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世界水电业发展前景预测
 
一、世界可持续发展呼唤水电开发
整个二十世纪,人类已经消耗了1420亿吨石油、2650亿吨煤。目前,全球已探明的石油剩余可采储量仅为1400多亿吨,按目前产量,静态保障年限仅40年;天然气的剩余可采储量为150亿立方米,静态保障年限仅为60年。世界煤炭的储量虽然多一些,但是如果按目前的消费速度,在一百多年以后也将枯竭。所以,要实现人类社会的可持续发展,必须要将世界的能源结构尽快的转变到以可再生能源为主。可再生能源与矿产资源有着本质的不同,它是时间的变量,利用的时间越长资源量越多。反之,它也不能保存,不管你是否利用它,它都将随时间消逝。所以优先开发使用可再生能源就是最大的节能和开发资源。尽管风能、太阳能发电技术具有更广阔的发展前景,但是,按照现有的技术水平,风力和太阳能等其他可再生能源发电技术还不能满足大规模的社会需求。当前,全世界上大约20%的电力是来自水电,而其他可再生能源的发电的比重还很小。水电是目前唯一一种技术比较成熟的、可以进行大规模开发的可再生能源。
 
 
二、水电的可再生能源作用不能替代
 
可再生能源主要有风能、太阳能、水能和生物质能,此外还有一些像潮汐、地热等,但所占比重较少。生物质能有广阔的应用前景,但我国目前还主要是简单的直接燃烧,国外虽然已有比较先进的生物质能应用技术,但由于生物质能的原料也必须通过种植产生,使其可再生性还是要受到很大局限。太阳能和风能资源非常丰富,且具有广阔的应用前景,但是恐怕只有解决了大规模储能技术之后,才能和水能一样大规模的应用。目前的太阳能、风能与水能相比,最主要的区别在于它们是随机的、分散的,且效率不高。太阳能是永恒的但也随时间、气象而变化,黑夜、阴雨不能发电;风力则更是天有不测风云,不能人为控制。在发电效率方面,欧美现今有一些风车规模迅速增大,有的风力发电机比旧机组效率高出10倍,但是其出力还是不能与一个中型水力发电站相比。某些发达国家设想组成风力发电电网,但问题很多,迄今未能实现,其作用还远不能与火电、水电、核电相比。根据以色列一家国际知名的太阳能研究机构的实验研究表明,目前较为成熟的太阳能大规模发电应用,仅仅停留在依靠太阳能对火电厂的循环水进行预加热,减少烧燃料的消耗。由于风能、太阳能的这种缺陷,一般来说太阳能、风能目前还主要是在农业用电上起到辅助的作用,或者通过蓄电池构成小型独立电源为边远地区提供生活用电。联合国一直在帮助第三世界国家推广风力发电技术,但目前大都停留在解决边远分散地区的生活供电,仍难以形成强大的电网。
与太阳能、风能不同,水能虽然同样是可再生性的清洁能源,但其性质有较大的区别。水力发电的水量主要靠河流和降雨,虽然具有随机性,但是通过建造水库,水量是可以积聚、储存的,因此水电可以在一定的时间阶段内被人为控制。水力发电的这一优点使其除了提供可再生的清洁能源外,还具有水电机组的启动、停机迅速,可用来调整负荷,在电网中进行调峰、调频和作为事故备用。现代电网的规模正在日益扩大,不仅有全国联网,有的地区甚至具有了统一的跨国电网,虽然自动化、信息化、控制技术日益提高,但因电网运行复杂,情况多元变,及时调节和保障安全困难很多,如果电网中缺少必要的调节备用电源,难免事故频发。现代电网供电的效益、安全不能缺少强大的可快速调节的发电装机容量。目前对电网负荷方便、快速的调节,大都赖于大容量水电站或者专门建设抽水蓄能电站。因此,世界各国近年来对抽水蓄能电站的建设非常重视,在一些发达国家,抽水蓄能电站的作用己经超过常规水电。目前,抽水蓄能电站的研究已成为水电建设中专门的重大学科。可以这样比喻,对于大型电网来说,水电与风能、太阳能发电的区别在于:水电的作用等于风能或者太阳能电站再加上抽水蓄能电站。所以,在目前情况下,随着风能、太阳能发电应用的规模扩大,需要建设更多的水电站补充电网的调节性,对于那些水电资源缺乏的国家和地区,也必须建设足够的蓄能电站。
 
