淺析：水電代替煤電的沉重代價(jià)

中國最近發(fā)布的國家氣候行動(dòng)計(jì)劃受到了廣泛歡迎;計(jì)劃指出，要落實(shí)溫室氣體排放在2030年前達(dá)峰的目標(biāo)，中國需要大規(guī)模實(shí)現(xiàn)由煤炭消費(fèi)向非化石能源消費(fèi)轉(zhuǎn)移。 在許多人看來，這對(duì)中國沿海大型城市和礦區(qū)環(huán)境來說似乎是利好消息;由于中國長期以來依賴化石能源，這些地區(qū)的空氣、水源和土壤都遭受了嚴(yán)重污染。 中國計(jì)劃在2030年之前將非化石能源的使用比例提升至20%左右。這一目標(biāo)將有可能促使中國在生態(tài)脆弱的西藏地區(qū)新建一批大壩。這在一定程度上會(huì)抵消其減排計(jì)劃所帶來的環(huán)保效益，對(duì)貧窮的西部地區(qū)而言尤為如此。 相較于煤炭，水力發(fā)電產(chǎn)生的溫室氣體較少，但用水電替代煤電也會(huì)帶來一些巨大的風(fēng)險(xiǎn)。 風(fēng)險(xiǎn)包括：水電的發(fā)電率較低;在枯水期，需要更多儲(chǔ)備煤電;電網(wǎng)系統(tǒng)落后;以及在國際河流上建設(shè)大型水壩有可能引發(fā)與鄰國的沖突。 水力發(fā)電——綠色救星? 在中國的能源結(jié)構(gòu)中，水電是僅次于煤電的第二大能源。到 2020年，中國水力發(fā)電裝機(jī)容量將從如今的3億千瓦增加至3.5億千瓦。目前全世界共有8萬座大壩，半數(shù)在中國，超過美國、巴西、加拿大總和。 中國的霧霾問題已經(jīng)引起了公憤，以及國內(nèi)外對(duì)健康問題的擔(dān)憂。中國政府希望大規(guī)模發(fā)展水電以減少霧霾污染。 一些專家稱，水電已經(jīng)幫助中國減緩了溫室氣體排放的增長。今年前四個(gè)月，中國的煤炭消費(fèi)減少了將近8%。“綠色和平組織東亞分部”的分析認(rèn)為，這在一定程度上歸功于新建水電站的并網(wǎng)發(fā)電。 中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)副秘書長張博庭先生指出，“對(duì)于能源行業(yè)而言，水電是替代化石能源、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的主要途徑”。 中國的大壩數(shù)量居世界首位，但其豐富的水力資源依舊沒有得到充分開發(fā)，這意味著中國目前仍然過度依賴煤炭，張博庭如是說。 如果中國能夠充分開發(fā)剩余的水力資源就可以滿足其高峰能源需求的五分之一，替代約13億噸煤炭消費(fèi)，張博庭補(bǔ)充到。 中國大壩建設(shè)的狂熱支持者稱，中國在2050年能將水力發(fā)電能力翻一番，達(dá)到5.4億千瓦。 贏得新鮮空氣的代價(jià) 對(duì)中國沿海區(qū)域的居民而言，用水電取代煤電有可能帶來更加清潔的空氣;但生態(tài)脆弱的西南部偏遠(yuǎn)地區(qū)(至少80%的新建水壩將建在這一地區(qū))的環(huán)境和居民卻將遭受嚴(yán)重的損失。 中國的環(huán)保人士呼吁立即停建大型水壩，并指出由于急于修建大壩，中國的河流生態(tài)系統(tǒng)、魚群棲息地已經(jīng)遭到了破壞。他們還擔(dān)憂在地震多發(fā)地區(qū)興建水壩將帶來巨大的安全隱患。 新建大壩將集中于金沙江(長江上游)。計(jì)劃興建的梯級(jí)大壩的發(fā)電能力相當(dāng)于三峽大壩總裝機(jī)(2250萬千瓦)的五倍;這些大壩不僅攔截河水，還將造成河道淤積，導(dǎo)致長三角出現(xiàn)嚴(yán)重的沉降，增加上海等大型城市的洪澇風(fēng)險(xiǎn)。 