左其亭,郭 唯,胡德胜,刘志仁
(1.郑州大学 水科学研究中心,河南 郑州 450001;2.西安交通大学 法学院,陕西 西安 710049;3.长安大学 政治与行政学院,陕西 西安 710064)
能-水关联的和谐论解读及和谐发展途径
左其亭1,郭 唯1,胡德胜2,刘志仁3
(1.郑州大学 水科学研究中心,河南 郑州 450001;2.西安交通大学 法学院,陕西 西安 710049;3.长安大学 政治与行政学院,陕西 西安 710064)
能源和水资源是人类生存和发展的重要基础,在水资源短缺和能源匮乏的大背景下,能-水问题已成为制约经济社会发展的关键瓶颈;基于能-水关联规律,从和谐论理念、和谐论五要素及和谐度方程三个方面对能-水关联进行了解读,立足于可持续发展理念,探讨了能源系统、水资源系统、能-水关联的和谐发展途径,提出了具体的发展措施。
能-水关联;和谐论;社会可持续发展;人类生存和发展
能源和水资源都是人类生存和发展的重要基础条件,也是经济社会可持续发展的共同支撑基础。基于能源和水资源之间的客观联系,能-水关联体现在能源对水资源的影响、水资源对能源的影响以及集能源和水资源属性于一体的水能资源方面[1]。在能源和水资源都已成为制约我国经济社会发展的关键瓶颈的背景下,我国如何正确认识和处理好能-水关联问题,实现可持续发展,是一个十分重要的问题。本文基于和谐论理念及理论体系,解读能-水关联问题,提出关于中国能-水和谐发展具体措施的若干建议。
中国社会历史上和谐思想源远流长,无论是古时的“天人合一”,还是21世纪的“建设社会主义和谐社会”,都体现了和谐思想的理念。鉴于以往学界研究中缺乏关于“和谐”的统一定义。左其亭于2009年首次将“和谐”定义为:为了达到“协调、一致、平衡、完整、适应”关系而采取的行动,并提出了一套定量研究和谐行为的理论方法——和谐论[2]。
尽管和谐问题形式多样,但都具有共同的内涵,即明确的参与对象、明确的考虑因素、层次性、动态性及空间性。和谐论提倡“以和为贵”,坚持辩证唯物主义“和谐”思想,通过和谐论五要素——和谐参与者、和谐目标、和谐规则、和谐因素、和谐行为——描述和谐问题,进行相关研究[3]。我们利用和谐论既可进行定性研究,也可进行定量研究。在定性分析时,可以从和谐论的思想、观念及和谐论五要素出发;在定量分析时,则从和谐度方程、和谐评估、和谐调控以及其他学科的交叉着手。其中,和谐度方程是由统一度、分歧度、和谐系数、不和谐系数构成的表征和谐程度的方程。统一度是指具有“相同目标”的和谐参与者所占比重;分歧度是指和谐规则和目标不同的和谐参与者所占比重;和谐系数即满足和谐目标的程度;不和谐系数根据分歧现象确定,表征对分歧的重视程度[2]。而和谐评估的对象是和谐问题水平或状态;基于和谐评估结果,采取相应措施提高和谐程度,即为和谐调控。
能-水关联问题实质上是能源系统与水资源系统之间的问题。本文从和谐论理念、和谐论五要素及和谐度方程三方面进行解读。
(一)从和谐论理念分析能-水关联
由于人类社会高速发展,出现了能源短缺、水资源短缺、生态环境恶化、气候变暖等问题。我们要坚持辩证唯物主义的“和谐”思想,坚持以人为本,全面、协调、可持续的科学发展观。在解决“能-水关联”问题时,我们首先应认识到可持续发展需要能-水和谐发展支撑,和谐社会需要能-水和谐发展保障与体现[4]。其次,我们要树立能-水和谐发展的观念,让人们意识到能-水问题的严峻性,增强能源、水资源的节约、保护意识,并从单纯的“就能论能”、“就水论水”向能-水系统统一研究转变。
在资源系统中,能源和水资源必须协调发展。能依赖于水,水依赖于能。二者之一出现短缺,就可能会导致整体短缺。因此,人类必须同时节约、保护两种资源,确保能-水和谐相处。此外,鉴于能-水关联这一客观规律,对能-水系统的研究,不能孤立进行,而要将能源和水资源纳入各自的系统或能-水大系统中进行研究。
能源系统和水资源系统作为和谐的参与者,共同承担为可持续发展提供永续支撑的责任。由于能源和水资源总量有限,但人类的需求量不断增加,供需矛盾不断加剧,协调好能源系统自身的矛盾、水资源系统自身的矛盾以及能-水关联问题的矛盾,是实现能-水和谐的基础。
(二)从和谐论五要素分析能-水关联
和谐论五要素是科学合理描述和谐问题的基础[3]。因此,我们可以从和谐论五要素来分析能-水关联问题。