 
三、环境压力
在环境方面,随着全球工业化进程的加快,能源的生产与消费规模急剧增加,环境排放污染严重。目前,由于煤炭燃烧造成酸雨的二氧化硫、粉尘等有害气体,己经可以通过技术得到控制。但是,由于化石燃料和石油衍生能源在燃烧后,产生的大量的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体(GHG),尚无有效的解决方法。这些气体吸取太阳辐射并阻止这些辐射由大气层向地外空间发散,能量的长期积聚造成了全球气候不断升温。研究表明,当等效二氧化碳浓度达到一定数值时,气候变化将导致全球水循环的加剧,对区域性水资源产生重大影响,对局部农、林业生产也将造成严重后果,引发频繁的自然灾害,直接威胁人类的生存环境。从1979年在日内瓦召开第一届世界气候大会以来,世界气象组织和联合国环境规划署加强了对GHG效应的科学研究。1997121日召开的京都缔约方大会上,形成了具有法定约束力的《京都议定书》。它规定发达国家均要限制种温室气体的排放量,在2008年至2012年间要在1990年排放水平上至少减少5%。在这种形势下,利用清洁的水力发电不能不作为一种减少温室气体排放的明智选择。世界上大约有经济可发开的水资源8.8万亿千瓦时/年,如能够充分开发利用可替代燃烧原煤40多亿吨/年,相当于每年可减少二氧化碳的排放量将近100亿吨。
 
 
四、水电与扶贫
 
此外,水电开发具有重要的扶贫作用。据联合国估算,目前全世界还约有20亿人口没有充足的电力供应。在许多发展中国家里,电力供应的短缺,不仅制约着社会经济的发展也严重的影响着人民生活的质量。然而,在很多情况下水力资源是现实中能提供可再生能源的主要途径。在非洲大陆,化石燃料短缺,而水资源丰富。但是,由于对大坝建设产生的环境问题的争论阻碍了许多水电工程的建设也延缓了这些国家的经济发展和社会进步。有些观点认为这些国家应该直接去使用像风电、太阳能和现代生物质能等的可再生能源来满足他们的能源需求,但是更多的人提出了相反的意见。认为这类的技术总体上还是处在开发、研制的阶段,尚不具备大规模应用的条件,所以成本相对偏高。大规模地使用这些技术对发展中国家而言根本就是不现实的。而且在那些工业化国家己经开始享受化石燃料和水电等成熟的技术为他们带来的巨大效益时侯,单单要求这些欠发达国家只能依靠太阳和粪便产生的能源来发展也是非常不公平的。在水能资源丰富的地区,进行水电开发是摆脱贫困的明智选择。总之,从资源、环境和帮助落后地区摆脱贫困的角度上看,开发水电是实现人类文明和可持续发展的必然选择。
 
 
国外水电发展概述及对中国水电发展的启示
经验:
 
日益完善的生态环境保护法规
  发达国家在对大江大河开发时一般都先制定相关法律,这是法制社会在流域开发与管理方面的体现。这样不仅使开发有章可循,有法律保障,更重要的可以避免政策易受形势左右而出现朝令夕改的现象,协调各方面利益冲突,约束流域内相关主体的行为,保证流域开发健康有序进行。
  法律保障的优势在于法律的严肃性和权威性,一旦确立就不能随意更改。法律保障不到位,就只能依靠个案处理的政策来调整各种关系。没有权威的法律依据,政策很容易受到外界的各种干扰,发生“朝令夕改”的不稳定情况。像我国怒江开发等诸多工程争执多年无法开工,一些项目开工后又被叫停搁置,一个重要原因就是缺少确定的法律依据。挪威颁布了水资源法,从法律的形式确保水资源开发中对环境生态的保护,这也是国际趋势。根据这个法,所有新规划的水电开发项目必须进行环境影响和管理的评价工作,只有得到了挪威水利电力局(NVE)批准后才能实施。日本国际协力银行(JBIC)在与国内的立法者、商务部门、非政府组织以及受援国政府讨论制定了“水电开发的环境和社会指南”,来重新评价以往技术标准,降低水电发展的不良环境影响。
  除了法律以外,政府还制定了关于水电开发中的生态环境保护政策,用于应对水电建设运行中的突出环境问题。美国已建电站面临的主要问题是对洄游性鱼类的保护和河道生态调度与修复。美国水电站只有获得许可证才有运营资格。水电站的运行必须服从严格的环境调度规定,如清洁河流法、濒危物种保护法等。为此,在新一轮的许可证换发评估工作中,将工程的环境影响评价与大坝安全评估列为同等重要的位置,只有两者都通过评估,才能获得新的运营许可证。
 
