淺析霧霾治理給水電開發(fā)帶來的機(jī)遇

尹 林 果， 陳 剛

(國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司，四川 成都 610041)

近十幾年來，隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展，能耗的增加，城市的擴(kuò)大，我國出現(xiàn)霧霾的城市由少到多，霧霾現(xiàn)象由輕到重，霧霾出現(xiàn)的頻率由少到多，大面積、持續(xù)發(fā)展、日益嚴(yán)重的霧霾已經(jīng)成為嚴(yán)重的環(huán)境和社會(huì)問題。霧霾污染的加劇，已引起各方對(duì)其產(chǎn)生的原因及其治理對(duì)策進(jìn)行研究和分析。盡管大家對(duì)霧霾產(chǎn)生的原因有些出入，但都強(qiáng)調(diào)燃煤和汽車尾氣是其產(chǎn)生的兩大主要原因。而這兩者都與能源利用有關(guān)，且煤電直接與電力有關(guān)。

追根溯源，對(duì)癥下藥，從其產(chǎn)生的原因入手分析解決的對(duì)策方為根本。不可否認(rèn)的是：實(shí)施能源替代是解決霧霾的途徑之一。筆者通過對(duì)霧霾地區(qū)采用幾種能源種類替代供給的可行性進(jìn)行分析后初步認(rèn)為：現(xiàn)階段，水電是治霾的根本措施，治霾利于水電開發(fā)，能加速水電發(fā)展。另外，筆者從產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和項(xiàng)目投資選擇角度分析，治霾也有利于水電的發(fā)展。但是，限于長久以來形成的國家能源結(jié)構(gòu)狀況、水電外送通道等現(xiàn)實(shí)情況，短期內(nèi)水電不能滿足治霾的要求。因此，水電企業(yè)應(yīng)對(duì)具體項(xiàng)目的開發(fā)條件進(jìn)行深入研究落實(shí)，企穩(wěn)發(fā)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(xiàn)象，霾的核心物質(zhì)是懸浮在空氣中的煙、灰塵等，空氣相對(duì)濕度低于80%，顏色發(fā)黃。

關(guān)于霧霾的成因，各方說法不一，但有一點(diǎn)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(xué)院在相關(guān)報(bào)告中提出：北京的大氣灰霾污染主要形成于周邊地區(qū)的工業(yè)燃煤污染的排放輸送，其中，機(jī)動(dòng)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(rèn)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(chǎn)生霧霾的地區(qū)資源欠缺。首先應(yīng)明確的是：依靠產(chǎn)生霧霾地區(qū)本身的資源是無法解決其生產(chǎn)和生活問題的，能源需外調(diào)。

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(dòng)汽車或燃?xì)馄嚧嫒加蜋C(jī)動(dòng)車；但電動(dòng)汽車終究也是電的問題。第二，優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，實(shí)施產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。第三，提高燃煤的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

3 實(shí)施能源替代治理霧霾給水電開發(fā)帶來機(jī)遇的分析

目前，我國能源供應(yīng)的基本形勢(shì)為：(1)能源供大于求；(2)能源結(jié)構(gòu)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(yuǎn)，需要遠(yuǎn)距離調(diào)度。國家能源局公布的文件顯示：至2013年底，全國發(fā)電裝機(jī)容量為12.47億kW，電源種類主要是火電、水電、核電、風(fēng)電和太陽能。其中煤電8.6億kW，裝機(jī)占比為69%，水電裝機(jī)2.8 億kW，核電裝機(jī)1 461萬kW，并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)7 548萬kW，并網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機(jī)1 479萬kW，非化石能源裝機(jī)超過3.85億kW，裝機(jī)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(jī)份額對(duì)比圖(截止2013年底)

霧霾地區(qū)燃煤產(chǎn)生的碳、硫等排放是產(chǎn)生霧霾的重要原因。筆者著重分析了核電、風(fēng)電、太陽能和水電替代煤電供應(yīng)的可行性。

3.1 核電替代煤電的可行性分析

我國核電發(fā)展起步較晚，特別是受2011年日本福島核電站事故影響，發(fā)展滯緩。至今無論是投產(chǎn)總量還是后續(xù)計(jì)劃量都比較微量。

我國發(fā)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(dǎo)致民眾忌憚及難以接受。而對(duì)霧霾地區(qū)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(jìn)行長距離輸送。對(duì)于京津冀地區(qū)而言，該距離可能更遠(yuǎn)。

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(fā)電，這些資源和煤炭同屬不可再生資源。天然氣發(fā)電實(shí)質(zhì)上是能源的二次轉(zhuǎn)化利用，不利于能源的科學(xué)、合理、高效利用。而頁巖氣和煤層氣發(fā)電在我國剛剛起步，所面臨的技術(shù)、政策、環(huán)保等制約因素更多，短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模開發(fā)利用的可能性極小。據(jù)IEA、中信證券研究部的有關(guān)資料，天然氣不是不產(chǎn)生霧霾，而是產(chǎn)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(guī)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(fā)還不能滿足自給。2013年，我國能源進(jìn)口的總花費(fèi)為3 000億美元，石油和天然氣對(duì)外的依存度已分別提高到58.4%、30%，這對(duì)于一個(gè)十三億人口大國的能源安全直接構(gòu)成了威脅，同時(shí)也不利于國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

