中國水利水電科學(xué)研究院/中國大壩協(xié)會 賈金生 馬 靜

中國科學(xué)院 張志會

一、世界及主要國家水電發(fā)展情況

水電作為技術(shù)最成熟、供應(yīng)最穩(wěn)定的可再生清潔能源，在全球能源供應(yīng)中占有重要地位。2007年全球水電裝機達到84840萬kW，發(fā)電量30448億kW?h/年，約占全球電力供應(yīng)量的20%，水電開發(fā)程度按發(fā)電量與經(jīng)濟可開發(fā)量的比值計算達到了35%，其中非洲為11%，亞洲為25%，大洋州為45%，歐洲為71%，北美為65%，南美為40%，見表1。

表2 世界水電發(fā)展概況

據(jù)2008年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，世界上有16個國家依靠水電為其提供90%以上的能源，如挪威、阿爾巴尼亞等國；有49個國家依靠水電為其提供50%以上的能源，包括巴西、加拿大、瑞士、瑞典等國；有57個國家依靠水電為其提供40%以上的能源，包括南美的大部分國家。發(fā)達國家水電的平均開發(fā)度已在60%以上，其中法國達到90%，意大利超過90%以上，見表2。

表2 2008年部分國家水電情況

二、氣候變化與水電優(yōu)先發(fā)展的國際共識

我國為應(yīng)對全球氣候變化已有明確的表述，就是到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，作為約束性指標納入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中長期規(guī)劃，并制定相應(yīng)的國內(nèi)統(tǒng)計、監(jiān)測、考核辦法。決定通過大力發(fā)展可再生能源、積極推進核電建設(shè)等行動，到2020年我國非化石能源占一次能源消費的比重達到15%左右。這必將對2020年以前的水電和其他可再生能源的發(fā)展產(chǎn)生深刻的、積極的影響。

近年來，國際上召開了一系列重要會議，如2002年世界首腦峰會，波恩能源會議，2004年聯(lián)合國水電與可持續(xù)發(fā)展會議等。在聯(lián)合國水電與可持續(xù)發(fā)展會議上，通過了《水電與可持續(xù)發(fā)展北京宣言》，這是國際上對20多年來水電開發(fā)中熱點問題討論的總結(jié)，是世界水電發(fā)展歷史上的第一次，對世界水電發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。

基于對水電發(fā)展的新認識，為應(yīng)對經(jīng)濟危機，尤其是全球氣候變化，各國在加大對病險水庫除險加固、提高大壩安全能力的同時，進一步加大了對水電的投入力度。目前，世界上有165個國家已明確將繼續(xù)發(fā)展水電，其中70個國家在建總裝機為1億千瓦，110個國家規(guī)劃建設(shè)3.38億千瓦。

據(jù)不完全統(tǒng)計，2008年世界上在建大壩有1200多座，其中60米以上大壩有370余座，主要分布在亞洲、南美等55個國家。

從幾次重要會議及圍繞水電開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展的研究進展看，有幾點值得強調(diào)：

1.優(yōu)先發(fā)展水電是各國政府及國際各界人士當前的共識。能源是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要條件，水電是清潔的、可再生能源，以環(huán)境友好的、社會和諧的各種方式開發(fā)水電，符合新千年的發(fā)展目標，有利于持續(xù)地減少貧困和有效緩解全球20億人無電供應(yīng)的問題，可以有效減少溫室氣體排放，因此得到聯(lián)合國、世界銀行等國際機構(gòu)的高度重視，也得到了各國政府及國際各界人士的積極推動。

