應(yīng)對(duì)氣候變化必須大力發(fā)展水電

中國(guó)水利水電科學(xué)研究院/中國(guó)大壩協(xié)會(huì) 賈金生 馬 靜

中國(guó)科學(xué)院 張志會(huì)

一、世界及主要國(guó)家水電發(fā)展情況

水電作為技術(shù)最成熟、供應(yīng)最穩(wěn)定的可再生清潔能源，在全球能源供應(yīng)中占有重要地位。2007年全球水電裝機(jī)達(dá)到84840萬(wàn)kW，發(fā)電量30448億kW?h/年，約占全球電力供應(yīng)量的20%，水電開(kāi)發(fā)程度按發(fā)電量與經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量的比值計(jì)算達(dá)到了35%，其中非洲為11%，亞洲為25%，大洋州為45%，歐洲為71%，北美為65%，南美為40%，見(jiàn)表1。

表2 世界水電發(fā)展概況

據(jù)2008年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，世界上有16個(gè)國(guó)家依靠水電為其提供90%以上的能源，如挪威、阿爾巴尼亞等國(guó)；有49個(gè)國(guó)家依靠水電為其提供50%以上的能源，包括巴西、加拿大、瑞士、瑞典等國(guó)；有57個(gè)國(guó)家依靠水電為其提供40%以上的能源，包括南美的大部分國(guó)家。發(fā)達(dá)國(guó)家水電的平均開(kāi)發(fā)度已在60%以上，其中法國(guó)達(dá)到90%，意大利超過(guò)90%以上，見(jiàn)表2。

表2 2008年部分國(guó)家水電情況

二、氣候變化與水電優(yōu)先發(fā)展的國(guó)際共識(shí)

我國(guó)為應(yīng)對(duì)全球氣候變化已有明確的表述，就是到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，作為約束性指標(biāo)納入國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃，并制定相應(yīng)的國(guó)內(nèi)統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測(cè)、考核辦法。決定通過(guò)大力發(fā)展可再生能源、積極推進(jìn)核電建設(shè)等行動(dòng)，到2020年我國(guó)非化石能源占一次能源消費(fèi)的比重達(dá)到15%左右。這必將對(duì)2020年以前的水電和其他可再生能源的發(fā)展產(chǎn)生深刻的、積極的影響。

近年來(lái)，國(guó)際上召開(kāi)了一系列重要會(huì)議，如2002年世界首腦峰會(huì)，波恩能源會(huì)議，2004年聯(lián)合國(guó)水電與可持續(xù)發(fā)展會(huì)議等。在聯(lián)合國(guó)水電與可持續(xù)發(fā)展會(huì)議上，通過(guò)了《水電與可持續(xù)發(fā)展北京宣言》，這是國(guó)際上對(duì)20多年來(lái)水電開(kāi)發(fā)中熱點(diǎn)問(wèn)題討論的總結(jié)，是世界水電發(fā)展歷史上的第一次，對(duì)世界水電發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。

基于對(duì)水電發(fā)展的新認(rèn)識(shí)，為應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)危機(jī)，尤其是全球氣候變化，各國(guó)在加大對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固、提高大壩安全能力的同時(shí)，進(jìn)一步加大了對(duì)水電的投入力度。目前，世界上有165個(gè)國(guó)家已明確將繼續(xù)發(fā)展水電，其中70個(gè)國(guó)家在建總裝機(jī)為1億千瓦，110個(gè)國(guó)家規(guī)劃建設(shè)3.38億千瓦。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2008年世界上在建大壩有1200多座，其中60米以上大壩有370余座，主要分布在亞洲、南美等55個(gè)國(guó)家。

從幾次重要會(huì)議及圍繞水電開(kāi)發(fā)與可持續(xù)發(fā)展的研究進(jìn)展看，有幾點(diǎn)值得強(qiáng)調(diào)：

