水电与中国

第30卷第12期2004年12水力发电∫水电发展战略文章编号:0559-9342(2004)12-0017-05水电与中国潘家铮(国家电网公司,北京100031)关键词:水能资源;水电装机容量;生态环境;制约因素;水电开发;中国摘要:我国蕴藏着得天独厚的水能资源,列世界之冠。2004年水电总装机容量虽然突破了1亿kW,也只占可开发容量的17%21世纪我国将全面建设小康社会,能源供应将成为严重制约因素之一。水电作为能源的一部分,无疑是应该积极开发,不应放弃的。但是近年来社会上就建水电站对生态环境所产生的影响看法不一,争论较大。因此就水电开发可能对生态环境产生的正负面影响及开发利用水电资源的必要性和迫切性进行客观分析,指出当前开发水电的制约因素,并提出了建议。Hydropower and ChinaPan Jia-zheng(State Power Grid Corp, Beijing 100031)Key Words: water potentials; hydropower installed capacity; ecological environment; restraining factors; hydropower development;Abstract: China has abundant water resources endowed by nature, which ranks first in the world. By year 2004, the installedcapacity of hydropower is over 100GW, but only amounting to 17% of the exploitable resources. In 21st century, China willbuild a well-to-do society in every way. Then energy supply will be a restrain factor to it. As a component part of energy resources,hydropower must be developed actively instead of being neglected. While lately there are contradictory views about andargument over impacts of hydropower projects on ecological environment. The paper presents an objective analysis of bothpositive and negative impacts on the ecological environment possibly caused by hydropower development and the necessity andthe crying need of the hydropower development. The paper also indicates the restrain factors to hydropower development andputs forward some suggesti中图分类号:F407.9(2)文献标识码:A我国到底有多少水能资源能资源富集的流域或地区内,划出开发条件最现实的干流河段(一般为中、下游河段)和部分支流段我国地势西高东低,主要河流发源于世界屋根据查勘规划资料,布置梯级,确定各枢纽的容量脊——青藏高原,奔流入海,蕴藏着得天独厚的水和电量,加以统计,这是我国水电资源中最主要的能资源。