2.世界各國在發(fā)展水電中的成功經(jīng)驗，讓國際各界人士認識到優(yōu)先發(fā)展水電是現(xiàn)實可行的。聯(lián)合國呼吁所有有關(guān)各方共同努力，以可靠、廉價、經(jīng)濟可行、社會和諧和環(huán)境友好的各種方式為社會提供電力，并認為水電在實現(xiàn)這一目標中具有巨大的潛力。個別水電項目曾對社會、環(huán)境及生態(tài)等造成較大的負面影響，從而引起國際各界人士的廣泛關(guān)注，但同時，世界各國在開發(fā)水電中的眾多成功及成熟的經(jīng)驗表明，水電開發(fā)是可以做到可靠、廉價、經(jīng)濟可行、社會和諧和環(huán)境友好的，是技術(shù)上成熟的可再生能源，可以大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)。目前，發(fā)達國家大部分技術(shù)及經(jīng)濟可行的水電資源都得到了開發(fā)，發(fā)展中國家水電開發(fā)率還很低，尤其非洲，開發(fā)率還不到8%，因此，優(yōu)先發(fā)展水電對全球，尤其對發(fā)展中國家是非常重要的，也是現(xiàn)實可行的。

3.呼吁大力開發(fā)水電，是科學(xué)認識水電的必然結(jié)果。聯(lián)合國支持世界銀行等金融機構(gòu)重新投身水電開發(fā)，呼吁各國政府創(chuàng)造良好的吸引投資的環(huán)境，以便為可持續(xù)的水電項目開發(fā)提供資金保障，世界銀行在對水電開發(fā)做過多年的全面評估分析后，正式宣稱重新投資水電，發(fā)生這些變化的前提是水電為全球社會進步、經(jīng)濟發(fā)展、改善環(huán)境及消除貧困等方面做出了巨大的貢獻，在未來仍有做出貢獻的巨大潛力。當今世界上尚有20億人生活在沒有電的世界里，而2/3的經(jīng)濟可行水電資源仍待開發(fā)，因此科學(xué)地認識水電、開發(fā)水電必然會成為世界的趨勢。

4.水電開發(fā)中要充分重視對社會、環(huán)境的負面影響，要特別關(guān)注受水電影響的弱勢群體?！端娕c可持續(xù)發(fā)展北京宣言》支持各國，特別是發(fā)展中國家對水電的可持續(xù)性開發(fā)；強調(diào)要高度重視水電開發(fā)對社會、環(huán)境及生態(tài)等的負面影響；強調(diào)水電開發(fā)中沒有全球通用的準則，各國應(yīng)結(jié)合國情積極探討，努力實踐。最近一個時期，國內(nèi)外有不少報告涉及到水電工程開發(fā)的案例研究、移民工作的實踐總結(jié)、水電開發(fā)的環(huán)境影響補償辦法以及環(huán)境友好的大壩施工技術(shù)。這些報告對指導(dǎo)下一步的工作具有非常重要的現(xiàn)實意義。

三、水電的能源回報率最高應(yīng)對氣候變化需要大力開發(fā)水電

能源設(shè)施建設(shè)和運行也需要消耗能源，如果從全口徑的角度計算能源的投入產(chǎn)出比，就可以比較清楚的審視各種能源開發(fā)方式的效益和優(yōu)劣，能更加清晰地認識到水電在節(jié)能減排、應(yīng)對氣候變化方面的巨大優(yōu)勢。在這里引用一個新概念—能源回報率（energy payback ratio），以一個火電發(fā)電廠為例，其物理意義是指一個火力發(fā)電站在運行期內(nèi)發(fā)出的所有電力與其在建設(shè)期、運行期為維持其建設(shè)、運行所消耗的所有電力的比值，建設(shè)期、運行期所消耗的所有電力既包括直接能源消耗，如機械設(shè)備運行、照明耗能等，也包括建筑材料、煤炭等制造、運輸過程的耗能。按照這一新定義，在各種能源開發(fā)方式中，水庫式水電的能源回報率約為208～280，徑流式水電的能源回報率約為170～267，風電約為18～34，生物能約為3～5，太陽能為3～6，核電14～16，傳統(tǒng)火力發(fā)電2.5～5.1，應(yīng)用碳回收技術(shù)的火力發(fā)電僅為1.6～3.3，如圖1、圖2。因此，積極應(yīng)對氣候變化必須大力發(fā)展水電。