氣電不能、也不應(yīng)該是我國霧霾地區(qū)的主要能源消費(fèi)種類。用氣電治霾限于局部、微量和應(yīng)急供給較為科學(xué)，而使用氣電大規(guī)模地替代煤電的現(xiàn)實(shí)條件尚不具備，其后果也很嚴(yán)重。只有待技術(shù)、環(huán)境等因素取得重大進(jìn)步，頁巖氣和煤層氣大規(guī)模產(chǎn)氣才有可能。

3.3 風(fēng)電和太陽能替代煤電的可行性分析

近年來，我國風(fēng)電和太陽能發(fā)電發(fā)展迅速。截止2013年底，我國并網(wǎng)風(fēng)電7 548萬kW，并網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機(jī)1 479萬kW，兩者合計(jì)為9 027萬kW。按照國家及行業(yè)規(guī)劃，風(fēng)電和太陽能還將較快發(fā)展。按照國家規(guī)劃，到2015年，風(fēng)電投入運(yùn)行的裝機(jī)要達(dá)到1億kW，太陽能裝機(jī)容量達(dá)到2 100萬kW以上。按照國家要求，2014年新增風(fēng)電裝機(jī)1 800萬kW，新增光伏發(fā) 電 裝 機(jī)1 400萬kW(其中分布式占60%)。按照這種發(fā)展速度，我國的風(fēng)電和太陽能十二五發(fā)展規(guī)劃將極易實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于治霾而言，我國三北地區(qū)風(fēng)力資源豐富，太陽能項(xiàng)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(qū)較近，西北送至華北的通道也已建成。發(fā)展風(fēng)電、太陽能代替煤電，可以較為快速地解決當(dāng)前的霧霾問題。這一點(diǎn)可從國家新的能源布局得以印證。2014年全國能源工作會(huì)議提出，加快重點(diǎn)煤電基地和輸電通道建設(shè)。其中包括，加大西電東送力度，加快推進(jìn)鄂爾多斯、山西、錫林郭勒盟能源基地向華北、華中、華東地區(qū)輸電通道建設(shè)，規(guī)劃建設(shè)蒙西-天津南、錫盟-山東、錫盟-江蘇、寧東-浙江、準(zhǔn)東-華東等12條電力外輸通道，提高跨省區(qū)電力輸送能力。上述通道建設(shè)的目的是輸電代替輸煤，以風(fēng)電代替煤電，從而實(shí)現(xiàn)京津冀等地區(qū)的能源供應(yīng)保障和替代。這些通道距離京津冀等霧霾地區(qū)較近，輸送距離短，易于快速實(shí)現(xiàn)。

但風(fēng)電和太陽能具有天生的屬性短板：一是兩種能源價(jià)格昂貴，目前的發(fā)展是基于國家的補(bǔ)貼和補(bǔ)助才得以完成，我國為此支付了大量的財(cái)政補(bǔ)貼資金；二是兩種能源都存在間歇性和不穩(wěn)定性，在一個(gè)區(qū)域電網(wǎng)中占比不能夠過大；三是風(fēng)電和太陽能項(xiàng)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(guī)模開發(fā)不利于土地資源的節(jié)約使用；五是風(fēng)電事故頻率較高，一旦出現(xiàn)脫網(wǎng)，將造成區(qū)域供電的一系列問題；六是風(fēng)電和太陽能項(xiàng)目總體容量有限，不可能永遠(yuǎn)成為電網(wǎng)的主要電力來源。

當(dāng)風(fēng)電和太陽能占電網(wǎng)總裝機(jī)比重達(dá)到技術(shù)極限時(shí)，需要控制風(fēng)電和太陽能項(xiàng)目的發(fā)展。或者說，隨著技術(shù)和政策的變化，當(dāng)電價(jià)得以限制時(shí)，風(fēng)電和太陽能項(xiàng)目將趨向減少。所以，風(fēng)電和太陽能能在當(dāng)前一定程度上緩解霧霾現(xiàn)象，且這種緩解是依靠的國家補(bǔ)貼。但是，從長遠(yuǎn)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(shù)最成熟、容量最大、最經(jīng)濟(jì)的清潔能源。水電電量穩(wěn)定，具有較易控制、調(diào)度的特點(diǎn)，甚至可以將其作為巨型蓄電池，具有良好的負(fù)荷平衡作用。當(dāng)風(fēng)電和太陽能發(fā)電快速發(fā)展，比重達(dá)到一定比例的情況下，水電能夠成為良好的基礎(chǔ)負(fù)荷電源，能夠成為優(yōu)質(zhì)的電力平衡資源，從而確保在保障供給的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)清潔用能。

