賈紹鳳

水與能源的關系近年成為國內外關注的熱點。水與能源確乎緊密關聯。供水、節水可能需要耗能而加劇能源供求矛盾,反過來能源生產和節約又可能增加耗水而加劇供水緊張。
能源基地的水資源擔憂
中國能源供給以煤為主,且在很長時期里難以改變。包括山西、陜西、內蒙、寧夏、甘肅和青海在內的黃河中上游地區煤炭貯量占全國的80%以上,是中國未來必須依靠的主要能源供給基地。雖然煤炭開采用水不多,但煤炭開采對地下水影響很大。洗煤需要水,煤炭發電更需要很多冷卻水,煤化工也需要用水。但黃河中上游地區又是我國最缺水的地區之一。具有全國戰略地位的黃河中上游能源基地建設能否有足夠的水資源保障?
一些國際機構對此表示了嚴重擔憂,并產生了廣泛影響。美國非政府組織Circle of Blue和國會智囊機構威爾遜中心在2011年合作發布了《中國之瓶頸:水匱乏與能源需求》報告,認為中國能源需求在迅猛增長,而水資源在大幅度減少,中國發展過程中水資源與能源之間存在災難性矛盾,這一矛盾在中國已非常明顯并在未來的十年會更加惡化。開采、處理和消耗煤炭所需要的水,將占中國工業用水的最大份額,即每年耗水1200億立方米,占全國總耗水量的1/5。到2020年,中國的產煤量將比目前高出10億公噸,中國當然是有充足的煤資源。而這一具有全球意義的問題仍然沒有找到答案:中國從何處尋找足夠的水——每年近150億立方米的水——來開采新的煤礦藏。
綠色和平組織2012年發表了一份名為《饑渴的煤》的報告,認為中國14個能源基地的用水會達到99億立方米,要占黃河可利用水資源量370億立方米的1/4,而這些可利用量都已經開發利用,因而能源基地建設將無水可用。
總部位于香港的名為“中國水危機”的非政府組織,在匯豐銀行的資助下,發表了一系列關于中國能源基地與水資源問題的連續報道,也認為水資源短缺將是黃河中上游地區能源基地建設的一大威脅。
能源基地的水資源現狀
眾說紛紜,但都指向了水資源短缺會影響中國的能源基地建設。中國能源基地建設的水資源實際情形究竟如何?水資源短缺真會危及能源基地的開發嗎?我們的答案是否定的。可以明確指出:中國能源基地的水資源供給是有保證的。
首先,Circle of Blue、綠色和平組織和中國水危機網等機構都夸大了黃河中上游缺水地區能源基地建設的用水需求。
1.綠色和平組織所預測的需水偏大且與黃河中上游地區不對應。14個能源基地99億立方米的需水中,包含了位于安徽、山東的能源基地需水,而這些地區水資源供求矛盾不是很緊張,不能簡單地把黃河流域以外的能源基地需水也拿來與黃河可利用水資源量比較。
在綠色和平組織所預測的能源基地99億方需水中,包含了66億方的采煤需水,但實際上黃河中上游能源基地的采煤需水在10億方以下。主要原因是他們計算的用水定額不符合當地的實際情況。他們采用的用水定額是采一噸煤要一方水,但實際上根據《山西省用水定額〔2008〕》標準,當地煤炭井采的用水定額是0.35方/噸,露天開采只有0.1方/噸。因此他們所采用的1方/噸的采煤用水定額比實際用水定額偏大很多。
另外,要注意不能混淆煤礦用水和煤礦排水。除了除塵用水和生活用水,采煤本身用水很少,只不過對局部的地下水儲存和運動條件有所改變,把礦井的涌水量或儲存與廢氣的礦坑、或者排放到河流而已。礦井蓄水或排水并沒有被消耗,不過是改變了水存放的空間。所以認為每開采一噸煤要毀壞3噸水的說法也是片面的。
2.Circle of Blue和威爾遜中心的需水預測更偏大得離譜。其報告聲稱中國煤炭開采、消費的用水達1200億方,不知道出處如何。實際上近年中國全部工業的用水量(指新鮮水取用量)才1500億方。其中火電行業用水最多,為500億方,占全部工業用水的1/3。在500億方火電用水中,長江流域及其以南占了440億方,整個北方地區才有60億方!那是因為南方水多,火電站采用直流式冷卻工藝,北方水少,一般采用循環式冷卻工藝。而且北方地區已經在推廣空氣冷卻工藝,用水更少。
另外,其預測新增煤炭產產量需要用水150億方,也是偏大得離譜。在黃河中上游地區,采一噸煤用水在0.35方以下,即使新增年煤炭產量10億噸,需要增加的用水量也不過3.5億方。何來150億方新增用水量?