我国到底有多少水能资源可以开发,随着组成部分;第二部分是上述流域、地区在“基地”范普查的深入,数据不断更新,过去有两个数据经常围以外的上游、支流中所蕴藏的资源,以及其他流为人引用,即:全国技术可开发容量为3.78亿kW,域、地区内的资源;第三部分则是遍布全国的小水年发电量为19200亿kW·h经过最近的大复查,较电。三者合计得到全国水能资源的总数。水能资源可靠的数字是:我国大陆部分水电的理论蕴藏容量暴露可以眼见耳闻.渣量和落差的测定比为694亿kW,年电量60829亿kWh(按8760h较简中国煤化工这和煤、天然气运行时间计),其中技术可开发容量为542亿kWCNMHG年发电量为24740亿kW·h,列世界之冠收稿日期:2004-12-05这次复查统计工作做得很仔细。首先查清了十作者简介;潘家铮(1927—),男,浙江绍兴人,中国科学院院士,中国三个“水电基地”的资源。所谓“水电基地”是指在水工程院院士,水利水电工程专家国家电网公司顾问清华大学教授Water Power Vol 30. No 12水电展战略水力发2004年12月石油等矿产资源不同,它们深埋地下,勘探工作量那么,中国究竟要不要发展水电,这是一个必须取大而且困难,地质储量和精查后能采出的储量区别得一致认识的问题。巨大,风险性当然也较大。还有一组数字称为我国水能资源的“经济可开发量”(容量为402亿kW,电3中国面临的能源挑战量为17534亿kW·h)。鉴于“经济可开发”的范畴取21世纪前叶,是我国经济腾飞和民族振兴的关决于很多条件,随着形势的发展、科技的进步和油键时期,尤其是前20年,我国国民经济总产值将再气、煤价的不断攀升,都会发生改变,因此建议不以翻两番,全面建成小康社会,为今后的更大发展奠此作为衡量标准,建议以国家正式公布后的最新复定基础。国内和国际上无数专家都在深入分析形势査成果作为我们的统一口径和各种可能。总的看法是:中国的和平崛起不可抗2中国水电开发的重要里程碑拒,但也确实存在许多严重的制约因素。能否妥善解决这些问题,决定了中国的前途004年9月26日,随着黄河公伯峡水电站首台在诸多因素中,能源,尤其是电能的供应无疑是30万kW机组的投产,中国水电总装机容量突破了关键问题之一。预测到2010年,全国电力装机将达1亿kW,稳居世界第一,这是一个有历史意义的里到6亿kW左右,年发电量达43000亿kW·h左右,程碑。9月26日,水电工程各领域老中青代表云集母2050年可能达16亿kW。众所周知,我国一次能源亲河畔公伯峡工地,举行了隆重的庆典。黄菊、曾培以煤炭为主体,在近期内这一局面难以改变。试设炎副总理亲笔写下了热情洋溢的批语。许多白发苍想:如果43000亿kW·h的电能全部依赖燃煤供应苍为水电事业做出终生奉献的老战士们更是心潮激则年需燃原煤约21.5亿t,不仅在资源、采掘运输上动热泪如狂,情景异常感人,将载入水电史册之中。将遇到难以克服的困难,引起的环境污染也将无法但即使是1亿kW,扣除抽水蓄能后,也只占我国想象。可以说,中国在新世纪中面临的能源挑战是世水电可开发容量的17%。按电量计,其值更低(2003界各国中独一无二的。解决能源瓶颈是关系到我国年水电发电量2813亿kWh,占可开发量的114%),能否健康、快速、可持续发展的重大问题。由此可见今后开发任务之艰巨。可喜的是,在国家“大在资源、采掘、运输和污染诸问题中,尤以污染力发展水电”和“西电东送、南北互供、全国联网”的电问题值得注意因为污染环境引起的后果是在不知不力发展政策指导下,当前我国水电开发正遇从未有过觉中积累而恶化的,不仅影响中国人民赖以生存的环的大好形势。世界上最大的三峡水电站已有10台机境,也影响全球的大环境。燃煤产生的各项污染,包括组发电,不久将提前竣工。现在在建的水电站中,20排放废渣、烟尘、硫和氮的氧化物及二氧化碳。如果万kW以上的水电站总装机容量为4640万kW,大说,对前面的几项、还可以不惜功本增加投入、装置先型抽水蓄能电站总装机容量为720万kW。