最新報(bào)告 | 黃河流域電力部門(mén)虛擬水轉(zhuǎn)移及2030年電源結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

考慮到電力行業(yè)是溫室氣體排放的最大來(lái)源之一，本研究通過(guò)建立多目標(biāo)優(yōu)化模型，對(duì)于黃河流域2030年電力行業(yè)在面臨“水-碳”約束下的電源結(jié)構(gòu)發(fā)展進(jìn)行優(yōu)化研究。

12月23日，綠色和平與北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院共同發(fā)布了《黃河流域電力部門(mén)虛擬水轉(zhuǎn)移及2030年電源結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究》報(bào)告。該報(bào)告運(yùn)用虛擬水工具，對(duì)中國(guó)黃河流域電力部門(mén)虛擬水的轉(zhuǎn)移進(jìn)行研究分析，籍此提出中國(guó)2030年電源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的政策建議。

黃河不僅是中華文明的孕育之地、中國(guó)最重要的生態(tài)區(qū)域之一，同時(shí)也是中國(guó)最重要的能源基地、煤化工基地之一。這些身份的疊加，使得該流域“水-能”規(guī)劃的重要性愈加突出。綠色和平全球煤水項(xiàng)目負(fù)責(zé)人甘奕維強(qiáng)調(diào)：“必須對(duì)黃河流域內(nèi)的化石能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃和管理，確保‘以水定產(chǎn)’等政策等到最嚴(yán)格的落實(shí)，才能實(shí)現(xiàn)流域的高質(zhì)量發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展。”

近年來(lái)，中央政府已經(jīng)將水資源治理提高到更高水平，其中黃河流域的治理問(wèn)題更是受到高度關(guān)注。在過(guò)去一年間，習(xí)近平總書(shū)記先后六次考察黃河流域省區(qū)，多次強(qiáng)調(diào)對(duì)黃河要堅(jiān)持綜合治理、系統(tǒng)治理、源頭治理，推進(jìn)水資源節(jié)約集約利用。今年全國(guó)兩會(huì)，“編制黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要”寫(xiě)入了《政府工作報(bào)告》。

在此背景下，綠色和平將聯(lián)合北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院開(kāi)展“黃河流域電力系統(tǒng)隱含虛擬水轉(zhuǎn)移及水碳約束下電力系統(tǒng)規(guī)劃”研究，并發(fā)布《黃河流域電力部門(mén)虛擬水轉(zhuǎn)移及2030年電源結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究》報(bào)告，從三個(gè)方面聚焦分析了黃河流域內(nèi)八個(gè)主要省份的“水-能”關(guān)系：

（1）量化電力行業(yè)對(duì)于水資源的使用和影響；

（2）量化電力行業(yè)對(duì)于水資源的依賴(lài)和所面臨的水資源短缺的風(fēng)險(xiǎn)；

（3）水約束和碳排放約束（下稱(chēng)“水-碳”約束）下的電力行業(yè)發(fā)展優(yōu)化研究。

研究發(fā)現(xiàn)：

黃河流域發(fā)電用水逐年增加，對(duì)流域稀缺水資源的影響日趨嚴(yán)重。從2010至2015年，黃河流域內(nèi)八大省份火電行業(yè)的用水總量和耗水總量分別從92.65億立方米和89.95億立方米增至133.13億立方米和132.27億立方米，增幅超過(guò)四成，增長(zhǎng)量相當(dāng)于《黃河可供水量分配方案》（87分水方案）中山西省的年耗水量配額。八省總水資源使用量中有6.1%被用于火電部門(mén)做冷卻環(huán)節(jié)。其中山東省、內(nèi)蒙古自治區(qū)和河南省的火力發(fā)電總?cè)∷孔畲蟆?/p>

2015年，黃河流域八省通過(guò)電力傳輸向中國(guó)其他省份輸送了共計(jì)5.63億立方米的虛擬水資源，凈流出1.19億立方米的虛擬水。由此可見(jiàn)，煤電資源的開(kāi)發(fā)和輸出進(jìn)一步加重了黃河流域水資源稀缺和地下水超采等問(wèn)題。2019年《黃河水資源公報(bào)》顯示，黃河全流域已形成6個(gè)淺層地下水降落漏斗、18個(gè)淺層地下水超采區(qū)。

