賈金生 ， 徐 耀

（1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100038；2.中國(guó)大壩協(xié)會(huì)，北京 100038）

1 當(dāng)前國(guó)際水電的發(fā)展形勢(shì)

為應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)危機(jī)，尤其是全球氣候變化，各國(guó)進(jìn)一步加大了對(duì)水電的投入力度。目前世界上有165個(gè)國(guó)家已明確將繼續(xù)發(fā)展水電，其中110個(gè)國(guó)家水電規(guī)劃建設(shè)規(guī)模達(dá)3.38億kW。發(fā)達(dá)國(guó)家多因已基本完成水電開(kāi)發(fā)的任務(wù)，將重點(diǎn)投入到對(duì)已建水電站的更新改造、增加水庫(kù)的泄洪設(shè)施以提高防洪能力、調(diào)整電站運(yùn)行調(diào)度目標(biāo)實(shí)施生態(tài)保護(hù)和修復(fù)等，如北美、歐洲等不少國(guó)家；發(fā)展中國(guó)家多數(shù)制定了規(guī)劃，計(jì)劃在2025年左右基本完成水電開(kāi)發(fā)任務(wù)，如亞洲、南美洲地區(qū)的發(fā)展中國(guó)家等；欠發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)雖然多數(shù)具有豐富的水能資源，也一直致力于發(fā)展水電，但限于資金、技術(shù)等條件，大力開(kāi)發(fā)水電仍然存在很多困難，如非洲的不少國(guó)家等；還有一些政局不穩(wěn)的國(guó)家，雖然急需發(fā)展水電，但限于國(guó)力等條件，推進(jìn)非常緩慢。2008年世界上在建的大壩有1 200多座，其中壩高60 m以上的大壩370余座，主要分布在亞洲、南美洲等55個(gè)國(guó)家[1]。

2 水電是回報(bào)率最高的能源

我國(guó)當(dāng)前正處于水電建設(shè)持續(xù)高速發(fā)展的時(shí)期。為清楚地審視各種能源開(kāi)發(fā)方式的效益和優(yōu)劣，需要引用西方20世紀(jì)70年代就開(kāi)始運(yùn)用的一個(gè)概念——能源回報(bào)率[2－4]。如以火力發(fā)電為例，能源回報(bào)率是指一個(gè)火力發(fā)電站在運(yùn)行期內(nèi)發(fā)出的電力與它在建設(shè)期、運(yùn)行期為維持其建設(shè)和運(yùn)行所消耗的所有電力的比值。建設(shè)期、運(yùn)行期所消耗的所有電力，既包括直接能源消耗，如機(jī)械設(shè)備運(yùn)行、照明耗能等，也包括建筑材料、煤炭等制造、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程的耗能。按照這一定義，估算出的各種能源開(kāi)發(fā)方式的能源回報(bào)率為[5]：水電在170以上，風(fēng)電18～34，核電14～16，生物能發(fā)電3～5，太陽(yáng)能發(fā)電3～6，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1.6～3.3（見(jiàn)圖1）。僅此而言，優(yōu)先發(fā)展水電較之發(fā)展其他能源對(duì)積極應(yīng)對(duì)氣候變化和建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。發(fā)達(dá)國(guó)家憑借資金、技術(shù)和市場(chǎng)機(jī)制等方面的優(yōu)勢(shì)，比發(fā)展中國(guó)家早30多年優(yōu)先完成了水電開(kāi)發(fā)任務(wù)，也從另一個(gè)側(cè)面說(shuō)明了發(fā)展水電的戰(zhàn)略重要性。

圖1 各種能源開(kāi)發(fā)方式的回報(bào)率

3 積極開(kāi)發(fā)水電，加快儲(chǔ)水設(shè)施建設(shè)

