從國際水電發展形勢看我國水電百年發展

賈金生 ， 徐 耀

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

1 當前國際水電的發展形勢

為應對經濟危機，尤其是全球氣候變化，各國進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發展水電，其中110個國家水電規劃建設規模達3.38億kW。發達國家多因已基本完成水電開發的任務，將重點投入到對已建水電站的更新改造、增加水庫的泄洪設施以提高防洪能力、調整電站運行調度目標實施生態保護和修復等，如北美、歐洲等不少國家；發展中國家多數制定了規劃，計劃在2025年左右基本完成水電開發任務，如亞洲、南美洲地區的發展中國家等；欠發達國家和地區雖然多數具有豐富的水能資源，也一直致力于發展水電，但限于資金、技術等條件，大力開發水電仍然存在很多困難，如非洲的不少國家等；還有一些政局不穩的國家，雖然急需發展水電，但限于國力等條件，推進非常緩慢。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

我國當前正處于水電建設持續高速發展的時期。為清楚地審視各種能源開發方式的效益和優劣，需要引用西方20世紀70年代就開始運用的一個概念——能源回報率[2－4]。如以火力發電為例，能源回報率是指一個火力發電站在運行期內發出的電力與它在建設期、運行期為維持其建設和運行所消耗的所有電力的比值。建設期、運行期所消耗的所有電力，既包括直接能源消耗，如機械設備運行、照明耗能等，也包括建筑材料、煤炭等制造、運輸等過程的耗能。按照這一定義，估算出的各種能源開發方式的能源回報率為[5]：水電在170以上，風電18～34，核電14～16，生物能發電3～5，太陽能發電3～6，傳統火力發電2.5～5.1，應用碳回收技術的火力發電1.6～3.3（見圖1）。僅此而言，優先發展水電較之發展其他能源對積極應對氣候變化和建設資源節約型、環境友好型社會具有無可比擬的優勢。發達國家憑借資金、技術和市場機制等方面的優勢，比發展中國家早30多年優先完成了水電開發任務，也從另一個側面說明了發展水電的戰略重要性。

圖1 各種能源開發方式的回報率

3 積極開發水電，加快儲水設施建設

發展水電離不開修建水庫大壩。開發水電所形成的水庫多數具有防洪、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、足夠的儲水設施是唯一可靠的手段，對發達國家如此，對多數發展中國家更是如此。聯合國定義了一個人類發展指數（HDI）以綜合反映各國人均GDP、壽命和教育水平[6]。人類發展指數為一個介于0和1之間的數，數值越接近于1表示人類發展水平越高。把各國人類發展指數與人均水庫庫容進行比較可以發現，對絕大多數國家而言，一個國家或地區水庫大壩發展水平與國家人類發展水平呈較強的正相關。全球50余個國家2007年的人類發展與水庫大壩發展數據綜合計算結果見圖2[7，8]，典型國家人均庫容見圖3。從圖2、3可以看出，人類發展指數大于0.9的國家，人均庫容擁有量平均為3 184 m3；人類發展指數介于0.7～0.8的國家，人均庫容擁有量平均為541 m3，如中國2007年人類發展指數為0.772，在182個國家中列第92位，人均庫容528 m3；人類發展指數介于0.5～0.6的國家，人均庫容擁有量僅為125 m3。這與聯合國 “人類發展報告”中所指出的 “全球水基礎設施的分布與全球水風險的分布呈反比關系”是一致的。因此儲水設施建設通常既是推動發展的關鍵因素，同時也是經濟社會發展的必然結果。隨著人口的增加和城市化的進一步發展，全球每年預計需要增加640億m3的水量。要實現水安全的目標，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施。因此，加快水資源與水電資源的開發利用，必然會被更多的國家所重視，以解決日益嚴峻的水安全問題。

圖2 人均庫容與人類發展指數關系

圖3 典型國家人均庫容（2007年）

4 我國水電的百年發展

我國水電百年發展大體可分為4個階段。第一階段是艱難創業階段，從第一座水電站建設至新中國成立之前，國力衰微，事事艱辛，水電在建設的量和質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、旱災是心腹大患，雖然有大力發展水電的需要，但極難推進。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周期長、投資大、技術難、見效慢等原因，水電建設雖然以自力更生為主取得了很大的成就，但總體上發展緩慢、技術落后。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。我國水電發展在這一階段實現了質的突破，由追趕世界水平到很多方面居于國際先進和領先水平，不少水庫大壩經受了 “98”大洪水、汶川大地震等的嚴峻考驗。這一階段我國建設的水電站為世界所稱道的突出特點是設計質量高、施工速度快、質量好、普遍實現了預期效益。以錦屏一級等300 m級高壩為代表的水電站建設，標志著我國已進入了自主創新、引領未來的第四發展階段。這一階段需要充分利用后發優勢，通過技術創新、建立環境友好的技術體系、促進區域發展和社會和諧等，走出具有中國特色的新路子。

5 我國水電又好又快發展需要新的理念

在謀求可持續發展與應對氣候變化的國際背景下，全球的水電發展迎來了前所未有的良好機遇，水電建設將掀開新的一頁，迎來新的春天。但是現在建設一座大壩和水電站已經不僅僅是一個單純的技術和學術問題，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驗表明，水與水能以其可靠、廉價、經濟可行、社會和諧與環境友好的方式開發是可行的，為此必須以可持續發展方式加速儲水設施建設，盡可能將各種因開發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者們實現如下4個轉變：

（1）認識上需要從強調改造、利用自然，轉變到既強調改造、利用自然，又強調保護和適應自然。不僅需要對國內外經驗進行認真的反思和總結，更需要立足于創新，以適應當前及今后一個時期的發展要求。

（2）決策上需要從重視技術上可行、經濟上合理，轉變到既重視技術上可行、經濟上合理，又重視社會可接受、環境友好的發展要求。通過發展規劃的制定和目標調整，真正謀求科學決策和科學發展。

（3）運行管理上需要從重視工程安全、實現傳統功能，轉變到既重視工程安全、實現傳統功能，又重視生態調度、生態安全和生態補償。

（4）效益共享上需要從重視國家利益、集體利益，轉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補償的發展要求，真正做到統籌兼顧，實現社會和諧和可持續發展。

［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］聯合國開發計劃署.人類發展報告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.保障足夠的儲水設施以應對氣候變化［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.