我们可以将能源系统和水资源系统视为“和谐参与者”。因为只有加强二者合作,才能实现能-水和谐发展。同时,实现能-水和谐发展需要规范一系列“和谐目标”,这是达到和谐状态的必要条件。我们应满足水资源承载能力、能源发展能力,实现可持续发展。比如,水资源利用量小于水资源可利用量,不超过水资源承载力,不能破坏生态环境。此外,为了实现能-水和谐发展,必须制定一系列科学合理的“和谐规则”。比如,我们应以开源节流为总体思想,坚持节约优先、效率为本、兼顾公平、分质供水、可再生能源优先利用等原则。
在考虑能-水关联问题时,我们不仅要考虑能源系统、水资源系统问题,还要考虑能-水大系统的问题,即考虑多方面的“和谐因素”。比如,粮食、社会、经济、环境、生态等与能、水息息相关的相关领域需要加以考虑。水资源在粮食生产中发挥着重要作用。农作物灌溉是水资源的重要用水户。能源和水资源是社会发展的支撑,能、水安全问题事关经济安全和国家安全,对国家的长期稳定发展具有重要意义。煤、石油等化石燃料的燃烧,在释放大量能量的同时,还会产生温室气体和污染物质,产生温室效应,污染环境。因此,能源和水资源的不合理开发利用,会破坏生态系统健康,不利于可持续发展。
为了实现能-水和谐发展,我们必须采取一系列“和谐行为”。比如,我国资源利用效率低,所以必须构建节约型的经济社会发展体系,提倡生态文明和节约文化,大力宣传节能知识,普及技术产品,从而提高资源利用效率[5]。在全球气候变化的背景下,在资源利用同时,必须保持环境良好。因而,改进生产工艺、使用清洁能源、控制污染物排放是发展中各部门单位必须采取的重要措施。能源和水资源的种类多样,只有推进资源多元发展,才能实现对资源的充分利用;此外,还应节约并高效利用能源和水资源、优化能源结构、限制污染物排放、实施最严格水资源管理、建立水权制度和水市场等。
(三)从和谐度方程解读能-水关联
鉴于能-水关联的客观存在,能源和水资源的合理开发利用,可以保证水资源通过水循环得到更替和补充,保证能源的永续利用,保证生态系统的健康发展。为了实现能源和水资源的高效利用并保障可持续发展,本文从和谐度方程着手,对各要素进行剖析,提出建议。
1.我国要提高能-水系统的和谐度,需要提高二者间的“统一度”、降低“分歧度”。我国过去能源和水资源的相关活动多数是各司其职、互不干涉,未认识到能源与水资源之间千丝万缕的联系。因此,加强人们对能-水关联的认识、增强“节能即节水、节水即节能”的意识,意义重大。能源和水资源的有限性,决定了能源的开采利用过程,不可避免会影响当地水资源状况,引起水体恶化、水资源浪费。长此以往,能源开采将因缺水而无法进行,从而导致“分歧度”增大。水资源处理过程如海水淡化,需要消耗大量的能源,能-水之间出现“分歧”。若采取措施降低水处理的能耗,就可节约生产这部分能源所消耗的水量,从而节约水资源。因此,能源系统不仅要节能保能,还要节水保水;而水资源系统也要节水保水、节能保能兼顾。
2.我国要提高能-水系统的“和谐系数”、降低“不和谐系数”。能-水可持续发展,不仅与自然因素有关,还与社会、经济、文化等传统人文因素有关,是一个涉及粮食、社会、经济、环境、生态及能源系统和水资源系统的复杂大系统。经济是大系统发展的动力,协调好经济与能-水系统的关系,是可持续发展的核心问题。全面建设小康社会的中国,对常规能源的依赖性较大,经济增长导致能、水的需求量日益增大;产业结构调整会影响水资源和能源在各行业间的配置;经济发展中排放的污废水、废气、烟尘等,会恶化生态环境;但经济积累中用于能源和水资源的金额大小,直接关系到能、水的开发利用和保护管理格局[3]。因此,我国发展经济的同时,不仅要考虑能、水带来的经济效益,还要考虑环境效益和社会效益,应以三者综合效益最大为目标;并且在进行开发利用时,要高效利用现有资源,积极开源节流,寻求新资源,同时兼顾资源保护和污染治理,使能-水和谐发展。
能源和水资源短缺问题在全世界范围内日益凸显。面对严峻挑战,如何积极调整能-水发展模式,使其与经济社会发展相适应,实现可持续发展。这是一个巨大难题。未来的中国要在不影响经济社会适度而健康发展的前提下,实现能-水关联的和谐发展,本文认为主要途径有三个方面。
(一)能源系统和谐发展途径