 
  卓有成效的水电环境影响认证制度
  发达国家在绿色水电方面的技术认证和管理经验可以为我国在水电工程的规划、设计、施工和运行管理过程中制定有效的生态环境保护措施提供有益的借鉴。西方发达国家通过建立对水电的绿色认证制度,倡导消费者对绿色水电的消费,使水电开发商们能自觉地进行绿色水电建设,以期达到对生态与环境多方面的保护。为了让绿色水电认证有法可依,美国低影响水电研究所 (LIHI) 提出了 8 个方面“低影响水电”应该满足的条件并且推广到加拿大。瑞士联邦环境科学与技术研究所在 2001 年提出了绿色水电认证的技术框架,建立了绿色水电认证的标准。国外类似这样的研究机构在这些基础上还在继续为解决水电能源开发过程中出现的环境问题作出努力。
 
 
  不断改进的生态环境保护措施
  进入20世纪中期后,大多数的流域开发中,生态环境的保护都是重点考虑的问题,也成为考量一个流域开发是否成功的重要依据。减缓水利水电工程的建设对生态系统干扰,目前可行的做法:一是采取环境友好的工程技术和管理方式,对河道生态进行修复,减少或减免其影响。另一种是对造成的难以减免的影响采取补偿,包括河流生物栖息地的建设、鱼类的人工繁殖、濒危物种或特殊物种的恢复等,在大尺度范围内达到生态环境保护的目标,保护河流生物多样性及其结构功能。发达国家已进入工程的全面管理与河道生态修复阶段,经过多年的生态调度的实践,提出了 “适应性管理”的概念,即由“评价—规划—设计—实施—监测”形成一个完整的良性循环。这些都需要大家加大调研力度,系统完整地学习并研究分析,借鉴其先进的经验与理念,并结合我国的国情和特点,提出未来我国水利水电工程建设和运行管理中的环境保护及河道生态修复的发展战略。
 
 
 
  启示:
 
  贯彻水电开发的生态环保法规
  在开发水电的进程中,中国政府一直重视对生态环境的保护。上个世纪八十年代初就对水电开发的生态环境保护提出了明确的要求,颁布了相应的规程规范,之后又颁布了《环境保护法》、《水土保持法》、《环境影响评价法》,对水电开发的生态环境保护实行了非常严格的管理。目前,中国已实行了环境影响评价和水土保持方案评审制度,能对水电开发规划和水电站建设进行“一票否决”。不过,环境影响评价制度的实际效果仍需要继续加强。这主要包括两个方面:
  第一,将环境影响评价制度全面纳入工程建设管理程序。虽然我国已经推行了大型工程的环境影响评价工作,但是环境影响评价制度在水利工程中还没有普遍落实,关键是现行的工程建设管理程序中缺少环境影响评价方面的硬性规定。应尽快改革现行的水利工程建设程序,在项目建议书阶段,即规定对建议工程实施环境影响评价,并提出环境补救和社会补偿措施,作为工程审批的基本依据之一,并向社会征求意见。在项目的可行性研究阶段,应规定对各种工程方案的生态环境影响进行比较,筛选出兼具技术经济和生态环境合理性的工程方案。在工程的初步设计阶段,应提出减轻生态环境影响的措施。在工程的建设阶段,应优先采用生态环境友好的技术措施。工程的后评价阶段,应引入生态环境影响的后评价,建立工程环境影响的监测和反馈机制。总之,要在工程建设管理的各个环节全面推行环境管理,实现环境影响评价的制度化和程序化。
  第二,实施工程建设后环境影响评价。我国水利工程的环境影响评价正在不断改进,但是工程完成后的环境评估和监管还十分薄弱,既不利于减轻已建工程的环境影响,也不利于改进未来工程的决策和管理。今后在工程建设管理程序中推行环境管理的同时,还应逐步建立大坝的环境监管体系。各级政府、环保部门和工程审批机关,应切实履行大坝的环境监管职责,对重要规划的实施和重要大坝运行的环境绩效,及时组织环境跟踪评价,发现有明显不良影响的,应当及时采取改进措施。
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