1.優(yōu)先發(fā)展水電是各國(guó)政府及國(guó)際各界人士當(dāng)前的共識(shí)。能源是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要條件，水電是清潔的、可再生能源，以環(huán)境友好的、社會(huì)和諧的各種方式開(kāi)發(fā)水電，符合新千年的發(fā)展目標(biāo)，有利于持續(xù)地減少貧困和有效緩解全球20億人無(wú)電供應(yīng)的問(wèn)題，可以有效減少溫室氣體排放，因此得到聯(lián)合國(guó)、世界銀行等國(guó)際機(jī)構(gòu)的高度重視，也得到了各國(guó)政府及國(guó)際各界人士的積極推動(dòng)。

2.世界各國(guó)在發(fā)展水電中的成功經(jīng)驗(yàn)，讓國(guó)際各界人士認(rèn)識(shí)到優(yōu)先發(fā)展水電是現(xiàn)實(shí)可行的。聯(lián)合國(guó)呼吁所有有關(guān)各方共同努力，以可靠、廉價(jià)、經(jīng)濟(jì)可行、社會(huì)和諧和環(huán)境友好的各種方式為社會(huì)提供電力，并認(rèn)為水電在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)中具有巨大的潛力。個(gè)別水電項(xiàng)目曾對(duì)社會(huì)、環(huán)境及生態(tài)等造成較大的負(fù)面影響，從而引起國(guó)際各界人士的廣泛關(guān)注，但同時(shí)，世界各國(guó)在開(kāi)發(fā)水電中的眾多成功及成熟的經(jīng)驗(yàn)表明，水電開(kāi)發(fā)是可以做到可靠、廉價(jià)、經(jīng)濟(jì)可行、社會(huì)和諧和環(huán)境友好的，是技術(shù)上成熟的可再生能源，可以大規(guī)模商業(yè)化開(kāi)發(fā)。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家大部分技術(shù)及經(jīng)濟(jì)可行的水電資源都得到了開(kāi)發(fā)，發(fā)展中國(guó)家水電開(kāi)發(fā)率還很低，尤其非洲，開(kāi)發(fā)率還不到8%，因此，優(yōu)先發(fā)展水電對(duì)全球，尤其對(duì)發(fā)展中國(guó)家是非常重要的，也是現(xiàn)實(shí)可行的。

3.呼吁大力開(kāi)發(fā)水電，是科學(xué)認(rèn)識(shí)水電的必然結(jié)果。聯(lián)合國(guó)支持世界銀行等金融機(jī)構(gòu)重新投身水電開(kāi)發(fā)，呼吁各國(guó)政府創(chuàng)造良好的吸引投資的環(huán)境，以便為可持續(xù)的水電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)提供資金保障，世界銀行在對(duì)水電開(kāi)發(fā)做過(guò)多年的全面評(píng)估分析后，正式宣稱重新投資水電，發(fā)生這些變化的前提是水電為全球社會(huì)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善環(huán)境及消除貧困等方面做出了巨大的貢獻(xiàn)，在未來(lái)仍有做出貢獻(xiàn)的巨大潛力。當(dāng)今世界上尚有20億人生活在沒(méi)有電的世界里，而2/3的經(jīng)濟(jì)可行水電資源仍待開(kāi)發(fā)，因此科學(xué)地認(rèn)識(shí)水電、開(kāi)發(fā)水電必然會(huì)成為世界的趨勢(shì)。

