向家坝施工现场 摄影/陈业青
中国水力发电工程学会
中国大坝协会
中国水利水电科学研究院
“条条江河滚滚流,流的都是煤和油”。当今世界面临严峻的水危机,据统计,目前全世界有20亿人口得不到现代能源供应,有11亿人口得不到安全的饮用水,有24亿人口缺乏健康卫生设施,每年受自然灾害影响的人口多达2.11亿。水电不仅是可再生的、可以大规模商业化开发的能源,在很多情况下,水电又是经济上承担得起的、是贫困地区解决电力供应问题的可选方案,水电开发所形成的大型水库也是可以有效保障安全供水、有效减轻洪旱灾害的重要工程。
世界正面临水资源日益短缺的问题,也面对经济发展和生活需求的能源不足等问题。对世界上占大多数的发展中国家、不发达国家,推进经济发展、改善贫困是主要的任务,正如已故印度总理甘地(Smt. Indira Gandhi)曾经所说的“贫穷是环境最大的敌人”。因此,对工程性解决方案的需求包括建设更多的水库大坝,将是最有效的手段。但是,每一个国家,特别是发展中国家,在建设大坝、获取水资源或利用水能的同时,必须考虑自身的优势条件、传统、法律和需求,同时汲取发达国家曾经走过的弯路和经受的教训,注重在大坝建设中保护环境、维护生态、实现经济社会的可持续发展。大坝建设能够推进发展,世界的发展还远没有达到离开大坝建设的历史时期。因此,虽然因世界环境问题突出,反坝声音受到一些不明真相人的追捧,但合理有效地开发利用水利水电是最终挡不住的世界发展潮流。
进入21世纪,全球面临的可持续发展问题日益严峻,世界油价不断攀升、气候变化后果日趋显现、安全饮用水供应和电力保障更加迫切,世界有关组织重新审视水电开发问题,在几次具有里程碑意义的峰会和国际专题会议上将对水电开发的认识推到了一个新的层次。
2004年8月26日至9月4日在南非约翰内斯堡举行的可持续发展问题世界首脑会议上,通过了《执行计划》和《约翰内斯堡可持续发展宣言》两个重要文件,提出了全球有关可再生能源的指标和时间表。
其第9条规定:为促进可持续发展而联合行动,增进人们获得可靠廉价能源服务的机会,实现千年发展目标,包括在2015年之前使贫穷人口减少一半,其中能源的提供有利于消除贫穷。
其第20条规定:开发和推广能源技术,增加可再生能源在能源组合中所占份额,提高效率,更多依赖先进的技术,包括清洁的矿物燃料技术;
以可持续方式利用传统能源资源,满足对能源服务的与日俱增的长期需要,实现可持续发展;
使能源供应多样化,开发先进、更加洁净、效率更高、价格适宜和效益高的能源技术,包括矿物燃料技术和可再生能源技术(包括水力发电),并以相互商定的优惠条件向发展中国家转让这些技术。大量增加可再生能源的全球份额,以便扩大其对能源供应总量的贡献,同时认识倡议的作用,并确保能源政策有助于发展中国家消除贫穷。
在饮水、能源、健康、农业和生物多样性等会议上,可再生能源同样得到了重视。许多人强调到2015年,可再生能源应占各种能源的10%。
2004年10月,联合国水电与可持续发展研讨会在北京成功召开,44个发达及发展中国家的政府组织、非政府绿色环保组织和移民代表,以及联合国有关机构和世界银行等有关金融组织参加了会议。会议通过了《水电与可持续发展北京宣言》,肯定了水电在可持续发展中的战略重要性,强调水电开发在经济、社会、环境等方面必须具有可持续性,这是世界水电发展史上第一次对各国20多年来水电发展中的热点问题进行讨论总结,对世界水电发展具有重要指导意义。
2008年11月国际大坝委员会(ICOLD)、国际水电协会(IHA)、国际灌排委员会(ICID)、非洲联盟等六家国际组织在法国巴黎发布了世界水电宣言(非洲),强调了大坝和水电对于非洲可持续发展的重要作用,呼吁抓住水电发展机遇,签署宣言的各项组织机构也要兑现诺言,协同非洲大陆共同促进水电开发。