3.中國水危機網除了引用前面兩家的錯誤數據之外,還引用了其他一些不確切而誤導的數據,同樣夸大了需水量。例如在2014年的報告中,引用了氣候變化研究中心專家的數據,認為每生產1000方煤制氣要用7方水。按此定額,中國計劃2015年、2020年、2030年煤制氣產量分別達到180億立方米、500億立方米和1000億立方米,就需要用水1.26億方、3.5億方和7億方。但根據《山西省用水定額〔2008〕》,用原煤生產煤制氣的用水定額是2.5噸水/萬方氣,生產1000億立方米煤制氣的需水量,也只有區區2500萬方。可以看出,他們的預測偏大了很多倍。
第二,權威部門對黃河中上游能源基地的需水有過詳細研究。在水利部門開展的水資源綜合規劃、水中長期供求規劃以及南水北調西線工程規劃中,對能源基地的需水及其保障措施進行了專門研究。根據水利部門的估算,按照該地區能源基地規劃的煤炭開采和加工規模,山西、山西、內蒙古、寧夏、甘肅的能源基地需水量總和不會超過30億方。
能源基地的水資源對策
能源基地有限的需水是有辦法保障的。具體保障途徑是農業節水和跨流域調水。
首先,當地占總用水80%、甚至90%以上的農業用水,通過實施節水戰略,可以把一部分農業用水節余出來并轉給能源基地用。據估算,寧夏農業灌溉用水的節水潛力就達30多億方,可以減少耗水量13億立方米左右。寧夏、內蒙、山西、陜西、甘肅黃河流域可減少灌溉取水量80億方、耗水量30億方。
其次,如果當地節水滿足不了包括能源基地需水在內的工業和生活用水增加的要求,還可以考慮建設南水北調西線工程。跨流域調水工程成敗的關鍵是有無可以承受較高供水成本的優質用戶。一些供水工程之所以未能如期實現規劃目標,主要原因是供水水價較高而沒有足夠的可以承受高水價的用戶。而南水北調西線的能源產業用戶,恰恰是可以承受較高供水成本的優質用戶。黃河上游寧夏、內蒙等地實施了多期水權轉換工程,工業企業投資于農業節水,所節余的取水量轉移給工業企業,取水權的有效期為25年。能源工業企業愿意承擔的取水權轉換價格或者一次性投資已經超過25元/方,分攤到每年大約相當于2.5元/方。加上水資源費、供水工程水價和排污費,實際用水成本在6元/方左右。可以看出,能源工業企業有較強的水價承受能力。
而且,南水北調西線工程實際上是由幾個較小的調水工程組合而成的,具有可以分期分批實施的優越條件。南水北調西線有大渡河、雅礱江、通天河三個水源和相對應的進入黃河的輸水線路。大渡河在海拔2900m附近,雅礱江、通天河在海拔3500~3600m附近,三條河的徑流總量約221億m3。初步規劃三條河年平均可調水量為120~170億m3,其中大渡河30~50億m3,雅礱江35~40億m3,通天河為55~80億m3。第一期工程可先實施靠近黃河的大渡河的支流阿柯河、麻爾河、杜柯河三條支流上調水30~50億m3方案。如果能源基地建設真受到缺水限制,可以先期建設從大渡河到黃河的調水工程,調水40億m3左右,不僅可滿足能源基地的用水需求,還可以為其他行業及城鎮生活用水。
總之,雖然包括晉陜蒙寧甘青在內的我國最大的黃河中上游能源基地面臨水資源緊缺的困難,但當地能源基地建設與水資源短缺的矛盾并沒有像一些報導所說的那么聳人聽聞,能源基地建設的需水并沒有他們預測的達到近百億甚至更多,該地區的能源基地建設是有水資源保障的。實際上,該地區的能源基地建設需水量不會超過30億方,這些需水可以通過農業節水來滿足,還可以把南水北調西線作為最后的保障。水價承受能力很強的能源企業,可以為南水北調西線提供優質的用戶。或許黃河中上游能源基地與南水北調西線正好可以實現絕佳的組合、實現雙贏!