4.水電開(kāi)發(fā)中要充分重視對(duì)社會(huì)、環(huán)境的負(fù)面影響，要特別關(guān)注受水電影響的弱勢(shì)群體。《水電與可持續(xù)發(fā)展北京宣言》支持各國(guó)，特別是發(fā)展中國(guó)家對(duì)水電的可持續(xù)性開(kāi)發(fā)；強(qiáng)調(diào)要高度重視水電開(kāi)發(fā)對(duì)社會(huì)、環(huán)境及生態(tài)等的負(fù)面影響；強(qiáng)調(diào)水電開(kāi)發(fā)中沒(méi)有全球通用的準(zhǔn)則，各國(guó)應(yīng)結(jié)合國(guó)情積極探討，努力實(shí)踐。最近一個(gè)時(shí)期，國(guó)內(nèi)外有不少報(bào)告涉及到水電工程開(kāi)發(fā)的案例研究、移民工作的實(shí)踐總結(jié)、水電開(kāi)發(fā)的環(huán)境影響補(bǔ)償辦法以及環(huán)境友好的大壩施工技術(shù)。這些報(bào)告對(duì)指導(dǎo)下一步的工作具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

三、水電的能源回報(bào)率最高應(yīng)對(duì)氣候變化需要大力開(kāi)發(fā)水電

能源設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行也需要消耗能源，如果從全口徑的角度計(jì)算能源的投入產(chǎn)出比，就可以比較清楚的審視各種能源開(kāi)發(fā)方式的效益和優(yōu)劣，能更加清晰地認(rèn)識(shí)到水電在節(jié)能減排、應(yīng)對(duì)氣候變化方面的巨大優(yōu)勢(shì)。在這里引用一個(gè)新概念—能源回報(bào)率（energy payback ratio），以一個(gè)火電發(fā)電廠為例，其物理意義是指一個(gè)火力發(fā)電站在運(yùn)行期內(nèi)發(fā)出的所有電力與其在建設(shè)期、運(yùn)行期為維持其建設(shè)、運(yùn)行所消耗的所有電力的比值，建設(shè)期、運(yùn)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(yùn)行、照明耗能等，也包括建筑材料、煤炭等制造、運(yùn)輸過(guò)程的耗能。按照這一新定義，在各種能源開(kāi)發(fā)方式中，水庫(kù)式水電的能源回報(bào)率約為208～280，徑流式水電的能源回報(bào)率約為170～267，風(fēng)電約為18～34，生物能約為3～5，太陽(yáng)能為3～6，核電14～16，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)電僅為1.6～3.3，如圖1、圖2。因此，積極應(yīng)對(duì)氣候變化必須大力發(fā)展水電。

圖1 可再生能源回報(bào)率

圖2 部分不可再生能源回報(bào)率

我國(guó)水電的平均電價(jià)低于火電0.1元。2008年全國(guó)水電發(fā)電量為5655億千瓦時(shí)，也就是有500多億元資金可用于解決移民、生態(tài)、重大技術(shù)問(wèn)題等，說(shuō)明資金不是水電發(fā)展的制約因素，政策和機(jī)制是水電又好又快發(fā)展的關(guān)鍵。我國(guó)2008年全國(guó)水電發(fā)電量約占全國(guó)電力供應(yīng)量的16%，水電開(kāi)發(fā)程度約為23%，低于世界平均水平約10個(gè)百分點(diǎn)。我國(guó)水能蘊(yùn)藏量居世界第一，人均擁有量接近世界平均水平。我國(guó)煤炭蘊(yùn)藏量居世界第三，人均擁有量?jī)H為世界平均水平的一半。但我國(guó)水電發(fā)電量占總發(fā)電量的比例低于世界5個(gè)百分點(diǎn)，而火電則高于世界40多個(gè)百分點(diǎn)。因此，積極調(diào)整我國(guó)以煤炭為主的能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)，積極對(duì)能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行戰(zhàn)略性調(diào)整以減少對(duì)化石能源的過(guò)度依賴，是我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案中不可回避的問(wèn)題。水電未來(lái)的發(fā)展必將在國(guó)家減排溫室氣體和應(yīng)對(duì)氣候變化等國(guó)家目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方面發(fā)揮重要的作用。