2009年3月在伊斯坦布尔举行的第五次世界水论坛通过了部长宣言。宣言强调,考虑到能源、粮食安全及消除贫困的任务艰巨性,各国一致同意支持在不同涉水部门开展由国家引导的发展项目,大力修建新的基础设施,维修、加固和改善现有设施,并保证经济可行性、环境可持续性和社会公平性,以满足包括储水、灌溉、发电、航运、减灾等的多重需求。
三峡大坝夜色 摄影/王广浩
世界正处在不断变化中,人口增加、经济发展成为刺激资源、能源需求不断增长的主要驱动力。而环境与资源成为目前人类发展所面临的最大的制约。全球气候变化则是这一制约最突出、最显著的表现。有关气候变化的物理学和政治经济学研究已经证明,全球气候变化问题是人类迄今为止面临的规模最大、范围最广、影响最为深远的挑战之一,也是影响未来世界经济和社会发展、重构全球政治和经济格局的最重要因素之一。全球气候变化对水循环和水资源产生了深刻演变,并突出表现为降水与水资源时空变异性的增强、对水文过程的显著改变以及极端天气事件的频繁发生,所有这一切,加剧了缺水地区的水资源供需矛盾,加重了水资源开发利用的难度,为减灾救灾带来更大困难。
全球气候变化要求人类必须采取措施。一方面需要积极推进能源结构的战略调整,改变化石能源在能源结构中的主导地位,减少温室气体排放;另一方面要对全球气候变化所带来的后果采取防御性措施,加大存储,加强调控能力。水的存储实际上也是能源的存储,国际社会认识到,缺乏足够的储水设施将降低人类对各种变化的响应能力,从而直接影响千年发展目标的实现。因此加快水电开发,确保足够的储水设施以应对全球变化成为应对气候变化、解决能源问题的重要途径。
水电是一种重要的能源,目前占世界电力供应总量的20%左右。发达国家的经验已表明了水电对社会发展所做的贡献。同样,在一些发展中国家,水电开发对减轻贫困、实现经济增长也做出了贡献。需要强调的是,2/3的经济可行的水电资源仍待开发,其中90%在发展中国家。相比而言,发达国家已基本完成了开发任务,如美国水电资源已开发约82%,日本约84%,加拿大约65%,瑞士约86.6%,德国约73%,法国、挪威均在80%以上。在非洲,水电开发率还不足11%。2006年中国水电发电量占全国发电总量的14.8%,水电装机占全国电力总装机的24%,水电开发度为19%(以经济可开发量为基准),与西方发达国家比,还有比较大的差距,也低于亚洲平均25%的开发水平,需要加快发展,以有效减少需要长期面对的煤炭资源匮乏的压力,有效减少化石能源的消费。
世界上以水电为主的国家的实践表明,水电开发可以与环境保护并行,可以实现资源节约、环境友好。世界上有22个国家水电占发电量的80%以上,有53个国家水电占发电量的50%以上。挪威和巴拉圭比较突出,挪威99%的电力都是水电,人均水电装机6千瓦,巴拉圭则完全依赖水电供应,并且挪威和巴拉圭的环境并没有因为大量修建水电站而遭到破坏,相反地,在空气质量、水质和其他环境要素方面是国际上先进的国家。那种水电开发必然引起环境变坏、水质变脏等的认识是一种误解。
三峡升船机施工工地 摄影/王广浩
一个国家拥有的水库数量及人均水库库容与国家社会经济发展具有紧密联系,以人均库容指标与人类发展指数(HDI,Human Development Index)对比分析,可以比较清楚地说明大坝水库发展与社会经济发展水平的关系。