黃河流域內(nèi)的火電企業(yè)面臨嚴(yán)峻的用水短缺風(fēng)險(xiǎn)。在不同的溫室氣體排放情景下，由于氣候變化導(dǎo)致降雨增多，案例省份的火電廠(chǎng)所面臨的用水短缺的風(fēng)險(xiǎn)或在一定程度上得到緩解，但若火力發(fā)電廠(chǎng)的利用率被進(jìn)一步提高，此種風(fēng)險(xiǎn)仍有加劇的可能。由于跨區(qū)域和跨流域輸電的存在，用水短缺的風(fēng)險(xiǎn)不僅會(huì)影響黃河流域內(nèi)火電廠(chǎng)的生產(chǎn)，也會(huì)沖擊河北、北京和遼寧等接收外省輸送電量省份的電力供給穩(wěn)定性。

考慮到電力行業(yè)是溫室氣體排放的最大來(lái)源之一，本研究通過(guò)建立多目標(biāo)優(yōu)化模型，對(duì)于黃河流域2030年電力行業(yè)在面臨“水-碳”約束下的電源結(jié)構(gòu)發(fā)展進(jìn)行優(yōu)化研究。研究結(jié)果顯示，“碳中和”和水資源約束的目標(biāo)難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)，技術(shù)革新勢(shì)在必行。相較于“碳達(dá)峰”約束，黃河流域八省達(dá)到2030年“碳達(dá)峰”和2060年“碳中和”目標(biāo)時(shí)，碳排放約束將會(huì)對(duì)黃河流域八省的電力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更為明顯的影響，因此水資源約束和“碳中和”兩大目標(biāo)將難以在現(xiàn)行政策路線(xiàn)下被同時(shí)滿(mǎn)足。

鑒于此，報(bào)告建議黃河流域內(nèi)各省需要積極推進(jìn)可再生技術(shù)發(fā)展和儲(chǔ)能技術(shù)改進(jìn)，加快其電力行業(yè)轉(zhuǎn)型，提高風(fēng)能、太陽(yáng)能等能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)水減碳效益的可再生能源的發(fā)電占比。同時(shí)，需要加快水資源節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)，通過(guò)水資源高效利用技術(shù)、水權(quán)市場(chǎng)的建立、水資源費(fèi)改稅等革新舉措的推進(jìn)，確保水資源管理制度得到最嚴(yán)格的實(shí)施。

“十四五”開(kāi)局在即，這是在2020年全面建成小康社會(huì)、打好打贏污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的基礎(chǔ)上，向2035年美麗中國(guó)目標(biāo)邁進(jìn)的第一個(gè)五年，具有不同以往的新形勢(shì)和新要求。相較于“十三五”強(qiáng)化水環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)管理、推進(jìn)中國(guó)環(huán)境管理逐步由總量控制向環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)管理轉(zhuǎn)型，“十四五”需要進(jìn)一步向水生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)的方向轉(zhuǎn)變。

12月22日新發(fā)布的《新時(shí)代的中國(guó)能源發(fā)展》白皮書(shū)也重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，要構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。若黃河流域內(nèi)的能源產(chǎn)業(yè)能加快技術(shù)革新，進(jìn)一步向可再生能源轉(zhuǎn)型，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，無(wú)疑將給中國(guó)達(dá)成新氣候目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展帶來(lái)極大助力。

綠色和平期待政策制定者和產(chǎn)業(yè)主要參與者能建立更加全面、客觀(guān)的“水-能源-氣候”三維統(tǒng)籌概念體系，將水資源作為主要的政策考量因素，更加資源化地看待水資源問(wèn)題，以化石能源作為撬動(dòng)點(diǎn)，更到位地落實(shí)“以水定產(chǎn)”，實(shí)現(xiàn)黃河流域可持續(xù)的、高質(zhì)量的發(fā)展。