殷保合
(水利部小浪底水利樞紐建設管理局,450000,鄭州)
20世紀以來,全球性氣候變化最明顯的特征就是全球變暖。從國際動向看,應對全球氣候變化,減少溫室氣體排放正由科學共識轉變為實際行動,全球經濟向低碳轉型的大趨勢逐漸明晰。2009年9月22日,國家主席胡錦濤在聯合國氣候變化峰會開幕式上發表了《攜手應對氣候變化挑戰》的重要講話,明確表示我國“將繼續堅定不移為應對氣候變化作出切實努力”,同時強調我國將進一步采取四項強有力的措施應對氣候變化,其中之一就是“積極發展低碳經濟”。
2003年2月24日,英國前首相布萊爾發表的能源白皮書中首次提出低碳經濟。低碳經濟是指一個經濟系統只有很少或者沒有溫室氣體排出到大氣層,或指一個經濟系統的碳足?。ㄌ甲阌≈競€人或者一個系統日常所釋放的溫室氣體)接近于或等于零。低碳經濟是低碳發展、低碳產業、低碳技術、低碳生活等一類經濟形態的總稱,基本特征是低耗能、低排放、低污染,基本要求是減少碳基能源對氣候變暖的影響。
我國是世界上最大的發展中國家,正處于快速工業化和城鎮化進程中,不可避免地要消費大量能源和資源。目前我國已是世界上最大的石油進口國之一,據預測,到2020年我國石油對外依存度將高達64.5%,能源安全供應成為我國亟待解決的問題。同時,資源短缺、碳排放量加大、環境污染等問題都在困擾著我國的可持續發展,甚至影響到我國全面建設小康社會的進程。在哥本哈根世界氣候大會上,我國政府向國際社會作出承諾,到2020年,單位國內生產總值(GDP)二氧化碳排放比2005年下降40%~45%,非化學能源一次能源消費比重達到15%。要達到這一目標,低碳經濟已成為我國的必由之路。發展低碳經濟不僅符合世界能源低碳化的發展趨勢,而且也與我國轉變增長方式、調整產業結構、落實節能減排目標和實現可持續發展具有一致性。
低碳經濟的本質是減少二氧化碳等溫室氣體排放。目前我國是全球第二大溫室氣體排放國,據美國能源署預測,2020年我國碳排放量將達到81.45億t,屆時將超過美國成為世界上第一大二氧化碳排放國。據統計,人類排放的二氧化碳中大約69%與能源有關,約60%的溫室氣體排放歸因于能源的供應與使用。因此,我國減少碳排放,利用清潔能源是重要的突破口。在我國的能源消費結構中,一次能源中69%依靠煤,發電量中80%以上來自火電,因此優化結構勢在必行,必須開發和利用面向未來的清潔能源。
電能在能源終端消費中占有較大的比重,經濟發展過程的能源消費基本規律也是電力先行。特別是隨著全球電氣化的發展,人類對電能的需要越來越大。利用電能,包括電動汽車、電磁爐、電飯煲等家用電器的使用都在逐漸擺脫對石油、煤炭和天然氣的依賴。但電能是二次能源,其產生的結構決定了電能是否為清潔能源的本質,直接影響到碳排放。水能、風能、太陽能、地熱能、潮汐能和核能發電都是零碳能源,而火電則未從根本上減少碳排放。在低碳經濟的時代背景下,我國現行可選擇的清潔能源主要有水能、核能、風能、太陽能等。
就核能而言,隨著我國“積極推進核電建設”能源政策的出臺,核電建設和發展形勢迅猛,并取得了巨大的成績。但目前我國核電仍然處于大規模發展前的準備階段,還存在一些薄弱環節。核燃料的制備是一個高度污染的行業,并且中國屬于貧鈾國家,這也是制約核能開發的重要瓶頸。
就風能和太陽能而言,我國風能和太陽能資源豐富。近年以風電和太陽能發電為代表的新能源產業快速發展,并呈現出廣闊的市場前景。但目前風電發電量僅占全國能源的0.8%。并網太陽能發電容量也只有23萬kW。風電剛剛步入規模化發展階段,太陽能發電尚未進入產業化。與水能發電相比,風能、太陽能發電成本仍然較高,能源不穩定,市場競爭力較差,技術水平和裝備能力都遠遠不能滿足我國經濟社會發展對能源的需求。
就水能而言,水能資源是目前可再生和非化石能源中資源最明確、技術最成熟、最清潔和最經濟的,也是全球公認的清潔能源。開發水能資源是大規模的低碳能源生產方式,對降低碳和有害氣體的排放、發展和推進低碳經濟作用效果明顯。截至2010年年底,我國電力裝機容量達到9億kW,其中水電裝機為2億kW,年發電量約6000億kWh。我國水電一年的發電量相當于節約標準煤2.88億t,減少二氧化碳排放8.55億t,減少二氧化硫540萬t。在2009年中國水電可持續發展高峰論壇上,國家發展改革委原副主任、國家能源局原局長張國寶指出,水電開發對我國未來能源安全和結構具有重要的戰略意義,水電發展是我國經濟社會發展的必然選擇。特別是隨著我國在降低二氧化碳排放方面的壓力和責任越來越大,加快水能資源開發利用對我國實現低碳經濟的作用和效果將愈加顯現。加快水能資源開發已是我國非化石能源發展的一個剛性需求,是我國實現低碳經濟的重要保障,也是減少碳排放的必然選擇。