金沙江、进设备加以处理或减排的话,对二氧化碳则无能为大渡河、雅砻江、乌江、红水河、澜沧江、黄河等十二大力。因为常规燃煤就是通过碳的氧化取得能量的。姑水电基地正在全面开发建设。在东部和沿海水能资源且不说中国已面临的酸雨局面,二氧化碳无节制的排较少的地区,仍有不少中小型、低水头水能可以利用,放导致的温室效应,究竞将产生什么恶果,已引起人此外还需兴建一大批高水头大容量的抽水蓄能电站,们的无限忧虑。最近中美科学家发现青藏高原冰川的以解决调峰填谷问题。这样的开发规模不仅在我国是加速消亡,更为人类敲起了警钟。总之,如何千方百计史无前例的,在全球也是世无前例的。预期到2010年地减少燃煤数量,以缓解资源短缺和减少相应的环境和2020年全国水电装机容量有望分别达到15亿污染,实在已是当务之急。在讨论研究水电开发问题kW和25亿kW,出现第二、第三个里程碑。届时,我时,希望不要忽略掉这个大前提国将建成无数称冠世界的高坝、长隧洞、巨型电厂,制造出相应的机电设备,并将妥善解决泥沙、消能、环保4开发水电是我国的必然选择等各种问题。我国无疑将成为世界头号水电大国和水了解我国面临资源短缺和环境污染两大难题电技术强国。我国的水电勘测、设计、施工、运行、管的严重程度后,就能较好地理解大力开发水电的必理、制造、更新改造等都将跃居国际领先水平,为国家要中国煤化工的经济发展和民族振兴大业做出重大贡献。这是不可CNMHG清洁。虽然有些人阻挡的历史潮流。士反对但事买就摆在面前:只要太阳不但是,现在有人指出,开发水电也会带来许多熄灭,水能就能年年重生。水电不排放废气、废渣、不利后果,要求停建大坝,重新考虑水电开发问题。废水,不排放二氧化碳。在国际权威性会议或论坛万数据 Power Vol3Ma12第30卷第12期潘家铮:水电与中国电敬展战上,不论是1992年里约热内卢各国首脑会议通过其次是投入问题,尤其在计划经济时代,一切的可持续发展全球行动计划(21世纪议程),或是基建经费都由国家投入。水电开发集一次、二次能2002年约翰内斯堡峰会上关于可持续发展的文件,源建设于一体,要和江河打交道,要处理淹没移民或是2003年京都全球水论坛,或最近联合国在北等问题,与单纯为发电而修的火电厂相比,投入相京召开的国际会议上,都明确地把水电列入可再生对较多、工期相对较长,尽管人们都明白这个道理,能源之列。不仅如此,水电实际上是目前人类唯但在电力需求迅速增长的压力下,有限的资金总是能够大规模商业化开发利用的可再生清洁能源。当先建火电厂,形成了所谓的“水火之争”。而年上然我们应该不遗余力地研究发展太阳能、风能、地个大水电则是困难重重。这个困难在国家经济迅猛热等其他可再生清洁能源,但在可见的时期内其成增长、综合国力极大提高、特别是电力体制深化改本毕竟较高,数量毕竟有限,而我国恰恰拥有举世革后,也已成为过去。相反,出现了各大发电集团公无双的水能资源,不考虑利用,就难以为人理解了。司、独立发电企业和众多民营企业“跑马圈地”争相有人觉得水电只占电力的20%,比例不够大,开发水电的局面,银行也踊跃投资,大中型水电工但要看到20%不是个不足道的比例,而且不要忘记程建设出现了前所未有的势头。“跑马圈地”固然水电的再生性。如果24740亿kWh的水能真能全导致人为划分势力范围和无序开发的后果,有待规部利用(实际上当然做不到),相当于每年可替代范,但另一方面也极大地促进了水电开发的速度,12.4亿t原煤,或6.2亿t原油。利用100年就是这是包括笔者在内的许多人当初难以想象的。1240亿t原煤或620亿t原油,利用200年就是第三个制约因素是我国的降水在时空分布上2480亿t原煤或1240亿t原油,远远超过我国目极不均,这对开发利用水能是不利的。降水在时间前已精确查明的剩余可采矿藏,何况水电还有提高上的不均,不仅使河流在汛期和枯水期的流量有巨电能质量、安全和大量综合利用的效益。