1.节约优先,高效利用。节约资源既是我国长期坚持的一项能源战略,也是基于我国能源总量总类丰富但人均占有量少的国情确定的。煤炭、石油等常规能源及水能、太阳能、风能等可再生能源,因地理条件、技术或经济因素,开发利用程度较低。在能源有限的情况下,我国必须长期坚持节约优先的能源战略;加强节能意识宣传,推广节能文化;大力发展科学技术,提高高耗能产业特别是工业、交通、建筑等重点节能领域的能源利用效率[5],向世界先进水平靠近。此外,我国还要积极开发新型能源,增加能源供给,加大水能、风能、核能、页岩气等的资金投入;最终实现以最小的能耗,满足各部门生产需求,从而支撑经济社会发展,建设资源节约型社会。
2.优化能源结构,走多元发展道路。为确保我国能源的可持续利用和生态环境的健康发展,优化能源结构意义重大。只有可利用能源多元化,才可能实现能源结构优化。结合我国国情及能源禀赋情况,调整能源结构应大力发展非化石能源,同时高效、清洁使用化石能源。能源建设是一个长期过程,因此要结合实际情况做好未来能源构成的长远规划。各种能源构成中,应坚持清洁高效使用煤炭,适度使用石油,扩大使用天然气,安全使用核能,积极有序使用可再生能源[6]。
3.清洁环保,发展低碳能源。为保护环境,减缓温室效应,缓解生态环境压力,发展低碳能源是能源领域的一个新趋势。能源可分为煤炭、石油、天然气等高碳能源和风能、太阳能、核能、生物质能等低碳能源。能源发展应以环境友好为前提,大力发展清洁能源,走低碳能源的道路是缓解能源与环境矛盾的一个有效途径。从能源供需进行考虑,一方面,我国要增加低碳能源的生产及市场供给,鼓励技术创新,发展清洁煤、天然气、核能、水能等能源,并减少能源生产过程中污染排放和生态破坏;另一方面,利用政策、制度、市场,激励高耗能、高污染、低效益的行业进行技术革新,向低耗低排高产转变,并加大清洁能源产品的推广普及,提高低碳能源在能源消费中所占比重,逐步降低高碳能源的主导地位。
4.加强国际能源合作。加强国际能源合作,是实现能源可持续利用的一个重要途径。每个国家的能源禀赋不同,为发展经济,必须加强合作,扬长避短,增加能源供给,并合理调整能源结构。例如,我国与俄罗斯于2014年实现了全面能源合作伙伴关系的飞跃发展,涉及石油、天然气、煤炭等多种能源的供给。这不仅对于国家能源安全有着重要意义。而且国际能源合作还有助于能源经济技术的交流。由于高端技术往往被资金雄厚、研发能力强的发达国家控制[7],国际合作是实现高端能源技术向发展中国家转让的重要途径。
(二)水资源系统和谐发展途径
1.开源节流。随着经济发展、人口扩张,水资源需求量不断增大,开源节流是实现水资源供需平衡的基本方针。就广开水源而言,一是利用先进的技术装备和手段,开发非常规水资源,如利用蒸馏法进行海水淡化处理,汛期通过对水利工程的科学合理调度实现洪水资源化,收集雨水补给地下水等;二是在不破坏生态环境的前提下,实施跨流域调水,改变水资源的天然分布,将水资源从丰水地区调至存在供需矛盾的缺水地区。在优先节流方面,节约用水是缓解水资源短缺的有效途径,是节水型社会建设的主要内容。从水资源流经的各个环节进行考虑:在输送过程中,要减少跑冒滴漏,注重输水管网的设计和维护。在利用过程中,农业是节水大户,应大力推广喷灌、滴灌、微灌等节水灌溉技术,实现节水农业;工业用水效率相对较低,应改进生产工艺及设备、加强循环水利用并控制污染排放;生活节水则需贯穿每时每刻,应提高公民的节水意识,推广节水器具。
2.加强污水处理,保护水资源。由水体污染引起的水短缺,称为水质性缺水。我国河流污染问题日益严重,加强污水处理,保护水资源具有重要意义,这也是缓解水质性缺水的重要途径。限制污水排放,对于生活和工业污水,可加大污水处理力度、发展清洁生产、调整产业结构、污水达标排放、对重点污染河流实施专项整治等;对于农业退水造成的面源污染,可通过引导合理使用化肥,发展低污染农药等予以应对。在限制污水排放的同时,还要加强对污染水体的治理以及对未污染水体的保护工作。
3.实施最严格水资源管理制度。为应对现阶段人水矛盾突出、水问题严重、水资源管理滞后的挑战,我国提出了最严格水资源管理制度[8]。不同于以往的水资源管理制度,该制度是刚性约束,对水资源利用的全过程加以控制,对管理者加以约束,从而保证水资源的合理开发利用。而其中的考核制度,将促进地区产业结构调整,倒逼产业转型,对节水型社会建设、生态文明建设具有重要意义[9]。