在全球變暖、發展低碳經濟成為國際共識的大背景下,我國實施了節能減排、促進可再生能源發展戰略,近年水電開發速度逐漸加快?!笆晃濉逼陂g,一大批重點水利樞紐建成并投入運行,三峽工程成功實現175 m水位試驗性蓄水,嫩江尼爾基、廣西百色、湖南皂市、黃河西霞院、四川紫坪鋪等工程建成發揮效益。國家還實施了小水電代燃料工程,截至2008年年底,我國已建成農村小水電站45000座,總裝機容量5100多萬kW。國家發展改革委制定的 《能源發展“十一五”規劃》指出,到 2020年,全國水電裝機將達到3億kW。中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十二個五年規劃的建議也鮮明提出“在保護生態的前提下積極發展水電”。2011年中央一號文件 《中共中央、國務院關于加快水利改革發展的決定》也明確了“加快水能資源開發利用”“積極發展水電”等意見。
我國水能資源十分豐富,總量居世界第一。我國大陸水力資源理論蘊藏量在10mW及以上的河流共3886條,水力資源理論蘊藏量年電量為60829億kWh,技術可開發裝機容量為541640mW,其中經濟可開發裝機容量401795 MW,年發電量17534億kWh。發達國家的水能資源平均開發程度已達60%以上,比如法國、挪威等國家甚至已經達到90%以上的利用率。而我國雖然水能資源豐富,但開發程度僅為31.7%(按裝機計算),開發利用程度遠遠低于發達國家,開發潛力巨大。
以黃河流域為例,黃河流域水力資源較豐富,可開發的水電裝機容量36744 MW,年發電量1303.7億kWh,在我國七大江河中居第二位。據統計,黃河流域干支流已建、在建的水電站536座,裝機容量21384 MW,設計年發電量737.3億kWh。黃河流域水電開發還有很大潛力,比如黃河北干流磧口至禹門口河段,規劃的磧口、古賢、禹門口三座水利樞紐,總裝機容量4340mW,年平均發電量128億kWh,地理位置優越,這幾座工程都是綜合利用工程,具有顯著公益性效益,應當加快黃河北干流梯級水電開發進程。
目前我國已建和在建的30m以上的大壩近5200座,其中壩高100m以上的大壩有140多座,建成了三峽、小浪底、二灘、葛洲壩等眾多大型水利工程,水能資源開發技術水平已處于世界領先,并為今后水能資源開發奠定了堅實的技術、人才基礎,積累了寶貴的經驗。高壩建設技術、混凝土快速施工技術、泄洪消能技術、地下洞群建設技術、高邊坡及基礎處理技術、巨型金屬結構制作和安裝技術、大型水輪發電機組設計制造安裝技術,均屬世界領先水平。以小浪底水利樞紐為例,工程地質條件復雜,水沙條件特殊,施工難度大,運用要求嚴,技術難題多,被國內外水利專家視為世界上最具挑戰性的工程之一。在工程建設過程中,參建各方尊重科學,嚴格管理,大膽創新,積極采用新技術、新工藝、新材料和新設備,成功解決了進出口高邊坡加固處理,主壩基礎深覆蓋層防滲墻施工、GIN帷幕灌漿施工等技術難題,設計建造了世界上最大的孔板消能泄洪洞、最大最復雜的進水塔以及復雜地質條件的單薄山體地下洞室群,取得了多項科技創新成果,開創了在多沙河流上建設高壩大庫的成功先例,工程建設水平步入了世界先進行列。
在低碳經濟時代,水能資源作為清潔能源,優先開發利用已是國際社會的普遍共識,就當前我國正處于工業化和城鎮化發展的形勢來看,開發水能資源是十分必要的。但當前社會上對加快水能開發存在異議,認為水能開發破壞環境,影響生態。水能資源是否開發要站在全局來考慮,綜合考慮社會、經濟、生態等多方面因素。在大江大河上建設控制性工程,是加快大江大河治理的重要措施,其最為重要的作用是增強江河防洪抗旱能力,發電是其附屬功能。以小浪底水利樞紐為例,其開發目標是“以防洪(包括防凌)、減淤為主,兼顧供水、灌溉和發電,蓄清排渾,除害興利,綜合利用”。經過11年的運行,小浪底水利樞紐發揮了巨大的綜合效益,黃河中下游連續11年伏汛安全,凌汛也基本解除,而且通過調水調沙,大大增加了黃河主河槽的過洪能力,保障了黃河下游工農業和城市用水。在生態方面,不僅實現了黃河連續11年不斷流,而且改善了小浪底庫區和下游地區的生態環境,并在黃河中下游形成了大片濕地,為維持黃河健康生命作出了重要貢獻。所以,應當樹立正確的水能資源開發利用輿論導向,加大宣傳水能資源開發對低碳經濟發展的重要意義以及對水資源綜合利用的巨大綜合效益,為加快水能開發創造良好的社會輿論環境。