大差别,而且还会出现连续枯水年或连续丰水年的也有人认为反正还得烧煤,水电利用并不能彻情况。当然可以修建水库进行调节,但所需库容巨底解决二氧化碳问题。其实二氧化碳排放量只要控制大,资金和移民问题都较难解决。降水在空间上分在一定数量下,是可以接受的。今后燃煤量不可能无布不均,水能集中在西部,和各地区经济发展不匹限制增长,用水电及其他清洁能源替代了一部分燃煤配,需长距离超高压送电,导致投入增加、成本提高后,就能使排放量控制在可接受范围内。而且今后人和其他许多问题。们终能研究出不排放二氧化碳的煤能利用方法,只是第四个制约因素是淹没移民问题和对环境产需要时日,开发水电正可补给人们这段时间。生的某些负面影响。开发水电离不开修坝建库,总从以上分析可知,国家制定的电力发展政策要淹没一些地,动迁一些居民,还会对生态环境带大力发展水电,优化发展火电,积极发展核电,努来某些影响。我国人多地少,生态环境脆弱,移民工力发展新能源”把水电排在第一位是深思熟虑后制作困难,这无疑要增加水电开发的难度,也许会定的一贯政策,是十分正确的。对我国来说,开发水为今后水电开发中最大的制约因素。电是不以人们主观意志为转移的必然的选择。下面拟对后面两个因素做些简单探讨5水电开发面临的制约因素5.1电网离不开水电,水电离不开电网为了解决我国降水量在时空分布上的不均匀我国水能资源虽然丰富,但开发中也面临许多问题,除了需修建必要的调节水库特别是龙头水库制约因素,有些具有共性,有些则由我国的具体情和尽量供电给附近地区外,主要的措施是将水电站况决定。纳入大电网统一调度运行。只有这样,水、火、气、核在建国初期,主要的制约因素是技术水平和装各种电源才能都在最佳位置上发挥作用,取得最大备水平。那时我们只修过几座几百千瓦到几千千瓦综合效益;水电能量才能最大程度地被吸纳利用,从的小水电站,施工机械极缺,甚至连混凝土的振捣而最大程度地降低燃煤量。为此,设置一些重复容器都没有,加上经济实力薄弱,要修建大水电站简量也是合理的直近于做梦。经过半个多世纪的奋斗,这一困难时峰度夏,正可充分期可以说已经过去,许多外国权威都认为中国工程利用中国煤化工等承担峰荷,火电师“能够在任何江河上修建他们认为需要的大坝和机CNMHG电出力少,可以担水电站”。当然,我们在创新、质量及管理上离国际任峰荷和安全备用,并安排维修,由火电、核电等承先进水平还有差距,仍需继续努力。担基荷。通过电网的优化调度,可使各种电源各得Water Power VoL 30. No 12水电发展战略水力发电2004年12月其所,水火互补,还可取得错峰效益。电网越大,越资金的工程,其移民工作就得到以严峻闻名的世界加有利于灵活科学调度。地理上的分布不均问题也银行的肯定。关键在于:一是要有妥善而切实可行可通过电网的加强、扩大直到特高压骨干电网得到的安置规划,使移民确能迁得出、稳得住、逐步能致解决。原能源部黄毅诚部长有一句名言:电网离不富,要结合大农业和城镇化改造,妥善安置,不要总开水电,水电离不开电网。道出了此中真理是走后靠、务农的一条路;二是要有合理和充足的显然,如果由各发电集团自由无序地各建电费用,在严格监督下使用,确实要100%用到移民站,就很难使各种电源合理配置,需要优化电源结上;三是要负责到底,工程投产后继续关心支持库构,并与电网建设结合,实施优化调度,所以全国的区经济发展,使移民在工程建设中受益而不是受电源和电网建设必须在国家的统筹规划和宏观调害。今后主要的水电站位于西南峡谷中,移民数量控下有序进行,以实现国家意志和全局最高利益。相对较少,当地经济落后,人民贫困,正要借水电开当前,西电东送、南北互供、全国联网、水火互济的发改变面貌,所以政府、人民都支持开发,我们不能政策,正是国家意志的体现辜负他们的支持,一定要做好移民工作。