本刊编辑部
摄影/高 峰
——编者
中国面临长期的能源挑战。在经济持续高速增长的拉动下,中国的能源需求超高速增长,2002、2003、2004那几年甚至出现了大面积的拉闸限电。近年来虽然能源短缺问题得到了一定缓解,但中国能源发展仍然面临两方面的难题:
我国能源消费结构图(2009)。制图/田宗伟
一是我国人均能源消费现在只有1.3吨标准油当量,而发达国家的人均能源消费平均高于4吨标准油,美国则高达人均约8吨标准油。中国人均能源消费水平还非常低,即使加强节能,能源消费总量仍然要大量增加。
世界能源消费结构图(2009)。制图/田宗伟
二是中国能源结构比较落后,煤炭占总能源消耗的近70%。众所周知,和其他化石能源相比,煤炭不清洁、不环保、不高效。中国能源发展面临的主要问题就是煤炭比重过大,发达国家煤炭占能源消耗的比重平均只有百分之十几,全世界平均起来也只有27%左右。因此,中国能源发展面临的两个主要问题是:继续增加能源靠什么?煤炭比重大的问题如何解决?这是我国的基本现状。
我国能源发展战略,要坚持节约优先。当然,从能源安全来讲,还要立足国内,多元发展,保护环境,加强国际互利合作。
今后的能源形势首先取决于节能降耗和减排目标能不能实现。节能优先是重要的政治决策,也是我国长期能源供需平衡和可持续发展能否得到解决的前提。
从长期发展来看,我们面临的还不仅是一个能否达到能源平衡的问题,而是能不能解决以煤为主的落后的能源结构调整问题。我国不能长期依靠更多的增加煤炭,而是必须通过能源多元化,保证一次能源供应和实现能源结构优化。2009年11月,国家划定能源结构调整目标,争取到2020年非化石能源(水电、风电、太阳能、生物质能等)占一次能源消费的比重达到15%左右。但在我们目前的能源消费结构中,煤炭比重高达70%,比世界平均水平高出约40个百分点,非化石清洁能源所占的比重不足10%,任务十分艰巨,但这是我们今后在能源供应方面的重要战略取向。
使用煤炭不但是我国目前主要的环境污染来源,而且在煤炭生产过程中也存在严重的环境破坏。例如在山西每开采一吨煤炭就破坏两吨半水资源。此外,还存在土地塌陷、粉尘及SO2污染等问题。我国煤炭开发强度已经过大,以致矿难频发。按现在的矿难事故死亡率,每多开采100万吨煤就会多死几名矿工,死于矽肺病的人则更多,更不用说因工伤和职业病失去劳动能力的矿工了。
式中,u表示纸张含湿量,kg/kg;hc-p(0)和hc-p(k)表示模型系数;hc-f-p表示烘缸-干网-纸张接触面的接触传热系数,W/(m2·℃);hc-p表示烘缸-纸张接触面的接触传热系数,W/(m2·℃)。
要使能源多元化该怎么办?从我国实际情况看,就是要把煤炭以外的、能够大规模生产的、技术上比较成熟的、能在近期乃至中期起作用的可再生能源,尽可能开发利用起来。但是并不是所有的可再生能源都能起到这样的作用。例如太阳能发电虽然好,可是发电成本极贵,相当长的时间内不可能大规模利用。风电近些年发展较快,但电能不稳定,电网接纳还存在技术困难。核电本是很好的清洁能源,但受日本福岛事故的影响,人们心存余悸,
我国2015年能源消费结构目标。制图/田宗伟
国家非常审慎。生物质能则更不具有可行性。
我国的水电资源蕴藏量在全世界是第一位的。我国水电资源的理论蕴藏量为6.89亿千瓦,技术可开发量为4.93亿千瓦,经济可开发量为3.95亿千瓦,目前已开发量还只是经济可开发量的一半,可开发量还非常丰富。我国水电开发技术也非常成熟,产业链也完整,如果能在2020年之前开发出4亿千瓦水电,我国的能源状况将大大改善。
经济要发展,社会要发展,能源开发利用都会有或多或少的环境成本。只是应当考虑如何把这个代价控制到最小,既达到我们的发展目标,又保护我们的生态环境。
人们谈到水电的时候,强调水电有环境问题,但是,如果你对中国环境问题没有整体的看法,就不能取舍。可能会对最严重的问题视而不见,却在相对来说比较洁净的东西上面寻找污点。