其他大型梯級(jí)大壩都將集中于瀾滄江(湄公河)和雅魯藏布江等碩果僅存的無大壩國際河流;新的水壩一旦建成，就會(huì)截?cái)噙@些河流，從而加劇中國與印度以及下游東南亞國家的緊張關(guān)系。 質(zhì)疑 許多專家都對(duì)增加水電是否能夠降低煤炭消耗提出了質(zhì)疑。四川地質(zhì)礦務(wù)局的地質(zhì)學(xué)家、首席工程師樊肖(音譯)認(rèn)為，“水電永遠(yuǎn)無法取代煤電”。 發(fā)展“綠色”水電實(shí)際上加速了西南地區(qū)煤電站的建設(shè)，樊肖說道。 “由于河流流量的季節(jié)性變化會(huì)影響水力發(fā)電，一些地區(qū)已經(jīng)建設(shè)了更多的煤電站來解決高峰時(shí)期的電能負(fù)荷問題。” 實(shí)例表明，中國西南部地區(qū)每新建一座水電站，同時(shí)也會(huì)增加一座煤電站(通常作為應(yīng)急發(fā)電使用)。 為保障旱季穩(wěn)定的能源供應(yīng)，貴州新建的火力發(fā)電能力甚至超過了水電;四川、廣西、云南等省也是同樣的情況。 浪費(fèi)嚴(yán)重、效率低下 中國現(xiàn)有的水力發(fā)電裝機(jī)容量十分驚人，但其在中國能源結(jié)構(gòu)中的占比卻相當(dāng)?shù)?，這是因?yàn)橹袊乃Υ髩蔚陌l(fā)電效率過低——其平均利用率只有31%，只是世界平均水平的三分之二。(利用率是指實(shí)際發(fā)電量與裝機(jī)容量之比)。 此外，由于大部分新建水電站都分布于西南部偏遠(yuǎn)的山區(qū)，電力需要經(jīng)歷長途跋涉才能到達(dá)中國南部的制造業(yè)中心，這就意味著嚴(yán)重的線損。 路透社最近報(bào)道稱，由于規(guī)劃不周、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施落后，中國浪費(fèi)的電能足以為英德兩國提供一年的電力。 隨著偏遠(yuǎn)地區(qū)水電的發(fā)展，各省政府為了盡量消化這些額外的電能而大力發(fā)展工業(yè)，從而進(jìn)一步導(dǎo)致高耗電、高污染行業(yè)的瘋長，鄰近中國旅游勝地云南的麗江煉鋁廠就是一個(gè)例子。 氣候變化造成的極端天氣意味著未來河流流量將變得不可預(yù)測，所以水力發(fā)電的可行性也將逐漸降低。2011年，云南出現(xiàn)了嚴(yán)重干旱，水力發(fā)電量下降一半，中國中部的1000多座水壩也被迫停止運(yùn)行。 2050年水電發(fā)展路線圖 美國學(xué)者、能源專家達(dá)林·麥基(Darrin MaGEe)認(rèn)為，盡管財(cái)政、環(huán)境成本較高，但在未來低碳發(fā)展過程中水電依然發(fā)揮著不可或缺的作用。達(dá)林·麥基已與落基山研究所、勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室、中國政府智庫“能源研究所”展開合作，共同探索可再生能源的未來潛力。 今年4月發(fā)布的《2050路線圖》具有非常重要的意義。據(jù)該路線圖預(yù)測， 2050年可再生能源發(fā)電將占中國發(fā)電總量的86%左右。能源研究所隸屬于國家發(fā)展和改革委員會(huì)，這也是負(fù)責(zé)起草中國“十三五”規(guī)劃中能源戰(zhàn)略的實(shí)權(quán)部門。所以，能源研究所的觀點(diǎn)在中國的政策制定中將發(fā)揮舉足輕重的作用。 如果電網(wǎng)管理得當(dāng)，水電完全可以取代煤電， 因?yàn)檫@些電站可以在幾分鐘內(nèi)開啟和關(guān)閉，從而提供基本荷載來應(yīng)對(duì)天氣異常帶來的影響，麥基解釋道。 