四、保障我國(guó)水安全需要進(jìn)一步建設(shè)儲(chǔ)水設(shè)施

水是基礎(chǔ)性自然資源、戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源和環(huán)境的控制性要素。人類社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展離不開(kāi)水工程。水工程建設(shè)是各國(guó)人民保障水安全、適應(yīng)自然、謀求與自然和諧相處、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的必然手段和要求。面對(duì)新的發(fā)展，水安全需要進(jìn)行重新的審視與定義，水安全可被定義為維護(hù)必需的水文條件和儲(chǔ)水設(shè)施以在氣候變化和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)需求（包括能源需求）不斷增長(zhǎng)等的情況下保持一個(gè)健康的生態(tài)系統(tǒng)。在一個(gè)水安全水平較高的國(guó)家，水問(wèn)題對(duì)于窮人將不會(huì)造成較大的影響。維護(hù)健康和充滿活力的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于保證窮人和弱勢(shì)群體的水安全有重要意義。這一定義反映了在全球氣候變化大的背景下對(duì)水安全的重新認(rèn)識(shí)，反映了在新的形勢(shì)下對(duì)與水有關(guān)的平等、減貧等社會(huì)問(wèn)題的關(guān)注。

綜合全球50余個(gè)國(guó)家的人類發(fā)展指數(shù)與水庫(kù)大壩發(fā)展數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果顯示，一個(gè)國(guó)家或地區(qū)水庫(kù)大壩發(fā)展水平與國(guó)家人類發(fā)展水平呈較強(qiáng)的正相關(guān)。人類發(fā)展指數(shù)大于0.9的國(guó)家，人均庫(kù)容擁有量平均為3184m3，人類發(fā)展指數(shù)介于0.8～0.9的國(guó)家，人均庫(kù)容擁有量平均為2948m3，人類發(fā)展指數(shù)介于0.7～0.8的國(guó)家，人均庫(kù)容擁有量平均為541m3。需要指出的是，中國(guó)2007年人類發(fā)展指數(shù)0.772，在182個(gè)國(guó)家中列第92位，人均庫(kù)容528m3，人類發(fā)展指數(shù)介于0.6～0.7的國(guó)家，人均庫(kù)容擁有量平均為208m3，人類發(fā)展指數(shù)介于0.5～0.6的國(guó)家，人均庫(kù)容擁有量?jī)H為125m3，見(jiàn)圖3。這與聯(lián)合國(guó)人類發(fā)展報(bào)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(xiǎn)的分布呈反比關(guān)系”是一致的。從這個(gè)角度講，儲(chǔ)水設(shè)施建設(shè)和管理通常是推動(dòng)發(fā)展的關(guān)鍵要素之一，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。而滿足基本的水與能源需求即是衡量發(fā)展水平的重要指標(biāo)，也是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的引擎。隨著各界對(duì)大壩的功能與作用的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步深化，加快水與水能資源的開(kāi)發(fā)利用已成為國(guó)際社會(huì)的廣泛共識(shí)。

圖3 人均庫(kù)容與人類發(fā)展指數(shù)關(guān)系

五、水電大壩又好又快的發(fā)展需要新的理念

1.水電發(fā)展思路需要轉(zhuǎn)變。在謀求發(fā)展與應(yīng)對(duì)氣候變化的國(guó)際背景下，大壩與水電發(fā)展迎來(lái)了前所未有的良好發(fā)展機(jī)遇，水電建設(shè)將掀開(kāi)新的一頁(yè)，迎來(lái)新的春天。但是現(xiàn)在建設(shè)一座大壩和水電站已經(jīng)不僅僅是一件單純的技術(shù)和學(xué)術(shù)問(wèn)題，其活動(dòng)的全過(guò)程變得更加公開(kāi)和透明。中國(guó)及世界其他國(guó)家的成功及成熟的經(jīng)驗(yàn)表明，水與水能以可靠、廉價(jià)、經(jīng)濟(jì)可行、社會(huì)和諧與環(huán)境友好的方式開(kāi)發(fā)是可行的，我們必須以可持續(xù)方式加速儲(chǔ)水設(shè)施建設(shè)、盡可能將各種因開(kāi)發(fā)所造成的不利影響降到最低，在實(shí)踐中，需要我們實(shí)現(xiàn)四個(gè)轉(zhuǎn)變：