圖1 可再生能源回報率

圖2 部分不可再生能源回報率

我國水電的平均電價低于火電0.1元。2008年全國水電發(fā)電量為5655億千瓦時，也就是有500多億元資金可用于解決移民、生態(tài)、重大技術(shù)問題等，說明資金不是水電發(fā)展的制約因素，政策和機制是水電又好又快發(fā)展的關(guān)鍵。我國2008年全國水電發(fā)電量約占全國電力供應(yīng)量的16%，水電開發(fā)程度約為23%，低于世界平均水平約10個百分點。我國水能蘊藏量居世界第一，人均擁有量接近世界平均水平。我國煤炭蘊藏量居世界第三，人均擁有量僅為世界平均水平的一半。但我國水電發(fā)電量占總發(fā)電量的比例低于世界5個百分點，而火電則高于世界40多個百分點。因此，積極調(diào)整我國以煤炭為主的能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)，積極對能源結(jié)構(gòu)進行戰(zhàn)略性調(diào)整以減少對化石能源的過度依賴，是我國應(yīng)對氣候變化國家方案中不可回避的問題。水電未來的發(fā)展必將在國家減排溫室氣體和應(yīng)對氣候變化等國家目標的實現(xiàn)方面發(fā)揮重要的作用。

四、保障我國水安全需要進一步建設(shè)儲水設(shè)施

水是基礎(chǔ)性自然資源、戰(zhàn)略性經(jīng)濟資源和環(huán)境的控制性要素。人類社會進步和發(fā)展離不開水工程。水工程建設(shè)是各國人民保障水安全、適應(yīng)自然、謀求與自然和諧相處、推動社會進步的必然手段和要求。面對新的發(fā)展，水安全需要進行重新的審視與定義，水安全可被定義為維護必需的水文條件和儲水設(shè)施以在氣候變化和區(qū)域經(jīng)濟社會需求（包括能源需求）不斷增長等的情況下保持一個健康的生態(tài)系統(tǒng)。在一個水安全水平較高的國家，水問題對于窮人將不會造成較大的影響。維護健康和充滿活力的生態(tài)系統(tǒng)對于保證窮人和弱勢群體的水安全有重要意義。這一定義反映了在全球氣候變化大的背景下對水安全的重新認識，反映了在新的形勢下對與水有關(guān)的平等、減貧等社會問題的關(guān)注。

綜合全球50余個國家的人類發(fā)展指數(shù)與水庫大壩發(fā)展數(shù)據(jù)的計算結(jié)果顯示，一個國家或地區(qū)水庫大壩發(fā)展水平與國家人類發(fā)展水平呈較強的正相關(guān)。人類發(fā)展指數(shù)大于0.9的國家，人均庫容擁有量平均為3184m3，人類發(fā)展指數(shù)介于0.8～0.9的國家，人均庫容擁有量平均為2948m3，人類發(fā)展指數(shù)介于0.7～0.8的國家，人均庫容擁有量平均為541m3。需要指出的是，中國2007年人類發(fā)展指數(shù)0.772，在182個國家中列第92位，人均庫容528m3，人類發(fā)展指數(shù)介于0.6～0.7的國家，人均庫容擁有量平均為208m3，人類發(fā)展指數(shù)介于0.5～0.6的國家，人均庫容擁有量僅為125m3，見圖3。這與聯(lián)合國人類發(fā)展報告中所指出的“全球水基礎(chǔ)設(shè)施的分布與全球水風險的分布呈反比關(guān)系”是一致的。從這個角度講，儲水設(shè)施建設(shè)和管理通常是推動發(fā)展的關(guān)鍵要素之一，是實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。而滿足基本的水與能源需求即是衡量發(fā)展水平的重要指標，也是推動社會發(fā)展的引擎。隨著各界對大壩的功能與作用的認識進一步深化，加快水與水能資源的開發(fā)利用已成為國際社會的廣泛共識。