3.4.2 輸送的可行性

我國的特高壓技術(shù)已在三峽電站輸送上海、云南水電輸送廣州地區(qū)的實(shí)踐中得到驗(yàn)證，已達(dá)到世界先進(jìn)水平，成為技術(shù)出口的亮點(diǎn)，被冠以特高壓外交的名號(hào)。我國正在大力開展各種類型的特高壓電力線路建設(shè)，已積累了較好的經(jīng)驗(yàn)。就輸送電力而言，特高壓更喜歡水電等類似穩(wěn)定的電源。

3.4.3 經(jīng)濟(jì)性

水電項(xiàng)目本身單位電能造價(jià)低，與風(fēng)電太陽能相比，具有較大的優(yōu)勢(shì)。建設(shè)長距離的特高壓電網(wǎng)支出費(fèi)用較大，但就因治理霧霾年年花費(fèi)大量的資金、因利用風(fēng)電和太陽能支付高價(jià)補(bǔ)貼而言，特高壓電網(wǎng)所需資金較少且一勞永逸，意義重大。同時(shí)，在南水北調(diào)成功的今天，與南水北調(diào)相比，國家實(shí)施西電東送財(cái)力花費(fèi)更少，且國家目前具備此經(jīng)濟(jì)能力。

3.4.4 規(guī)模性

一方面，我國水電資源豐富，且目前開發(fā)程度仍較低：另一方面，我國水電多為流域基地建設(shè)。一條流域有數(shù)千萬千瓦裝機(jī)，規(guī)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(fā)，筆者對(duì)我國現(xiàn)有幾種電源的分析見表2。

通過上述對(duì)比分析可以得出以下結(jié)論：用水電代替煤電實(shí)施能源替代有利因素優(yōu)勢(shì)明顯，制約因素相對(duì)少、小。加大水電開發(fā)，用水電代替煤電，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，可以從根本上治理霧霾，但存在及時(shí)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(qū)的污染問題，需要解決電網(wǎng)規(guī)劃薄弱等問題。并且水電建設(shè)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(shí)間上來不及，“遠(yuǎn)水解不了近渴”。

4 產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移給水電開發(fā)帶來的機(jī)遇

霧霾發(fā)生時(shí)，北京和石家莊等城市有110家工業(yè)企業(yè)停產(chǎn)、減產(chǎn)。這是一種積極的應(yīng)對(duì)方式，但這終究不是一種長效方法，也不是一般的企業(yè)能夠接受的。所以，從治理霧霾的角度考慮，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移也是一種措施。

預(yù)計(jì)部分產(chǎn)業(yè)會(huì)調(diào)整到西部，這樣，西部的電力消納就會(huì)有所增加，電力供應(yīng)形勢(shì)將會(huì)發(fā)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(xiàng)目的開工，從而加速水電的開發(fā)。

5 提高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)給水電開發(fā)帶來的機(jī)遇

客觀地講，火電站已存在，為了確保能源供應(yīng)，逐步實(shí)現(xiàn)能源替代，也為了資產(chǎn)的有效利用，兼顧企業(yè)發(fā)展，不可能一夜之間令其全部關(guān)閉，只能要求其以高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行或限制其運(yùn)行時(shí)間。但對(duì)于火電機(jī)組而言，啟動(dòng)與停止并非能輕易完成，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)關(guān)停帶來的安全、經(jīng)濟(jì)等問題更多。

如提高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，加大脫硝、脫硫力度，勢(shì)必會(huì)增加火電項(xiàng)目的支出，影響火電企業(yè)的效益，使得各大電力集團(tuán)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(xiàng)目的開發(fā)。

6 結(jié)論和建議

對(duì)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(jī)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(yōu)勢(shì)明顯，制約因素相對(duì)少、小，因此而能成為能源替代的支柱類型。從產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移治霾的角度分析，霧霾區(qū)的產(chǎn)業(yè)西進(jìn)，有利于改善西部電力供應(yīng)格局，有較大可能促進(jìn)水電發(fā)展。從加大環(huán)保措施治霾的角度分析，火電項(xiàng)目的收益降低且基于資本的趨利性，各大發(fā)電集團(tuán)會(huì)調(diào)整投資方向，加大水電開發(fā)的力度。

現(xiàn)實(shí)中的各個(gè)制約因素也不能忽略。送出規(guī)劃薄弱、相關(guān)機(jī)制不完善等問題值得研究。筆者建議：水電行業(yè)、水電企業(yè)應(yīng)關(guān)注國家整體長遠(yuǎn)治霾的部署，關(guān)注能源替代和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，關(guān)注國家“一帶一路”等經(jīng)濟(jì)布局，關(guān)注電力體制改革，關(guān)注國家電網(wǎng)建設(shè)，保持行業(yè)自信。筆者堅(jiān)信國家的治霾態(tài)度，堅(jiān)信國家的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整政策，堅(jiān)信水電的經(jīng)濟(jì)、安全和可輸送屬性，相信水電于國家健康發(fā)展、國家能源安全、清潔供應(yīng)而言是可再生的寶藏，國家不會(huì)守著寶藏不用。