在水能資源開發的進程中,我國政府頒布了相應的規程規范,《中華人民共和國水法》《中華人民共和國可再生能源法》明確了水利部門水能資源開發管理職能,《中華人民共和國環境保護法》《中華人民共和國水土保持法》《中華人民共和國環境影響評價法》,都對水能資源開發作出了相應的約束,但相關法律法規還需進一步完善。發達國家在對大江大河開發時一般都先制定相關法律。有法律保障,使開發有章可循,可以協調各方面利益沖突,約束流域內相關主體的行為,保證流域開發健康有序進行。建議我國適時建立關于水能資源開發的專項法律。
加快水能資源開發利用首先要做好水能資源定期調查評價,及時掌握水能資源的各類基礎信息變化,掌握水能資源數量和開發限制條件,研究水能資源配置與河流健康生命的規律,分析、評價水能資源開發利用產生的影響,提出相應的保護措施,為制定規劃和科學開發管理水能資源提供依據。其次是要科學編制水能資源開發利用區劃、規劃。根據河流河段的水能資源稟賦、環境容量及移民安置的難易程度等,開展我國水能資源開發利用的功能區劃,明確不同功能區域的功能定位。同時,以流域綜合規劃為指導,統籌考慮河流水能資源開發與防洪、供水、灌溉、航運、生態和環境保護等多方面的關系,根據經濟社會發展的階段性要求,編制和修訂水能資源開發利用規劃,確定河流水能資源開發的目標、任務、總體布局、開發方案,促進水能資源的優化配置、合理開發、高效利用和有效保護。
我國水能資源地域分布極其不均,西部云、貴、川等12個省區占全國總量的80.45%;我國水能資源集中于長江上游等9條大江大河,總量約占經濟可開發量的65%,便于進行大規模開發。根據這種情況,要堅持“流域、梯級、滾動、綜合”開發的方針,優先開發龍頭水電站,重點開發黃河、金沙江、雅礱江等流域大型水電站,系統研究流域水資源的統一調度,開發流域階梯電站。特別是在國家實施西部大開發戰略以來,要統籌實施好“西電東送”的整體戰略。
2003年以來,國家啟動了小水電代燃料試點和擴大試點工程,通過開發山區豐富的水能資源,為農民提供廉價的電力,從而改變山區農民依靠砍伐樹木作為生活用能的傳統生活方式,有力推動了低碳經濟在山區農村的發展。小水電代燃料工程試點起到了明顯的效果和良好的示范帶動作用。結合農村山區的特點,應加快推廣小水電代燃料工程。
水能資源的開發涉及河流的上下游、左右岸,關系到當地人民群眾的生產生活和生存環境,應高度重視環保和移民問題。大多數的水能資源開發工程對環境和當地群眾是有利的,但不同地區、不同流域、不同項目會產生一些環保問題和移民問題。在加快水能資源開發的過程中,要堅持全面、協調、可持續的發展觀念,充分做好前期論證,通過科學規劃、優化設計和有效的工程措施減少工程對環境和移民群眾的不利影響,實現自然、經濟、社會的協調可持續發展。
水能資源的開發關系到人民群眾的生命財產安全,因此必須清醒認識到工程質量安全的重要性,全方位提高設計、施工和建設管理水平。首先要加強水能資源開發的論證、勘測、設計等前期工作,做到“前期工作不扎實則不輕易上馬”。其次扎實做好招標投標工作,選擇綜合實力強、經驗豐富、管理科學的單位進行施工、建設。在工程建設過程中,要加強檢查管理,以嚴格的管理保質量。第三要加強技術研究,依靠技術升級確保質量。
2011年是“十二五”規劃實施的起始之年,也是《中共中央國務院關于加快水利改革發展的決定》實施的第一年,今后一個時期,國家對水利建設包括水能資源開發利用將會更加重視,水利改革發展迎來了一個新的春天。作為水利工程建設管理單位,應把握機遇,推動水能資源的開發利用,積極發展低碳經濟,落實國家節能減排和能源結構調整政策,為應對氣候變化和經濟社會可持續發展作出貢獻。
[1]胡四一.促進水能資源的合理利用和有序開發[C].2007.
[2]楊俊,鮑泳宏,劉芊.我國“低碳經濟”現狀及策略選擇[J].科技進步與對策,2010(15).
[3]周云虎.中國的水電資源開發現狀及前景[J].紅水河,2009(1).
[4]彭程,錢鋼糧.21世紀中國水電發展前景展望[J].水電發展戰略,2006(2).
[5]蔣虹,張東明,張少平.低碳經濟時代發電行業的發展形勢和對策 [J].環境污染與防治,2010(4).