气候变化“煎熬”水电

发表日期:2009-10-14 作者:闫岩 来源:《科学新闻》杂志 评论

  水电发展的确存在某些无序的问题,所以不需要给它加热,但是因为其重要性也没必要专门对其进行“降温”

  ■记者 闫岩

  9月25日12时30分, 云南省西部南涧县与凤庆县交界的澜沧江中游河段,小湾水电站首台机组正式开始投产发电。在经历了近年来陆续发生的在建水电站被叫停事件后,中国水电终于有了些扬眉吐气的感觉。

  小湾水电站是中国西电东送的标志性工程,而水电在其中发挥重要作用的西电东送工程,可以为中国带来数亿吨的二氧化碳的减排量。

  在很多专家的眼中,水电是一个毋庸置疑的清洁可再生能源,但是近年来,在应对气候变化的讨论中,水电却频频从人们广泛关注的新能源宠儿行列中掉队。


  沉默的“强者”

  对于水电在应对气候变化中的作用,国家发改委能源研究所白泉博士认为,相对于风能、太阳能等清洁能源,水电是目前技术比较成熟、并具有可靠性的能源。“各种新能源都有其缺陷,没有哪一个是完美的。水电是一个相对比较合适的能源,技术成熟、可行性比较高、可开发潜力大。我们要看到国家现在最为迫切的问题是什么,要么满足需要,要么解决问题。现在国家急需解决的是满足能源需求。”白泉说。

  不过,水电的成熟并没有让研究低碳的专家对之更加青睐

  在国家发改委能源研究所9月16日公布的一项研究报告——《中国2050年低碳发展之路:能源需求暨碳排放情景分析》中,记者看到专家们设置的几个情景分析所适用的能源结构中,水电所占比率都没有太大波动。对此,国家发改委能源研究所副所长戴彦德解释道,至2030年中国水电资源已经开发得十分充分。

  对于中国水电资源的开发潜力,白泉似乎更为激进。他介绍说,从中国目前来看,技术可开发装机容量约为6亿千瓦,经济可开发装机容量近4亿千瓦。而按照当前的发展速度估计,到2020年中国可将4亿千瓦的经济可开发装机容量开发完毕。

  但是,在中国水利水电科学研究院前院长高季章看来,水电开发完全可以进行得更慢,更有序。

  高季章说:“通常在时间上,预计到2020年可达3亿千瓦,到2030年达到4亿。但是,我们主张开发得不要太快,应该考虑到移民和生态环境的难度和复杂性,将开发至4亿千瓦的时间推迟到2050年。”

  高季章解释,今后随着人们生活水平的提高,移民的难度越来越大,随着水电的深度开发,我们面临的生态环境会越来越复杂。此外,将来对于雅鲁藏布江的开发,一方面是技术上有难题,另一方面是市场和交通制约,所以需要更长的时间。

  对于应对气候变化最成熟的清洁能源——水电都处于相当“沉默”的状况,高季章解释称:“最近水电发展很快,其主要制约在于移民和生态环保。现在的发展的确存在某些无序的问题,所以不需要给它加热,但是因为其重要性也没必要专门对其进行‘降温’。”

  而在很多“反坝”的环保人士看来,水电开发、特别是大型水电开发无助于应对气候变化。

  公众与环境研究中心主任马军就撰文指出:“对西南大江大河的过度开发正在西南地区引发高耗能产业的膨胀;而建立在廉价水电基础上的高耗能产业,给当地环境带来严重影响;而由此制造的巨量能源需求,将大规模消耗江河开发所产生的电力,直至导致新一轮电力短缺;而电力短缺又会引发更大规模的水电开发[1]。”

  不过,马军似乎并没有注意到其他新能源,特别是相对成熟的风电也同样位于中国西部,其过量供应也一样可能催生高耗能产业。他更没有辨析“巨量能源需求”与能源供给孰先孰后的问题。

  其他环保人士则直指水电开发造成的环境问题,似乎以水电开发来应对气候变化这个环境问题是得不偿失。

  而针对水电面临的争议,发改委能源研究所前所长、能源专家周大地则从中国各种能源布局的角度解说水电的重要性。他认为,中国为了应对气候变化而降低二氧化碳排放,大力发展水电和核电是必然选择。

  “考虑到高额的发电成本和传输成本,风能和太阳能即使到2020年在国家总能源供应中所占份额也很小,而水电是最现实的应对气候变化的路径。”周大地在《科学新闻》与英国大使馆文化教育处于9月11日联合组织的应对气候变化媒体峰会上强调,“中国的能源需求增长强劲,如果不能利用低碳的水电和核电,其结果必然是大建高排放的火电。”

  而对于一些环保组织提出的大坝建设影响植被环境的观点,有着多次坝区实地考察经验的高季章则说,事实上在坝区的很多地方,未开始建坝之前植被已经被破坏得十分严重了。

  被拔高的小水电

  在大坝和大水电遭到环境组织指责的同时,小水电却相当活跃。

  对于小水电,世界上暂时没有统一的划分界限及定义,通常按发电容量把小水电划分为微型(micro),小小型(mini)和小型(small)3档。在世界范围内目前存在着不同的分档方式,有的国家只有一个档次,有的国家则分为两个档次。进入20世纪80年代,中国的小水电发展持续而稳定,平均每年新增装机容量达70万千瓦左右。

  近年来,在关于水电的争议之中,有声音指出大水电不是清洁可再生能源,但是小水电则是。对此国家水电可持续发展研究中心常务副主任廖文根告诉《科学新闻》,之所以这么多人力挺小水电,是由于“一方面小水电多建在支流上,相对而言对河流生态系统的影响并不显著;另一方面小水电建设确实是可以解决一些偏远地区的用电需求,是一项有益的民生工程。当然,对小水电建设应当进一步加强管理”。

  但是,四川省社会科学院研究员张序曾在《中国环境》上发表文章称,小水电没有大水电的种种弊端且更有效率的观点是不完全正确的。

  张序认为,小水电的影响在移民、环保等某些方面可能确实比大水电要小一些,但有些弊端其实要大于大水电。除对植被的破坏外,他指出小水电存在的主要问题还有“跑马圈河”,无序开发,浪费资源情况严重。小河流缺少规划,开发商则可以随意开发。此外,一些开发商为了提高自己所投资电站的效益,不按规划建设:规划的是低坝,他改成高坝来提高调蓄能力;规划的是高坝,具有灌溉、供水等综合效益,他改成低坝以节省投资,缩短工期。

  大坝诱发干旱?