4.坚持一体化水资源管理。水具有流动性,与多种自然资源具有密切关联,是一种系统性资源;其功能多样,用水户也多样。因此,对水资源及相关自然资源不能进行碎片化管理,而是需要基于水资源与其他相关自然资源之间的客观联系,实施国际上普遍认可的一体化水资源管理路径[10,11]。这就要求分析各种用水之间的关系,从整体上对水资源(特别是基于流域单元)进行统一调度、统一管理,这样才能实现水资源的最优化配置,提高水资源的利用效率,产生最大的综合效益。为了保证人水和谐发展,水资源的开发利用必须在其承载范围内,而这需要根据水的自然属性,统一考虑水循环的各个环节,协调好取水、用水、排水等各环节之间的矛盾,寻求最优分配方案,提高水资源利用效率。
5.提高水资源有偿使用费率标准。水价是平衡供需、促进用水户节水的重要经济杠杆。在我国目前的水价构成中,由于水资源有偿使用费率普遍偏低,水价较低,导致水价的杠杆作用微弱,不利于节水。这是水资源浪费严重的一个重要因素。随着水短缺问题的突出,供需矛盾渐渐激化,提高水资源有偿使用费率标准是抑制需水、促进高效用水、缓和供需矛盾的有力措施,也是一种必然趋势。需要注意的是,提高水资源有偿使用费率标准应结合实际情况,考虑居民的经济承受能力,缓慢进行,逐步推进。
(三)能-水关联和谐发展途径
1.综合规划能源和水资源。能源和水资源空间不匹配,不利于能源和水资源的开发、利用。为解决这一问题,可根据不同地区的水资源和能源开发利用现状,遵照技术上可行、经济上合理的原则,以能-水综合效益最大为目标,从宏观层面上跨地区对能-水进行总体部署,为能-水联合利用提供依据。
2.合理开发利用水能资源。水能是一种清洁能源,主要分布在高海拔区域。随着经济社会的高中速发展,我国能源需求总量将日益增大,在气候变化政治的国际背景下,水能资源的发展极其重要。水能的开发不应该是无序的、任意的,而应在流域尺度上统一规划、调度。克服水能开发利用过程中存在的一些负面影响问题,是实现水能资源和谐发展的根本途径。
供水和水能的矛盾。在枯水期,水库中的水是用于供水还是发电是第一个难题。考虑到水资源是一种不可替代的自然资源,而水能是一种可替代的能源,两者发生冲突时,以供水为主,对供水和水能发电进行统筹规划,合理分配水量,协调二者间关系。
生态环境与水能的矛盾。水力发电往往需要借助水利工程实现,如大坝、水库,不可避免地会改变流域的天然径流情况及植物覆被,对当地的生态环境产生一定的负面影响。对于生态环境与水能之间的矛盾,专家主要有下述三种协调方法:(1)在水利工程修建前及发电放水时,进行生态论证,验证水利工程对生态环境的影响程度,并寻找现实可行的、对生态系统破坏最小的开发利用方案;(2)对已建大坝实施生态调度,将水库大坝对生态系统的破坏降低到最小[12];(3)鼓励相关技术研发,加大资金投入,为水能开发提供技术支撑。
3.促进海水淡化。海水淡化,需理性看待。针对现阶段水资源供需矛盾严重问题,虽然海水淡化提供了新方向,但这不是唯一的途径。高成本仅仅是海水淡化产业市场受限的一个原因,一个市场只有经历了需求、研发、开发与扩大的过程,才能拥有稳健发展的技术和市场[13]。与此同时,海水淡化的巨大规模也会对环境产生不利影响。此外,对能源的高度依赖,也是海水淡化推广普及道路上的难题。
能源和水资源短缺带来的是全球性挑战。在气候变化的国际和国内政治背景下,能-水关联方面的跨学科研究方兴未艾。基于对能-水关联问题从和谐论理念、和谐论五要素及和谐度方程三方面的解读,我们认为:就能源系统和谐发展途径而言,我国应该是节约优先、高效利用,优化能源结构、走多元发展道路,清洁环保、发展低碳能源,加强国际能源合作。而从水资源和谐发展途径来说,我国需要开源节流,加强污水处理、保护水资源,真正落实最严格水资源管理制度,坚持一体化水资源管理,提高水资源有偿使用费率标准。在能-水关联和谐发展途径方面,我国必须坚持综合规划能源和水资源,合理开发利用水能资源,促进海水淡化。当然,这些发展途径的落实,需要政府利用市场规律进行科学、有效而高效的监管。因为仅靠市场力量是无法协调能源政策所服务的多项根本性,而又时常发生冲突的社会经济发展目标的[14],从而也难以达到合理的和谐程度。由于市场经济在一定程度上是法治经济,这就客观上要求对我国的有关能源和水资源政策法律从能-水关联的视角予以完善[1]。
[1] 胡德胜,许胜晴.能-水关联及我国能源和水资源政策法律的完善[J].西安交通大学学报(社会科学版),2015,35(4):115-119.
[2] 左其亭.和谐论的数学描述方法及应用[J].南水北调与水利科技,2009,7(4):129-133.
[3] 左其亭.和谐论:理论·方法·应用[M].北京:科学出版社,2012.