人类发展指数(HDI)由GDP人均指标、以及反映生活质量的健康和教育三项要素加权平均计算出来,作为衡量联合国各成员国社会经济发展水平的综合指标。该指标避免了以人均GDP作为衡量人类发展的唯一指标的缺陷。人类发展指数为一介于0和1之间的数,数值越接近于1表示人类发展水平越高。全球50余个国家2007年的人类发展与大坝水库发展数据计算结果显示,HDI大于0.9的国家,人均库容拥有量为3184立方米,HDI介于0.8~0.9的国家,人均库容拥有量2948立方米,HDI介于0.7~0.8的国家,人均库容拥有量541立方米,HDI介于0.6~0.7的国家,人均库容拥有量208立方米,HDI介于0.5~0.6的国家,人均库容拥有量仅为125立方米(参见图1)。联合国人类发展报告也指出“全球水基础设施的分布与全球水风险的分布呈反比关系”。从这个角度讲,储水设施建设和管理通常是发展的核心和关键要素之一,是实现经济社会可持续发展的重要基础之一。
图1 人均库容与人类发展指数关系
亚洲人口占全世界人口总量的60%,而水资源量只占全世界总量的36%,中国人口约占世界人口的20%,而水资源量只占6%。我国2008年的水库总库容是6924亿立方米,人均约520立方米,远低于发达国家人均约3000立方米的调蓄水平。图2是世界一些典型国家人均水库库容情况。
图2 典型国家的人均库容
另外,从每百万人口的水库数来讲,我国水库总数85412座,位居世界第一,但人口为13亿,每百万人口所拥有的水库数量较低。相比之下,韩国只有4000万人口,水库达到18000多座;再如瑞典800万人口,水库达到10000多座。
以上图表和数据表明,发达国家已经拥有足够的基础设施及大坝;而对发展中国家而言,水库及大坝基础设施还远远不足以提供足够的能源及水资源,以支撑其经济发展,因此建设新坝仍然是当务之急。
未来的20至30年是我国水电开发的关键时期,机不可失,我们要牢牢把握住这个机会,使水电开发更好地为我国的能源供应,以及经济和社会的可持续发展贡献力量。中国目前不需要改变“水火并济”的能源方针和水电大开发战略,我们真正需要思考的是,在未来的20到30年时间内,如何充分吸取国外水电开发的成功经验,并根据我国的具体国情,探索出具有中国特色的水电开发体系,从而更好地发挥水电的自身优势,引导水电保持持续、协调和健康发展,为国家和社会经济发展服务。
通过研究世界各大国的水电开发历程,我们看到,水电在这些国家的经济发展早期,对推动国家经济腾飞起到了巨大的推动作用,并得到了国家政策大力扶植。国外发达国家的市场经济体制已经非常成熟,我国的社会主义市场经济体制正在逐步完善的过程中。在市场经济体制中,企业作为经济活动的主体,也是水电工程主要的规划、设计、建设和运营部门,然而以追求自身效用的最大化为目标,完全寄希望于水电企业的自身发展是不行的,还需要政府的宏观政策引导与政策扶植。
所谓国家扶植,就是国家把开发水电作为能源政策的基础之一,并在一定时期内,作为重要国策。巴西就曾经如此。这是因为,水电开发在给社会带来巨大的综合效益的同时,也受到了众多条件的制约,然而水电发展却在一些政策措施上没有得到与煤电同等的对待,因此水电建设者一直在争取相应的政策,其目的是使水电项目的社会效益得到适当的补偿。例如,峰谷电价、丰枯电价、延长还款期限等。这些措施也是在发挥水电特殊性的同时也使电力系统、金融系统获利的措施,而并不是仅仅为了水电行业自身的利益,更不能理解成水电需要特殊的优惠政策才能生存。从某种意义上讲,给予水电以税收扶植政策,更不如说是给予水电以更加公正的发展机会。例如,水电既是一次能源开发,那么给予其它一次能源开发行业的政策也应同样给予水电。水电作为清洁能源,那么不应违反常识地把水电排除在清洁能源之外,拒绝给予相应优惠。大水电的作用远远高于小水电,目前给于小水电的政策应同样适用于大水电。水电是电力系统的重要调峰手段,调峰的成本很高,利用小时较低,却不能得到适当的容量电价和峰荷电价。
综上所述,对于中国而言,目前的问题不是要不要建更多的大坝,而是如何更为明智地建坝,如何通过更好的工程规划、设计、建设和运营,在水利开发推动社会经济发展的同时,尽可能减轻其对生态环境和社会的负面影响,真正做到:“建好一座电站,改善一方环境,拉动一方经济,改善一方移民”。