当然,我们52关于淹没和移民问题也要反对脱离国情和现实的过高要求,如果移民费开发水电需付出淹地和移民的代价,这成为用几乎成为无底洞,使水电开发在经济上无利可水电开发一大制约因素,也是许多人反对修水电站图,在实施上困难重重,企业最后只能放弃。其结果的主要理由之一。土地当然是可贵的,尤其我国人害国家、二害地方、三害自己。这是极端近视和错多地少,更宜珍惜。但许多水电工程在淹地的同时,误的做法。可以开垦出新的耕地,使下游荒滩变成良田,还可使大量低产田成为早涝保收的高产田,在负面影响6水库淤积了怎么办中仍起有正面作用;再放开来想,几千年来,随着人我国许多河流输沙量较高,在自然条件下,冲口猛增,人与水争地愈演愈剧。如湖北本为云梦泽,淤平衡。建库蓄水后,水深增加,流速减缓,泥沙必千湖之省,现在所余无几,连洞庭湖都变成了一条然要沉积在库里。因此很多同志认为水库寿命有“盲肠”,后果严重。所以国家才要平垸、退田、还限,迟早会淤满,后果极坏。三门峡水库就是例子湖,那么不妨把建库视作另一种形式的还湖,是人在多沙河流上建坝,运行初期总是入库泥沙多对水的一些退让,水库的调节性能远胜于湖泊或蓄于下泄泥沙,水库逐渐淤积,从库尾开始,逐步向坝洪区。推进。经过若干年后,达到冲淤平衡,水库就不再淤总之,有付出才有收获。为了取得水能,确要淹积。这一段历时之长短,取决于河流的输沙量、水库些地,正如城市为了建立高新技术开发区需要拨条件和运行方式。我国经数十年的研究和实践证出一定土地,甚至是单价极高的郊区良田那样(其代实,许多水库可采取“蓄清排浑”的运行方式(即在价不是淹没些峡谷中的土地可比),因此,我们要以汛期流量和沙量较大时,利用低高程的排沙泄洪孔略目光分析这个问题,不要简单地扣上“不可逆洞尽量泄洪排沙,到枯水期再把清水蓄起来)大大转的损失”而了事。当然,这绝不是说可以不重视淹减少水库淤积量,像三峡水库要运行百年后才达到地问題,应该尽一切努力减少淹地数量,可防护的冲淤平衡。科学的运行方式不仅可降低水库淤积尽量防护,临时用地要尽量恢复,要尽量造地和提量,更重要的是,在达到冲淤平衡后水库仍能保持高农田产量,争取以最少的土地代价换取最多的电定的有效库容。如三峡水库在冲淤平衡后仍有能。今后我国主要的水能资源在西南山区,与取得80%至90%的有效库容能长期发挥作用。从这个意的巨大能源相比,单位淹地量还是较少的。义上说,三峡水库的“寿命”是长久的。当然,如果水与淹地伴生且更难处理的问题是移民,而且不库条件和运行方式不利,淤积期可能较短,能保留应否认过去在“左”的思潮干扰和“改造自然、人定的有效库容可能不多,水库的调节作用将削弱甚至胜天”思想的指导下,做过许多傻事,侵犯移民权丧失,但抬高水位的功能仍在。上游库底已淤高,在益。这要引以为戒,坚决纠正,所以国家推行了“开靠近大坝处出现一个大漏斗,仿佛自然河道中有一发性移民”方针个时无韭水由站变成迳流式电站,仍移民工作十分复杂困难,那怕只有百分之几的可中国煤化工功效并无大减。黄人未安排好,也会引起他们的痛苦和社会的不安河CNMHG不是仍在正常发挥定。但事在人为,就怕不认真。真正认真负责做事,发电、灌溉和供水作用吗。具体问题应具体分析,水问题是可以解决的。像二滩、水口等利用世界银行库淤积并不总等于水库死亡。Water power Vol 30. No 12数据第30卷第12期潘家铮:水电与中国彐水咆发展战咯」7全面客观地评价水电对环境的影响予水电。水电既是清洁能源,那么不应违反常识地把水电排除在清洁能源之外,拒绝给予相应优惠。开发水电对环境会产生正负影响,过去对负面大水电的作用远远高于小水电,目前给予小水电的影响重视不够,解决不力,也是事实,所以成为一些政策没有理由不适用于大水电。水电用水发电,无人反对水电的重要理由。但把话说过头,有理也变采煤等上游行业,这对国家是大好事,其增值税自成荒谬。一段时间内,报刊上发表了一系列文章:“水应适应降低,水电既为清洁能源,就不能和严重污坝惹是非”、“反水坝运动在世界”、“大坝时代已经染环境的电能来一个同样水平的“竟价上网”,否则结束”、“水坝热的冷思考”、“修建水坝带来的困惑”就显失公平。