[4] 左其亭.人水和谐论-从理念到理论体系[J].水利水电技术,2009,40(8):25-30.
[5] 江泽民.对中国能源问题的思考[J].上海交通大学学报(社会科学版),2008,42(3):345-359.
[6] 朱训.从资源国情实际出发优化能源结构[N]. 中国矿业报,2014-10-11(A01).
[7] 庄贵阳.中国经济低碳发展的途径与潜力分析[J].国际技术经济研究,2005,8(3):8-12.
[8] 左其亭,胡德胜,窦明.基于人水和谐理念的最严格水资源管理制度研究框架及核心体系[J].资源科学,2014,36(5):906-912.
[9] 胡德胜,王涛.中美澳水资源管理责任考核制度的比较研究[J].中国地质大学学报(社会科学版),2013,13(3):49-56.
[10] 胡德胜.生态环境用水——国际法的视角[J]. 西安交通大学学报(社会科学版),2010,(2):85-93.
[11] 胡德胜.中美澳流域取用水总量控制制度比较研究[J].重庆大学学报(社会科学版),2013,(5):111-117.[12] 王浩,张双虎,尹明万.能源和环境安全挑战下的我国水能开发战略探讨[J].天津大学学报,2008,41(9):1062-1067.[13] 王世昌.海水淡化及其对经济持续发展的作用[J].化学工业与工程,2010,27(2):95-102.
[14] 胡德胜.论我国能源监管的架构:混合经济的视角[J].西安交通大学学报(社会科学版),2014,34(4):1-8.
(责任编辑:冯 蓉)
Interpretation of Energy-Water Nexus in Harmony and Harmony Development Pathways
ZUO Qiting1,GUO Wei, HU Desheng2, LIU Zhiren3
(1.Center for Water Science Research, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China;2.School of Law, Xi′an Jiaotong University, Xi′an 710049,China;3.School of Politics and Administration, Chang′an University, Xi′an 710064,China)
Energy and water resources are important basis for human survival and development. In the background of water shortage and energy shortage, Energy-Water problem has become a key bottleneck which constraints economic and social development. Based on energy-water nexus, it was interpreted from harmony theory′s idea, harmony theory′s five elements and equation of harmony degree. In accordance with the concept of sustainable development, some harmony development pathways were explored from energy system, water resources system and energy-water nexus, and specific development measures were proposed.
Energy-Water Nexus; Harmony Theory; sustainable development of society; human survival and development
10.15896/j.xjtuskxb.201603014
2015-11-13
国家社会科学基金重大项目(12&ZD215)
左其亭(1967- ),男,郑州大学水科学研究中心主任,教授,博士生导师。
D912.6
A
1008-245X(2016)03-0100-05