煤炭开发利用的环境问题,除了上面谈到的以外,还有一个温室气体排放的问题。在化石能源中,煤炭的单位温室气体排放量最高。除了煤炭本身燃烧时排放二氧化碳以外,煤炭开发中不可避免地要通过通风排放煤矿瓦斯,也就是甲烷,其温室效应更远远高于二氧化碳。
现在全球气候变化问题已经成为全球最关注的重大环境问题,如何解决煤炭的温室气体排放,是全球性的难题,更是我国在温室气体排放方面的一大软肋。我国能源消费总量还略低于美国,但是由于煤炭比例过高,我国的温室气体排放量即将超过美国,成为世界第一大温室气体排放国。2009年底,我国政府向国际社会承诺,到2020年单位GDP温室气体排放比2005年下降40%-45%。我們的减排压力非常大。
我国至2050年一次能源消费结构变化预测。制图/田宗伟
世界未来能源需求预测。制图/田宗伟
水力发电集一次能源和二次能源开发为一体,发电过程没有任何污染物产生和温室气体排放,是当今世界上最成熟、最经济、最可能进行大规模开发利用的可循环再生、可持续利用的清洁能源。目前,发达国家水电开发都在60%到80%,有的甚至已经达到100%。许多发达国家的水电资源基本都开发完了,美国水电开发也达70%以上。从世界能源发展来看,水电是最环保的可再生能源之一,我们的环保能源是包括水电的。
在我国,不能把水电对环境的影响妖魔化。当然水电开发也涉及如何更好地做好相应环境保护及移民等问题,但相对而言,这些环境影响是比较小的。应该做好舆论宣传工作,向群众讲清楚,沟通好。
要用整体、系统的眼光看待水电开发。单独考虑某一种能源开发,都有对生态和环境造成的各种影响。要立足全局,要用系统的方法进行分析比较,对能源环境问题要从最小环境影响和相应最小外部成本的角度来分析。必须增加最有效的、环境影响最小的能源的供应。相比之下,目前水电开发是最好的选择之一。要多做些工作,多投入些资金,做好环境评估和分析,尽可能减少相应的环境影响,但不能因噎废食。
水能是我国可选择的最现实的清洁能源。我国目前以煤为主的能源结构严重污染环境,也对能源的可持续利用造成压力。而水能是清洁、可再生的能源。对我国而言,水库大坝的建设不但可以用来发电,还有其他综合效益。我国大部分地区有强烈的季风特征,雨量主要集中在夏季,洪水和干旱灾害交替出现,水资源总体属于短缺。许多地方没有水库,就没有旱涝保收的现代化农业,就不可能养活13亿人口。同时,水库为众多缺少自然河流的城市提供了可靠的水源。
对于水电而言,修建水库可以利用河流的落差,拦蓄洪水,调节径流,以丰补欠,并根据电网需求灵活发电,解决电网调峰问题,对电网安全运行起到十分重要的保障作用。可以毫不夸张地讲,如果没有相当数量的水库和水电站,人的温饱、生活用水、防洪安全都难以得到保障,协调、可持续的发展更谈不上。
发展水电,要修大坝,一定情况下会改变当地环境,这种改变可能有负面影响,但在很多情况下也有正面的环境作用。水电建设的环境评估一直在做,还要充分考虑水库的安全性等问题。大型水库一定会淹没部分河谷,造成当地生态变化,但这个问题如果处理好,不一定就是坏事。一方面,大型水库可以控制洪水,减少洪水造成的灾害;另一方面,水库蓄水可以调节水流,合理利用水资源。此外,形成的新的生态条件,虽然不是原生态,但在很多地方可以成为很好的新的生态条件。
比如都江堰,肯定也改变了原始的状态,对局部生态也有所改变。但历史说明,没有都江堰,就可能没有“天府之国”。事实证明,这样的工程肯定是利大于弊的。
再就是移民问题。我国国土辽阔,但其中有很多地方,如西北多数地方,西藏多数地方,西南很多高山偏远地区,乃至中东部不少偏远贫瘠地方,都并不适宜人类居住。中国历来人口多,可耕地有限,历史上对土地的长期争夺,使不少少数民族和缺失土地的人们,被迫向不易生存的地方转移。如长江上游地区,很多人过去生活很艰苦、很落后,处在很原始的状态,实际上这些地方,由于人们的长期砍伐,对植被破坏很大。比如大家都熟知的旅游胜地九寨沟,就是在人们不断砍伐森林的过程中发现的,如果不是及时保护了下来,不知道现在会怎样。所以,过分强调所谓“原生态”是不合适的。
