽能和水電替代煤電供應的可行性。

3.1 核電替代煤電的可行性分析

我國核電發展起步較晚，特別是受2011年日本福島核電站事故影響，發展滯緩。至今無論是投產總量還是后續計劃量都比較微量。

我國發展核電的制約因素主要有：核電的安全性仍未有完全定論，由此導致民眾忌憚及難以接受。而對霧霾地區而言，人口比較密集也是其制約因素之一。若用核電代替煤電，需要進行長距離輸送。對于京津冀地區而言，該距離可能更遠。

3.2 氣電替代煤電的可行性分析

氣電主要包括天然氣、頁巖氣和煤層氣發電，這些資源和煤炭同屬不可再生資源。天然氣發電實質上是能源的二次轉化利用，不利于能源的科學、合理、高效利用。而頁巖氣和煤層氣發電在我國剛剛起步，所面臨的技術、政策、環保等制約因素更多，短期內實現大規模開發利用的可能性極小。據IEA、中信證券研究部的有關資料，天然氣不是不產生霧霾，而是產量較少(表1)，因此，以氣電替代煤電不能從根本上解決霧霾問題。

表1 等熱值三種燃料燃燒后的排放情況表

注：資料來源為IEA、中信證券研究部。

另一方面，依靠大規模使用氣電代替煤電治霾不利于我國的能源安全。目前，我國的油氣資源開發還不能滿足自給。2013年，我國能源進口的總花費為3 000億美元，石油和天然氣對外的依存度已分別提高到58.4%、30%，這對于一個十三億人口大國的能源安全直接構成了威脅，同時也不利于國家經濟的發展。

氣電不能、也不應該是我國霧霾地區的主要能源消費種類。用氣電治霾限于局部、微量和應急供給較為科學，而使用氣電大規模地替代煤電的現實條件尚不具備，其后果也很嚴重。只有待技術、環境等因素取得重大進步，頁巖氣和煤層氣大規模產氣才有可能。

3.3 風電和太陽能替代煤電的可行性分析

近年來，我國風電和太陽能發電發展迅速。截止2013年底，我國并網風電7 548萬kW，并網太陽能發電裝機1 479萬kW，兩者合計為9 027萬kW。按照國家及行業規劃，風電和太陽能還將較快發展。按照國家規劃，到2015年，風電投入運行的裝機要達到1億kW，太陽能裝機容量達到2 100萬kW以上。按照國家要求，2014年新增風電裝機1 800萬kW，新增光伏發 電 裝 機1 400萬kW(其中分布式占60%)。按照這種發展速度，我國的風電和太陽能十二五發展規劃將極易實現。

對于治霾而言，我國三北地區風力資源豐富，太陽能項目也較多，其中華北、東北本就是能源消耗中心或距離霧霾區較近，西北送至華北的通道也已建成。發展風電、太陽能代替煤電，可以較為快速地解決當前的霧霾問題。這一點可從國家新的能源布局得以印證。2014年全國能源工作會議提出，加快重點煤電基地和輸電通道建設。其中包括，加大西電東送力度，加快推進鄂爾多斯、山西、錫林郭勒盟能源基地向華北、華中、華東地區輸電通道建設，規劃建設蒙西-天津南、錫盟-山東、錫盟-江蘇、寧東-浙江、準東-華東等12條電力外輸通道，提高跨省區電力輸送能力。上述通道建設的目的是輸電代替輸煤，以風電代替煤電，從而實現京津冀等地區的能源供應保障和替代。這些通道距離京津冀等霧霾地區較近，輸送距離短，易于快速實現。

但風電和太陽能具有天生的屬性短板：一是兩種能源價格昂貴，目前的發展是基于國家的補貼和補助才得以完成，我國為此支付了大量的財政補貼資金；二是兩種能源都存在間歇性和不穩定性，在一個區域電網中占比不能夠過大；三是風電和太陽能項目生命周期均較短，一般而言壽命只有20 a左右；四是太陽能占用土地面積較大，大規模開發不利于土地資源的節約使用；五是風電事故頻率較高，一旦出現脫網，將造成區域供電的一系列問題；六是風電和太陽能項目總體容量有限，不可能永遠成為電網的主要電力來源。

當風電和太陽能占電網總裝機比重達到技術極限時，需要控制風電和太陽能項目的發展。或者說，隨著技術和政策的變化，當電價得以限制時，風電和太陽能項目將趨向減少。所以，風電和太陽能能在當前一定程度上緩解霧霾現象，且這種緩解是依靠的國家補貼。但是，從長遠看，其能源屬性決定其不能成為治霾的根本依靠。

