水电 2006 国际研讨会 1 开发利用水能资源保护地球生态环境 开发利用水能资源保护地球生态环境 陆佑楣 ? 伴随着人类的文明和工业化的进程，人口随之增长，为了追求更高的生活质量，人类 对资源需求的增长和资源供应有限的矛盾日益凸显，其中能源资源更为突出。同时地球环境 恶化，全球气候变暖，灾害性天气频发。这些问题不能不引起当今世界各国的重视，为人类 的可持续发展而担忧。 ? 全球的矿物能源-石油和煤炭，是当今世界能源的主要来源。据资源储量和当前的需求 开采消耗量估计，煤炭约可使用 164 年就将枯竭，石油约可开采使用 41 年也将枯竭。这些矿 物能源是不可再生的， 人类将如何面对未来的可持续发展？这是世界各国都面对的重要课题。 ? 矿物燃料通过燃烧才能获得能量，与此同时，不可避免地要排放二氧化碳（CO2）以及 各类废气，对地球的环境造成极大的影响。其中影响全球环境的排放物是 CO2，它是形成地 球温室效应的有害气体，CO2在大气中的浓度增高，积聚了太阳的辐射热，又吸收了地球表 面的红外线反射热，就如同地球表面增加了一层“保温被”，地球自身的热量难以散发，就造 成了地球表面的温度升高，南北极的冰盖融化缩小，大陆高山雪线冰川退缩，海平面升高， 大气环流出现变化，从而导致影响人类的灾害性气候频发。这是人类不得不面对的现实。此 外，矿物燃料燃烧过程还会释放其它有害酸性气体，如 SO2、NOx等，造成大气中含酸量过 多，有害于农作物和各种植物的生长，也有害于人类的健康。 以燃烧一吨煤炭为例，会排放： CO2 2.49 吨 SO2 0.075 吨 NOx 0.037 吨 固体粉尘和废碴0.68 吨 当然，因煤质的不同，也会有不同的排放量。 ? 全球各国为了本国的生存和发展，常常引起越演越烈的“能源战”，甚至上升为各国关 系间的“政治战”、“军事战”。同时各国也在不断地探索新能源和清洁的可再生能源的开发利 用。 ? 中国正处在经济高速增长的年代，对能源需求的增长是不言而喻的。然而中国也是能 源资源相对贫乏的国家，已查明的能源储量折合标准煤当量为 8320 亿吨，而其中可开采的当 量仅为 1392 亿吨，约占全球总量的 10%。在这一总量中相对较为丰富的资源是煤炭，其可开 采的储量为 1145 亿吨（原煤） ，按目前开采的水平，大约可开采 60 余年。 ? 中国的能源结构以煤为主体，是能源储量结构所决定的。其中原煤占 58.8%，原油占 3.4%，天然气占 1.3%，水能资源（是可再生能源按 100 年计算）占 36.5%。当前煤炭的年开 采和消耗量已达 20 亿吨以上。 ? 电力是现代社会使用能源最直接、清洁和便捷的使用方式，它是经过加工后的二次能 源。中国的电力装机到 2006 年已达 5.3 亿 KW，按人均占有量刚到 0.4KW，尚处在较低的水 水电 2006 国际研讨会 2 平，还不能同发达国家相比。而在 5.3 亿 KW 的电力容量中，煤电占了 74%，每年为发电而 燃烧的煤炭在 10 亿吨以上，约占全国煤炭年产量的 50%。 ? 中国是煤炭使用的大国，每年向大气层排放的 CO2气体已名列世界各国的第二位（第 一位是美国） ，对全球温室效应的贡献率是可观的。此外，其它酸性废气的排放已造成中国 1/3 的国土遭受酸雨的侵袭。中国面临的环境问题是严重的。 ? 水能资源既是相对清洁的同时又是可再生的优质能源，是将一次能源直接转化为二次 能源-电力。它是利用水的势能，利用江河源远流长的流量和落差获得电能，完全是物理过 程，在这一过程中既不消耗一立方水，也不污染一立方水，不排放一立方有害气体，也不排 放一公斤固体废物，是清洁的能源。只要地球上的水循环不中止，江河不干涸，水资源就是 永恒的，是可再生的能源。 ? 中国具有相对丰富的水能资源。中国有众多河流的地理地形特征，形成了丰富的水能 资源。根据最新的普查资料，全国水能资源理论蕴藏量为 6.88 亿 KW，年发电量 5.92 万亿 KWh。其中最新评估在技术上和经济上可开采的水能资源为 4.04 亿 KW，可得年电量 2.47 万亿 KWh，大约相当于 9 亿吨煤炭的燃烧。中国是世界上水能资源最多的国家，水能是中国 可贵的能源资源。 ? 中国水能资源的开发水平还很低，至 2005 年底仅开发 1.1 亿 KW，只占技术经济可开 发量的 25%，远未达到世界部分发达国家的开发水平。美国在 1986 年时已开发 43.3%，加拿 大在 1997 年时已开发 42.9%， 日本在 1986 年时已开发 95.0%， 法国在 1986 年时已开发 92.1%， 意大利在 1986 年时已开发 93.0%，西班牙在 1997 年时已开发为 61.6%。这些数据表明，世 界发达国家都注重优先利用水能资源，尤其欧洲国家，这样做既充分利用了水能，又保护了 环境。中国有丰富的水能资源，开发利用还有很大的潜力。 ? 依据中国能源的总形势，相应的能源对策是节约能源，提高能源的利用效益。中国政 府已作出规定，单位 GDP 的能耗水平在 2006 年要比 2005 年降低 4%。今后还要逐年降低能 耗，同时积极开发新能源和可再生能源，这是中国能源的基本国策。