盡管采取逐步推進(jìn)的方式，但中國已經(jīng)具備了必要的硬件設(shè)施。在建的三條超高壓直流電路將以更加安全、節(jié)能的方式傳輸電能。這些新建的輸電線路還能促進(jìn)水電與天陽能、風(fēng)能的融合。位于青藏高原的世界上最大的太陽能-水能混合發(fā)電站——龍羊峽發(fā)電站最近已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，預(yù)示著中國的可再生能源行業(yè)將進(jìn)入新的時(shí)代。 中國要想用可再生能源和水力發(fā)電取代煤電，就需要通過智能電網(wǎng)建設(shè)來應(yīng)對(duì)用電量的劇增，避免運(yùn)行過多的煤電站。 中國國家電網(wǎng)公司計(jì)劃在2020年之前全面建成統(tǒng)一的智能電網(wǎng);如此一來，家庭用戶和工廠將可以獲知實(shí)時(shí)電價(jià)，用電效率將有所提高。 然而，要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)還存在著一些較大的阻礙。中國沒有實(shí)行可再生能源上網(wǎng)的管理?xiàng)l例，也沒有對(duì)大壩分配電力的安排做出相關(guān)規(guī)定。 “目前最大的挑戰(zhàn)是在電能分配和操作規(guī)定方面存在著較大的空白”，麥基指出。“目前，壩庫只能采取快速放水的方式應(yīng)對(duì)難以預(yù)測的峰值負(fù)荷，這就導(dǎo)致水庫周圍出現(xiàn)山體滑坡和水土流失，對(duì)下游也造成了不利影響”，麥基補(bǔ)充道。 中國的電網(wǎng)系統(tǒng)迫切需要進(jìn)行重大整改。然而，這是一項(xiàng)非常艱巨的工作。自上世紀(jì)90年代開始，中央政府就試圖打破電力行業(yè)的壟斷現(xiàn)象，將電網(wǎng)公司的收益與電力銷售分離，并迫使電網(wǎng)公司優(yōu)先使用可再生能源，而非煤炭和它們自己的資產(chǎn)，但這些目標(biāo)至今尚未完全實(shí)現(xiàn)。 高效低耗 從長遠(yuǎn)角度來講，鼓勵(lì)消費(fèi)者、工廠、城市節(jié)約用電可以避免修建新的大壩。 例如，據(jù)“能源研究所” 最近的一篇研究估計(jì)，如果中國能夠在2020之前用更為高效的LED照明取代白熾燈的話，每年節(jié)約的電量就相當(dāng)于三峽大壩一年的發(fā)電量。 麥基在最近發(fā)表在《哥本哈根亞洲研究期刊》上的一篇論文中指出：中國政府已經(jīng)逐漸意識(shí)到在產(chǎn)業(yè)部門大規(guī)模推廣節(jié)能照明的巨大潛力。 這篇論文預(yù)測，提高產(chǎn)業(yè)部門水泵和排氣扇的能效可以節(jié)約20%的能耗，相當(dāng)于中國所有大壩2013年發(fā)電量的總和。降低水泵和排氣扇的能耗具有非常重要的意義，因?yàn)樗鼈兡壳暗哪芎恼既蚬I(yè)用電總量的50%。 然而，要想提高能效依舊存在著一些困難。首先，誰來為能效升級(jí)所需的先期費(fèi)用買單?有人認(rèn)為應(yīng)當(dāng)允許企業(yè)將能效措施節(jié)省的電能賣回給電力市場。其次，中國能源和電力價(jià)格過于低廉，這意味著電力企業(yè)缺少必要的收益來投資于能效措施。 如果這意味著中國的電力供應(yīng)商缺乏在價(jià)格、能效、環(huán)保等方面展開競爭的動(dòng)力，那么中國本就浪費(fèi)嚴(yán)重、管理混亂的電網(wǎng)系統(tǒng)中將出現(xiàn)更多耗資嚴(yán)重且對(duì)環(huán)境不利的水電項(xiàng)目。