3.4 水電替代煤電解決霧霾的分析

3.4.1 資源屬性

目前階段，水電仍是我國技術最成熟、容量最大、最經濟的清潔能源。水電電量穩定，具有較易控制、調度的特點，甚至可以將其作為巨型蓄電池，具有良好的負荷平衡作用。當風電和太陽能發電快速發展，比重達到一定比例的情況下，水電能夠成為良好的基礎負荷電源，能夠成為優質的電力平衡資源，從而確保在保障供給的基礎上實現清潔用能。

3.4.2 輸送的可行性

我國的特高壓技術已在三峽電站輸送上海、云南水電輸送廣州地區的實踐中得到驗證，已達到世界先進水平，成為技術出口的亮點，被冠以特高壓外交的名號。我國正在大力開展各種類型的特高壓電力線路建設，已積累了較好的經驗。就輸送電力而言，特高壓更喜歡水電等類似穩定的電源。

3.4.3 經濟性

水電項目本身單位電能造價低，與風電太陽能相比，具有較大的優勢。建設長距離的特高壓電網支出費用較大，但就因治理霧霾年年花費大量的資金、因利用風電和太陽能支付高價補貼而言，特高壓電網所需資金較少且一勞永逸，意義重大。同時，在南水北調成功的今天，與南水北調相比，國家實施西電東送財力花費更少，且國家目前具備此經濟能力。

3.4.4 規模性

一方面，我國水電資源豐富，且目前開發程度仍較低：另一方面，我國水電多為流域基地建設。一條流域有數千萬千瓦裝機，規模較大，從而為特高壓在送端集中輸送提供了便利。

綜上所述，從能源替代治理霧霾的角度出發，筆者對我國現有幾種電源的分析見表2。

通過上述對比分析可以得出以下結論：用水電代替煤電實施能源替代有利因素優勢明顯，制約因素相對少、小。加大水電開發，用水電代替煤電，調整能源結構，可以從根本上治理霧霾，但存在及時性問題。

表2 幾種能源替代煤電的因素分析表

“羅馬非一日建成”。目前，通過水電解決我國霧霾地區的污染問題，需要解決電網規劃薄弱等問題。并且水電建設周期長，長距離輸送線路也涉及很多省份，通過西部水電解決霧霾問題在時間上來不及，“遠水解不了近渴”。

4 產業轉移給水電開發帶來的機遇

霧霾發生時，北京和石家莊等城市有110家工業企業停產、減產。這是一種積極的應對方式，但這終究不是一種長效方法，也不是一般的企業能夠接受的。所以，從治理霧霾的角度考慮，進行產業轉移也是一種措施。

預計部分產業會調整到西部，這樣，西部的電力消納就會有所增加，電力供應形勢將會發生變化，一方面可以緩解水電站的棄水問題，增加已建電站的收益；另一方面，也有利于新項目的開工，從而加速水電的開發。

5 提高環保標準給水電開發帶來的機遇

客觀地講，火電站已存在，為了確保能源供應，逐步實現能源替代，也為了資產的有效利用，兼顧企業發展，不可能一夜之間令其全部關閉，只能要求其以高環保標準運行或限制其運行時間。但對于火電機組而言，啟動與停止并非能輕易完成，實現隨時關停帶來的安全、經濟等問題更多。

如提高環保標準，加大脫硝、脫硫力度，勢必會增加火電項目的支出，影響火電企業的效益，使得各大電力集團將投資偏向于水電，在資金、管理等方面傾向于水電，從而有利于加快水電項目的開發。

6 結論和建議

對于治霾而言，從電能替代治霾的角度分析，必須降低全國的火電裝機比例；而非水電外的幾種電源因受到各種限制，水電所具有的有利因素優勢明顯，制約因素相對少、小，因此而能成為能源替代的支柱類型。從產業轉移治霾的角度分析，霧霾區的產業西進，有利于改善西部電力供應格局，有較大可能促進水電發展。從加大環保措施治霾的角度分析，火電項目的收益降低且基于資本的趨利性，各大發電集團會調整投資方向，加大水電開發的力度。

現實中的各個制約因素也不能忽略。送出規劃薄弱、相關機制不完善等問題值得研究。筆者建議：水電行業、水電企業應關注國家整體長遠治霾的部署，關注能源替代和結構優化，關注國家“一帶一路”等經濟布局，關注電力體制改革，關注國家電網建設，保持行業自信。筆者堅信國家的治霾態度，堅信國家的能源結構調整政策，堅信水電的經濟、安全和可輸送屬性，相信水電于國家健康發展、國家能源安全、清潔供應而言是可再生的寶藏，國家不會守著寶藏不用。