圖3 人均庫容與人類發(fā)展指數(shù)關(guān)系

五、水電大壩又好又快的發(fā)展需要新的理念

1.水電發(fā)展思路需要轉(zhuǎn)變。在謀求發(fā)展與應(yīng)對氣候變化的國際背景下，大壩與水電發(fā)展迎來了前所未有的良好發(fā)展機遇，水電建設(shè)將掀開新的一頁，迎來新的春天。但是現(xiàn)在建設(shè)一座大壩和水電站已經(jīng)不僅僅是一件單純的技術(shù)和學(xué)術(shù)問題，其活動的全過程變得更加公開和透明。中國及世界其他國家的成功及成熟的經(jīng)驗表明，水與水能以可靠、廉價、經(jīng)濟可行、社會和諧與環(huán)境友好的方式開發(fā)是可行的，我們必須以可持續(xù)方式加速儲水設(shè)施建設(shè)、盡可能將各種因開發(fā)所造成的不利影響降到最低，在實踐中，需要我們實現(xiàn)四個轉(zhuǎn)變：

①認識上需要從強調(diào)改造、利用自然轉(zhuǎn)變到既強調(diào)改造、利用，又強調(diào)保護和適應(yīng)自然。改進工作，需要基于國內(nèi)外經(jīng)驗的總結(jié)，在如何保護和適應(yīng)自然方面需要取得更多創(chuàng)新性的成果，以適應(yīng)當前及今后一個時期發(fā)展的要求。

②決策上需要從重視技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理轉(zhuǎn)變到既重視技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理，又重視社會可接受、環(huán)境友好的發(fā)展要求。通過發(fā)展規(guī)劃的制定和調(diào)整，實現(xiàn)科學(xué)決策和科學(xué)發(fā)展。

③運行管理上需要從重視工程安全、實現(xiàn)傳統(tǒng)功能轉(zhuǎn)變到既重視工程安全、傳統(tǒng)功能實現(xiàn)，又重視生態(tài)調(diào)度、生態(tài)補償和生態(tài)安全。

④效益共享上需要從重視國家利益、集體利益轉(zhuǎn)變到既重視國家利益、集體利益，又重視受影響人利益和生態(tài)補償?shù)陌l(fā)展要求，統(tǒng)籌兼顧，實現(xiàn)和諧發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。

2.水電發(fā)展的政策需要進一步深化研究。在行動中，面對新的形勢，特別是針對氣候變化所帶來的影響與后果，需要采取實質(zhì)性的舉措，制定適應(yīng)性對策和行動方案，因此建議在以下幾方面加強工作：

①針對氣候變化對涉水事務(wù)可能產(chǎn)生的影響及其后果開展前瞻性研究，為制訂長遠規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

②從宏觀戰(zhàn)略高度梳理應(yīng)對氣候變化的水電開發(fā)與水庫大壩管理國際經(jīng)驗，探討我國水庫大壩應(yīng)對氣候變化的適應(yīng)性管理模式，提出應(yīng)對氣候變化的水電運行與大壩水庫管理指導(dǎo)思想，制定適合我國國情的儲水設(shè)施管理的適應(yīng)性對策。

③基于投入與減災(zāi)成效的比較，探討未來長期不同投入和應(yīng)對方案下的差別，論證應(yīng)對氣候變化的合理的財政投入政策。

【1】賈金生,馬靜,徐澤平,確保足夠的儲水設(shè)施以滿足農(nóng)業(yè)、能源和城鄉(xiāng)需求.2009.4.4.中國水利報.

【2】80 Years-but still Young, ICOLD, the 80th Anniversary Celebration, Special Edition of ICOLD News letter.

【3】Word Atlas & Industry Guide 2007, 2008,The International Journal on Hydropower and Dams.London,UK.

【4】United Nation,Human Development Repor 2009 Overcoming barriers:Human mobility and development,United Nation,2009.

【5】World Declaration Dams & Hydropower for African Sustainable Development,Nov.24th,2008,Paris,France.

【6】Luc Gagnon,Energy payback trends,a guide for future development,Hydro2009,Lyon France,2009.10.

【7】聯(lián)合國.人類發(fā)展報告2007/2008應(yīng)對氣候變化-分化世界中的人類團結(jié).2008.

【8】中國國家發(fā)展與改革委員會.中國應(yīng)對氣候變化國家方案.2007.6.