發(fā)展水電離不開(kāi)修建水庫(kù)大壩。開(kāi)發(fā)水電所形成的水庫(kù)多數(shù)具有防洪、抗旱、供水等綜合效益。要充分利用流域的雨洪資源，變水害為水利，依靠良好的、足夠的儲(chǔ)水設(shè)施是唯一可靠的手段，對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家如此，對(duì)多數(shù)發(fā)展中國(guó)家更是如此。聯(lián)合國(guó)定義了一個(gè)人類發(fā)展指數(shù)（HDI）以綜合反映各國(guó)人均GDP、壽命和教育水平[6]。人類發(fā)展指數(shù)為一個(gè)介于0和1之間的數(shù)，數(shù)值越接近于1表示人類發(fā)展水平越高。把各國(guó)人類發(fā)展指數(shù)與人均水庫(kù)庫(kù)容進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)絕大多數(shù)國(guó)家而言，一個(gè)國(guó)家或地區(qū)水庫(kù)大壩發(fā)展水平與國(guó)家人類發(fā)展水平呈較強(qiáng)的正相關(guān)。全球50余個(gè)國(guó)家2007年的人類發(fā)展與水庫(kù)大壩發(fā)展數(shù)據(jù)綜合計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖2[7，8]，典型國(guó)家人均庫(kù)容見(jiàn)圖3。從圖2、3可以看出，人類發(fā)展指數(shù)大于0.9的國(guó)家，人均庫(kù)容擁有量平均為3 184 m3；人類發(fā)展指數(shù)介于0.7～0.8的國(guó)家，人均庫(kù)容擁有量平均為541 m3，如中國(guó)2007年人類發(fā)展指數(shù)為0.772，在182個(gè)國(guó)家中列第92位，人均庫(kù)容528 m3；人類發(fā)展指數(shù)介于0.5～0.6的國(guó)家，人均庫(kù)容擁有量?jī)H為125 m3。這與聯(lián)合國(guó) “人類發(fā)展報(bào)告”中所指出的 “全球水基礎(chǔ)設(shè)施的分布與全球水風(fēng)險(xiǎn)的分布呈反比關(guān)系”是一致的。因此儲(chǔ)水設(shè)施建設(shè)通常既是推動(dòng)發(fā)展的關(guān)鍵因素，同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果。隨著人口的增加和城市化的進(jìn)一步發(fā)展，全球每年預(yù)計(jì)需要增加640億m3的水量。要實(shí)現(xiàn)水安全的目標(biāo)，必須提高用水效率和增加雨洪資源利用，必須修建足夠的儲(chǔ)水設(shè)施。因此，加快水資源與水電資源的開(kāi)發(fā)利用，必然會(huì)被更多的國(guó)家所重視，以解決日益嚴(yán)峻的水安全問(wèn)題。

圖2 人均庫(kù)容與人類發(fā)展指數(shù)關(guān)系

圖3 典型國(guó)家人均庫(kù)容（2007年）

4 我國(guó)水電的百年發(fā)展

我國(guó)水電百年發(fā)展大體可分為4個(gè)階段。第一階段是艱難創(chuàng)業(yè)階段，從第一座水電站建設(shè)至新中國(guó)成立之前，國(guó)力衰微，事事艱辛，水電在建設(shè)的量和質(zhì)方面都處于起步階段。1949年以前，我國(guó)壩高在15 m以上的水庫(kù)大壩只有22座[9]，洪災(zāi)、旱災(zāi)是心腹大患，雖然有大力發(fā)展水電的需要，但極難推進(jìn)。第二階段是從新中國(guó)成立至改革開(kāi)放前。我國(guó)在這一階段修建了大量的水庫(kù)大壩，但是修建水庫(kù)大壩的主要目的是防洪、灌溉等。由于水電與火電相比建設(shè)周期長(zhǎng)、投資大、技術(shù)難、見(jiàn)效慢等原因，水電建設(shè)雖然以自力更生為主取得了很大的成就，但總體上發(fā)展緩慢、技術(shù)落后。第三階段為從改革開(kāi)放至三峽、小浪底、二灘等特大型水庫(kù)大壩建成。我國(guó)水電發(fā)展在這一階段實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的突破，由追趕世界水平到很多方面居于國(guó)際先進(jìn)和領(lǐng)先水平，不少水庫(kù)大壩經(jīng)受了 “98”大洪水、汶川大地震等的嚴(yán)峻考驗(yàn)。這一階段我國(guó)建設(shè)的水電站為世界所稱道的突出特點(diǎn)是設(shè)計(jì)質(zhì)量高、施工速度快、質(zhì)量好、普遍實(shí)現(xiàn)了預(yù)期效益。以錦屏一級(jí)等300 m級(jí)高壩為代表的水電站建設(shè)，標(biāo)志著我國(guó)已進(jìn)入了自主創(chuàng)新、引領(lǐng)未來(lái)的第四發(fā)展階段。這一階段需要充分利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、建立環(huán)境友好的技術(shù)體系、促進(jìn)區(qū)域發(fā)展和社會(huì)和諧等，走出具有中國(guó)特色的新路子。