还有就是补偿方面,很多人用现在的政策翻过去的旧帐。过去煤矿沉降一亩地赔10块钱,搬家都没有什么补偿。现在正努力在改变、在进步,投入很大。三峡工程开始时设想移民每人补偿一万元,当时已经认为是很高的补偿标准了,现在水库移民每人在15万元以上。过去得到一次性补偿的很多人又要补偿,认为一次性补偿不够。这个问题要妥善处理,不同阶段情况不同,要正确引导,不过这个问题可以从水电收益中解决,变一次性补偿为分期适当补偿,甚至可以算做当地的土地入股。
现在水电的价格定得很低,有的地方水电每度只有几分钱,高的也就两角多,而火电上网大多要三角多。实际上,水电的环保方面的外部优势并没有考虑到电价中来,至少应该对水电采取竞争性电价。水电价格只要每度增加几分钱就可以解决移民问题了。
十三大水电基地。制图/田宗伟
对于有条件的流域规划梯级电站很正常,水力资源得以有效利用,同时也可以注意合理保护当地环境。现在有些小水电或小水库在水资源分配上可能有问题,在一些缺水地区考虑生态水不足。实际上,这并不是水库自身的问题,而是如何有效利用水资源的问题,是蓄水发电或提供生活生产用水?还是放水保证生态?这个问题可以根据情况进一步考虑,并不是水库自身的问题。
要提高对水电的认识,梯级电站并没有问题,环境并不是不变就最好。要选择相对影响最小,对发展最有效的,水电正是这样的选择。我去美国看过,一些有开发条件的河流上,梯级水电站几十里地就有一个。
希望大家正确认识水电,最近,国外环保组织对中国发展水电的看法也有所变化,正逐步从误解转向理解。中国要解决生存、发展问题就要有选择地发展相对清洁的能源。
我国至2050年能源科技发展线路图。制图/田宗伟
“生态不变论”和水电开发的争论并不是什么新鲜事情。在我国,重视环保、重视生态保护是十分必要的。我国由于能源结构不合理,特别是煤炭开发中的环保问题还有很多方面没有引起足够的重视。很多环保主义者和一些媒体利用各种机会呼唤绿色,呼吁生态保护是一件好事。但我们更要讲科学,讲求实事求是,正确对待可持续发展,将可能的负面环境影响尽可能减小。对水电开发的环境影响更要建立在科学基础上,合理看待水电开发的环境影响问题。特别是要从我国的国情出发,而不要轻信国外一些发达国家的片面舆论。在有些西方人士眼里,凡是中国做的事情都是有毛病的,最好不要发展。我认为除了找负面影响以外,最好请关心我国能源环境问题的人们说说我们究竟有哪些可以实际采用的能源发展替代方案。
什么是中国电力大格局?事实非常简单,中国东部人口稠密,工业集中,用电需求量大,能源缺乏;西部部分能源资源相对丰富,需要合理开发资源推动经济发展。要改变目前中国煤电比例过高、水电比例过低的不合理状况,“九五”期间,国家确定了“优先发展水电”的原则,并提出了“西电东送”整体方案。“十五”期间国家仍明确要“积极发展水电”。“十一五”期间国家对水电政策有所调整,提出“在保护生态基础上有序开发水电”,初看好像是限制水电,其实是纠正其无序发展,使其走上科学可持续发展之路。“十二五”能源规划中提出,“在做好生态保护和移民安置的前提下积极发展水电,重点推进西南地区大型水电站建设,因地制宜开发中小河流水能资源,科学规划建设抽水蓄能电站”,又重新回到“积极发展”,而且明确提出要“重点推进西南地区大型水电站建设”,可以说,在今后一个不算短的历史阶段内,水电是我国经济能源资源最好选择。我国西部地区是水电开发的主战场。
西部大开发是中国面向新世纪作出的重大决策,是缩小地区差距,实现全国共同富裕的一个大战略。中国水能资源主要集中在西部地区,占3/4以上,开发率仅为8%,水电开发的任务主要集中在西部地区。可以说,开发西部丰富的水能资源就是开发西部的一部分。在西部开发水电是最有效、最环保的能源发展途径,水电也是西部最丰富的资源之一。