①認(rèn)識(shí)上需要從強(qiáng)調(diào)改造、利用自然轉(zhuǎn)變到既強(qiáng)調(diào)改造、利用，又強(qiáng)調(diào)保護(hù)和適應(yīng)自然。改進(jìn)工作，需要基于國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，在如何保護(hù)和適應(yīng)自然方面需要取得更多創(chuàng)新性的成果，以適應(yīng)當(dāng)前及今后一個(gè)時(shí)期發(fā)展的要求。

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(huì)可接受、環(huán)境友好的發(fā)展要求。通過(guò)發(fā)展規(guī)劃的制定和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策和科學(xué)發(fā)展。

③運(yùn)行管理上需要從重視工程安全、實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)功能轉(zhuǎn)變到既重視工程安全、傳統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)，又重視生態(tài)調(diào)度、生態(tài)補(bǔ)償和生態(tài)安全。

④效益共享上需要從重視國(guó)家利益、集體利益轉(zhuǎn)變到既重視國(guó)家利益、集體利益，又重視受影響人利益和生態(tài)補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展要求，統(tǒng)籌兼顧，實(shí)現(xiàn)和諧發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。

2.水電發(fā)展的政策需要進(jìn)一步深化研究。在行動(dòng)中，面對(duì)新的形勢(shì)，特別是針對(duì)氣候變化所帶來(lái)的影響與后果，需要采取實(shí)質(zhì)性的舉措，制定適應(yīng)性對(duì)策和行動(dòng)方案，因此建議在以下幾方面加強(qiáng)工作：

①針對(duì)氣候變化對(duì)涉水事務(wù)可能產(chǎn)生的影響及其后果開(kāi)展前瞻性研究，為制訂長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

②從宏觀戰(zhàn)略高度梳理應(yīng)對(duì)氣候變化的水電開(kāi)發(fā)與水庫(kù)大壩管理國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，探討我國(guó)水庫(kù)大壩應(yīng)對(duì)氣候變化的適應(yīng)性管理模式，提出應(yīng)對(duì)氣候變化的水電運(yùn)行與大壩水庫(kù)管理指導(dǎo)思想，制定適合我國(guó)國(guó)情的儲(chǔ)水設(shè)施管理的適應(yīng)性對(duì)策。

③基于投入與減災(zāi)成效的比較，探討未來(lái)長(zhǎng)期不同投入和應(yīng)對(duì)方案下的差別，論證應(yīng)對(duì)氣候變化的合理的財(cái)政投入政策。

【1】賈金生,馬靜,徐澤平,確保足夠的儲(chǔ)水設(shè)施以滿足農(nóng)業(yè)、能源和城鄉(xiāng)需求.2009.4.4.中國(guó)水利報(bào).

【2】80 Years-but still Young, ICOLD, the 80th Anniversary Celebration, Special Edition of ICOLD News letter.

【3】Word Atlas & Industry Guide 2007, 2008,The International Journal on Hydropower and Dams.London,UK.

【4】United Nation,Human Development Repor 2009 Overcoming barriers:Human mobility and development,United Nation,2009.

【5】World Declaration Dams & Hydropower for African Sustainable Development,Nov.24th,2008,Paris,France.

【6】Luc Gagnon,Energy payback trends,a guide for future development,Hydro2009,Lyon France,2009.10.

【7】聯(lián)合國(guó).人類發(fā)展報(bào)告2007/2008應(yīng)對(duì)氣候變化-分化世界中的人類團(tuán)結(jié).2008.

【8】中國(guó)國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì).中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案.2007.6.