5 我國(guó)水電又好又快發(fā)展需要新的理念

在謀求可持續(xù)發(fā)展與應(yīng)對(duì)氣候變化的國(guó)際背景下，全球的水電發(fā)展迎來(lái)了前所未有的良好機(jī)遇，水電建設(shè)將掀開(kāi)新的一頁(yè)，迎來(lái)新的春天。但是現(xiàn)在建設(shè)一座大壩和水電站已經(jīng)不僅僅是一個(gè)單純的技術(shù)和學(xué)術(shù)問(wèn)題，其活動(dòng)的全過(guò)程變得更加公開(kāi)和透明。中國(guó)及世界其他國(guó)家的成功及成熟經(jīng)驗(yàn)表明，水與水能以其可靠、廉價(jià)、經(jīng)濟(jì)可行、社會(huì)和諧與環(huán)境友好的方式開(kāi)發(fā)是可行的，為此必須以可持續(xù)發(fā)展方式加速儲(chǔ)水設(shè)施建設(shè)，盡可能將各種因開(kāi)發(fā)所造成的不利影響降到最低，在實(shí)踐中，需要我國(guó)的水電建設(shè)者們實(shí)現(xiàn)如下4個(gè)轉(zhuǎn)變：

（1）認(rèn)識(shí)上需要從強(qiáng)調(diào)改造、利用自然，轉(zhuǎn)變到既強(qiáng)調(diào)改造、利用自然，又強(qiáng)調(diào)保護(hù)和適應(yīng)自然。不僅需要對(duì)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行認(rèn)真的反思和總結(jié)，更需要立足于創(chuàng)新，以適應(yīng)當(dāng)前及今后一個(gè)時(shí)期的發(fā)展要求。

（2）決策上需要從重視技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理，轉(zhuǎn)變到既重視技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理，又重視社會(huì)可接受、環(huán)境友好的發(fā)展要求。通過(guò)發(fā)展規(guī)劃的制定和目標(biāo)調(diào)整，真正謀求科學(xué)決策和科學(xué)發(fā)展。

（3）運(yùn)行管理上需要從重視工程安全、實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)功能，轉(zhuǎn)變到既重視工程安全、實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)功能，又重視生態(tài)調(diào)度、生態(tài)安全和生態(tài)補(bǔ)償。

（4）效益共享上需要從重視國(guó)家利益、集體利益，轉(zhuǎn)變到既重視國(guó)家利益、集體利益，又重視受影響人利益和生態(tài)補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展要求，真正做到統(tǒng)籌兼顧，實(shí)現(xiàn)社會(huì)和諧和可持續(xù)發(fā)展。

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［2］Gagaon L,Belanger C,Uchiyama Y.Life-cycle assessment of electricity generation options:The status of research in year 2001.Energy Policy,2002,30（14）:1267-1278.

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［4］Gagnon L.Energy payback trends:A guide for future development［C］//Proceedings of Hydro 2009,Lyon,France,2009.

［5］Gagnon L.Energy Payback Ratio［R］.Montreal:Hydro-Québec,2005.

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［8］賈金生，馬靜.保障足夠的儲(chǔ)水設(shè)施以應(yīng)對(duì)氣候變化［J］.中國(guó)水利，2010（2）:14-17.

［9］沈崇剛，鄭連第.中國(guó)大壩建設(shè)歷史［M］//潘家錚，何璟主編.中國(guó)大壩50年.北京：中國(guó)水利水電出版社，2000.