在开发利用可再生能源 中，最为现实的就是开发利用水能资源。水电是可再生的常规能源，其开发技术和经济评价 都是成熟的，在有限资源情况下充分开发利用，既得到了能源又保护了环境。 ? 中国已建的水电站装机容量 1.1 亿 KW 中有约 3000 多万 KW 属 5 万 KW 以下的小水电 站，约有 40000 余座，占水电总容量的 30%。小水电资源丰富，为解决广大农村和偏远山区 等大电网难以覆盖的地区用电起到了积极而有效的作用，替代了部分燃煤电源，保护了环境。 小水电投资分散，私人、集体以及基层财政形成了投资多元化，技术和装备相对简单，建设 周期短，是不可忽视的可再生能源。中国已将小水电列入可再生能源的优惠政策的扶持对象。 ? 中国单站 5 万 KW 以上的大中型水电站是中国水电的主力， 经过五十多年的开发建设， 已建成 226 座。其中百万 KW 级以上的巨型水电站 41 座，五十万 KW 以上的大型水电站 66 余座，奠定了中国水电开发的基础。无论从勘探、科研、设计、施工、规范标准、专业人才 和经营管理等各方面， 都有了成熟的经验， 以即将建成的世界上规模最大的长江三峡工程 （装 机容量 1820 万 KW）为标志，中国的水电开发能力已上升到一个新的高度。 ? 截止 2005 年底，中国在建的 30 米以上坝高的水电站 173 座，在建规模已达 9300 万 KW，其中长江三峡电站已投产 980 万 KW，尚有 840 万 KW 将在 2009 年前建成投产。 广西红水河龙滩水电站总装机 630 万 KW，将在 2009 年投产； 澜沧江小湾水电站装机 420 万 KW，将在 2012 年投产； 黄河拉西瓦水电站装机 420 万 KW，将在 2010 年投产； 雅砻江锦屏一、二级水电站总装机 800 万 KW，将在 20142016 年投产； 水电 2006 国际研讨会 3 金沙江溪洛渡水电站装机 1260 万 KW，将在 2013 年投产； 金沙江向家坝水电站装机 600 万 KW，将在 2012 年投产。 除上述已开工建设的电站之外，尚有更多的大型和特大型电站正在开展前期的规划、勘 探和设计工作，将按照中国政府规定的决策程序立项建设。预计到 2020 年全国的水电装机将 达到 2.5 亿 KW。 ? 中国水电正处在建设的黄金时期，这是中国经济发展对能源和环境的要求所决定的， 但同时也面临一些困难问题，需要有相应的对策。 （1）中国水能资源主要集中在西南地区，离开电力负荷中心 2000 公里，需要采用特高 压输电技术（电压等级 AC1000 千伏，DC800 千伏） ，远距离输送电能。这一技术目前已开 始工程试验阶段。 （2）为了改善和保护生态环境，水电站的选址必需纳入整条河流的流域规划，水能利用 要与水资源综合利用相结合，以最优的选择获得最合理的开发利用。 （3）建立科学的环评标准和体系。水电站需要建坝和引水，改变了河流的状态，改变了 环境，也影响了原有的生态。这一改变有不利的一面，也会有利的一面，要进行科学的评估， 采取相应的措施规避不利的一面，如鱼类水生物的保护、土地淹没损失的补偿、植被的恢复 和重建等。要建立能源评估的科学体系，要准确评价取得同等能量的环境成本，并以此为依 据，作出最优的选择。 （4）水电开发建坝挡水形成水库，必然造成水库移民搬迁，必须改变历史上采取的简单 赔偿、强制搬迁的方式，过分强调了移民自力更生，遗留了大量社会问题。应根据社会经济 的发展，适度提高补偿标准，中国政府已出台了新的补偿标准，并制定了移民得以长期扶持 的政策。更为重要的是，要把移民工作与脱贫致富，建立社会主义新农村，发展现代农业， 调整城镇的产业结构，实现城镇化等一系列措施相结合，促进中国农村尤其是贫困山区农村 改造，把水库移民与生态移民结合起来。随着国家经济的发展，水能资源开发产生的社会财 富应得到更为合理的社会分配，移民的前景会更好。移民工作的成败是水电建设成败的关键。 （5）水电站离不开水坝工程，而水坝工程是高风险工程，水坝事故会造成严重的灾害， 因此任何一座水坝工程必须是绝对安全可靠。中国水电站绝大部分地处高山峡谷，地质构造 复杂，有些属于地震高发区，水头落差集中，很多水电站坝高都达到 100 米以上，最大坝高 达到 300 米，建设条件极为艰难。面对这一现实，必须进一步提高筑坝能力，提高科学试验 研究、勘探技术、设计理论和创新的施工技术水平。要建设高质量、安全可靠的大坝，成熟、 先进的坝工技术是水能开发的基础。 （6）中国的河流泥沙含量大，建坝以后泥沙运动规律也随之发生变化，为避免泥沙淤积 造成不良的后果，要开展深度和量化的泥沙研究。在水库泥沙淤积方面，中国已有失败的教 训和成功的经验，根本的预防措施是加强库区植被的保护，妥善处理河流的泥沙，使河流处 于相对稳定的状态。 ? 水能资源的利用，是一项古老而又年轻的技术，在人类利用水能资源的过程中，既得 到了清洁可再生的水电能，又保护了地球的生态与环境，应该成为能源利用的首选。中国的 水电开发方兴未艾，欢迎世界各国的同行们与我们互相交流合作，为保护我们的地球环境作 出贡献。