  2006年夏季,中国四川、重庆等地遭遇大旱,一些地区气温多次超过40摄氏度,最高达到44摄氏度。而三峡大坝恰恰在当年的7月18日首次开闸泄洪。许多人立即将这场旱灾与中国最大的大坝——三峡大坝联系起来,并且这种争论和指责一直延续至今。

  对于旱灾发生的原因,中国气象局许健民院士告诉《科学新闻》,2007年的干旱是整个南方地区的干旱,并不是由于三峡或是哪个大坝造成的,而是由于大气环流的原因。“从尺度上来讲,三峡是不可能引起这么大尺度的干旱的。造成干旱的原因应该是大气环流本身所致。相反,四川地区本是天府之国,没有太多的水利设施。现在,随着气候变化产生了降水的时间、空间分配的变化,这种情况下如果在四川建立一些水利、灌溉措施,干旱造成的影响就不至于太大。”许健民说。

  许健民解释说,除了将水电作为一种清洁可再生能源来看,水坝和水库应对气候变化的影响主要在于实现了水的时间和空间上的再分配。

  “排量”之争

  在水电工程不得不面对移民和环境保护双重指责的同时,指称水库会造成温室气体释放的研究给反坝者提供了新话柄。

  2006年11月英国Nature杂志报道了位于马瑙斯的巴西国立亚马逊研究所的自然保护生物学家Philip Fearnside的研究[2]。

  Fearnside等人的研究称,水库的蓄水淹没了地表的植被,而随着这些有机质在水下的腐烂,将会生成甲烷和二氧化碳等温室气体。

  Fearnside估计,一座热带水库在开始运作的头10年里所释放的碳相当于一座同等装机容量的化石燃料电站的4倍。这一研究结果的公布使得关于水电站建设的争议再次激烈起来。

  而事实上,早在1993年湖沼学家Rudd和他的同事在加拿大魁北克地区开展研究时就曾提出一种假说,称鉴于从全球范围看,所有湖泊或多或少都是大气温室气体的排放源,水库形成的“人工湖泊”应该也存在温室气体的排放问题。而随后在南美热带雨林和北美北半球温带地区监测出“显著的”温室气体释放通量等证据,使得水电站一时间成为了温室气体释放的元凶之一。

  但廖文根认为,该研究是有其局限性的。他解释称,国外水库温室气体排放“显著”的现象主要发生在陆地植被茂密的热带地区,并且这些水库在蓄水前未进行植被清除。蓄水后被淹没的大量植物逐渐腐烂并释放出温室气体。

  中国与国外的建坝过程并不完全一样,中国修建的水坝在蓄水之前要进行彻底的清库工作,即在蓄水之前将地表的覆盖物清除,所以水库蓄水后库区可释放温室气体的有机质不多,因而释放的温室气体数量十分有限。目前对一些国内的水库进行观测的初步结果表明,在中国水库的温室气体排放甚微。

  中国水利水电科学研究院前院长高季章也同意这个说法,他说:“在坝区植被很少,同时中国的木材是很宝贵的资源,所以在建坝之前,树木等都被清理得很干净,垃圾也都做了填埋处理。”

  为了能够更加深入地了解水库温室气体排放的问题,国际水电协会(IHA)和联合国教科文组织(UNESCO)联合进行了“淡水水库温室气体排放状态研究项目”。并在2000年底与加拿大魁北克电力公司联合开展研究,通过对三个试验区中水电、自然湖泊、河流、湿地为期3年的系统观测,得出的主要结论为:北温带水库温室气体释放的影响十分有限,除蓄水的头几年有较高的温室气体释放外,水电站在以后的运行期间的温室气体产出率与相同地理区域内天然湖泊\湿地和河流的排放水平相当或略低。

  而在9月19日召开的国家水电可持续发展研究中心成立大会上,国家能源局局长、国家发改委副主任张国宝表示:“我们的水电发展现在确实面临着很多争论。比如讲关于发展水电,就有一种观点:‘你们说水电是清洁能源,我看不是,它产生沼气,比你们用火力发电站排出的二氧化碳温室气体还要多呢。’这只是一句话,科学不科学,我不知道持这种观点的人,他有没有算过?我们不同意这种观点的人,有没有算过?恐怕都没算过。”

  针对这个问题,国际水电协会的主席Refaat Abdel-Malek博士在接受《科学新闻》采访时则表示,国际水电协会正在全世界组织一个专家网络,对水库温室气体排放的问题进行全面的估算。

  这个项目已经进行了一年时间,参与项目的数百名科学家并不仅限于水电领域,也不仅仅来自发达国家。

  “目前参与各方已经接受了项目的方法论。一旦我们拿出证据,就会进行广泛的评估,让水电在应对气候变化中发挥应有的作用。”Refaat Abdel-Malek说。

  参考文献:

  [1] 科学时报, 2009年2月18日, 第四版

  [2] Nature , 2006, 444: 524-525

[责任编辑:yeguiren]

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