水电是电力系统的重要调峰和保安手以反建坝、反水电为时髦。笔者认为,不提或不段,利用小时较低,就必须给以适当的容量电价和愿提水电的巨大正面贡献,不看中国的国情,完全峰荷电价。水电的充分利用,能大大降低煤耗和污跟西方国家某些人的调子,在一顶笼统的大帽子染,但水情又难预知,因此对洪水期水电和“计划外下,罗列一些负面影响和过去的失误,从而否定建水电”应扶植收购,不应拒之门外或以极低价格收坝和水电开发,既不客观全面,也是违反国家整体购。水电开发实际上也是给库区人民和地方经济的和长远利益的。发展创造条件,所以应该充分理解,相互支持,这就客观地看问题,就应该既看到建坝和开发水电需要一部翔实可行的移民法。的正面贡献,包括对生态环境的巨大贡献,也看到不幸,实际情况往往难如人意,有的甚至是背其负面影响。对于后者,具体工程各不相同,总的来道而行,为开发水电制造种种阻碍。如果说中国的讲,最大的问题是淹地、移民和淤积,这些在上面已水电开发最后并不理想,这恐怕是最大原因之简单讨论过;其次是对生态环境的一些具体影响了。例如说向水电征税的问题,听说有关部门要征如:对鱼类、景观、文物、珍稀物种、卫生、地质灾害、收“水资源使用税”,按水电行业仅仅让水从水轮机局地气候……可以列出百余项。其中有些可以减中流过,利用了其能量,既未耗用一滴水,更未污染免,有些可以补偿,有些可以拆迁保护,有的影响极半滴水,却要征收资源税,来抬高水电成本,这合理为微弱或十分遥远,其中对鱼类的影响尤为重点,吗?按此而论,什么风电、太阳能、生物能不是更应需要认真分析,下一个公正的结论,再采取有效的上资源税吗?更难想象的是,为开发水电,在山里挖措施,不要笼统地宣称影响面大和深远,一概否定。了些地下洞室来安装水轮机,听说也有人动脑筋要征收“房产税”,这真让人啼笑皆非。8水电需要国家的政策扶持水电对国家有如此巨大的效益,其开发又受到9结论与展望众多条件的制约,因此要大力和有效开发水电,特中国人民具有克服任何困难的传统和能力,我别是开发大型、巨型水电站,必须得到国家的扶持,们对我国能解决能源问题具有信心,我国的水电开不能完全寄希望于企业的盈利行为。研究世界各大发更是前程似锦。我国会妥善解决开发中出现的国的水电开发史,都会得出这一结论切问题,在2010年和2020年我国水电总装机容量所谓国家扶持,就是指国家在一定时期内,把将登上15亿kW和2.5亿kW的新高峰。2050年开发水电作为她的能源政策的一个基础,甚至是最前后,我国境内技术可开发的水能资源绝大部分将重要的国策之一,像巴西就是这样做的。我国历届得到利用,为国家的经济发展和全球的环境保护做政府都确定了“大力开发水电”,以及“西电东送,南出巨大贡献。北互供,全国联网,水火互济”的电力政策,对水电我国将同样努力地利用核能,开发风能、太阳开发起了不可估量的支持作用能、生物能和一切清洁能源,连同水能,成为支撑我但还需要更多具体政策的支持,包括税收政国能源的半片天。煤仍然是我国的主要一次能源策、融资政策、电价政策、移民政策等等。中心意思但我们将实施煤的清洁利用、高效利用、转化利用是请国家各部委和各级政府认识到水电开发对国直到实施包括二氧化碳的近零排放。家的重大作用,在各方面予以支持,而不是把其作川血海目球取得能源,和实现为利税大户,尽量从中取得好处。可中国煤化工句题。但我相信,到其实水电也并不求国家给予特殊优惠,只要求那CNMHG运行,中国仍将是给予公正的对待。例如,水电既是一次能源开发,个清洁、高效、节俭、文明的社会,因为我国实行么给予其他一次能源开发行业的政策也应同样给的是有中国特色的社会主义Water Power Vol30. 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