水能资源是我国履行温室气体减排承诺的重要保障

9月22日,中国国家主席在联合国气候变化峰会上郑重表示,中国将进一步把应对气候变化纳入经济社会发展规划,大力发展可再生能源和核能,争取到2020年非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右。我国的这一承诺,将极大推进全球的温室气体减排进程,并因此获得了国际社会的广泛关注。今年以来,中国水力发电工程学会承担完成了“关于水电的绿色能源特性的研究”。该项研究的成果表明:水能资源将成为我国履行减排承诺的重要保障。
减排温室气体
为什么要降低化石能源的比重
众所周知,在地球日常进行的碳循环中,森林的覆盖率会对空气中的二氧化碳浓度有较大影响。森林中的树木在生长过程中,不仅会通过光合作用将大量的二氧化碳转换为氧气,而且其树干、根系本身和周围的土壤中也会保持大量的有机碳。因此,研究发现,森林在地球碳循环中起着巨大的碳汇作用。一方面,由于受到地球人口膨胀对土地需求的影响,想让全球森林覆盖率大幅提高几乎没有可能;另一方面,由于人类环保意识的提高及对森林作用的重视,虽然全球局部地区的森林覆盖率可能会有所减少,但总体的变化幅度也并不会太大,不足以构成对整个世界碳循环的巨大威胁。
在工业化之前,由于人类还没有能力大规模开采煤炭、石油。因此,人类活动对地球碳循环的影响是极其有限的。但是,当人类学会了开采利用煤炭、石油这些矿物化石能源之后,现代社会对能源的巨大需求导致大量的化石能源被燃烧。燃烧过程中不断产生出二氧化碳和其他温室气体,使得原来沉积在地下的碳元素大量地释放到空气中。按照目前世界能源的开采、消耗速度,没有一种矿物化石能源储量还能够让人类再使用200年。也就是说,在最近这几百年的时间内,人类几乎开采出了数亿年来积累在地下的全部化石能源,释放出了埋藏于地下的绝大部分碳元素。
根据美国《科学》杂志刊发的一篇研究报告:如果人类将地球上所有的矿物资源耗尽,大气中二氧化碳的含量将增加到3亿年前古生代晚期时2000ppm的水平。这说明快速、过量地释放埋藏于地下的化石能源,就是地球温室气体排放问题的本质所在。这会使得地球在较短的时间内,迅速恢复到几亿年前的气候水平,并很可能引起冰山融化、气候异常、大量土地淹没在海平面之下的灾难。
我国资源禀赋决定
替代化石能源的主力只能是水电
国家能源局局长张国宝最近指出:“非化石能源在一次能源消费中的比重要达到15%的话,这实际上是一个很高的指标。”2008年中国非化石能源在一次能源结构中的比重仅为9%。今年上半年,尽管中国新投产电力装机中清洁能源达到了11Gw,占全部新增容量的33.45%,但是由于我国目前化石能源的比例过高,即使按照目前的趋势发展下去,我国还是难以实现所承诺的减排目标。因此,今后几年我国必须继续加快开发水电、核电以及其他非化石能源。
根据国际社会的普遍经验来看,目前真正能够大规模替代化石能源的只有水能和核能。而相对于我国水能资源世界第一和铀矿相对贫乏的资源禀赋现状来说,水能的作用又要远远超过核能发电。目前,我国已建成运行11个核电反应堆,总装机容量9.1Gw;在建核电机组24台,总装机容量25.4Gw,是世界上核电在建规模最大的国家。预计到2020年,中国核电装机有望达到75Gw。届时,我国的核能年发电量将有可能达到4500亿度。然而,核能发电的这个目标数字,与2008年我国水电发电量5633亿度相比,仍然还有较大差距。显然,由于受到核能资源不可再生性的局限,我国大幅度地替代化石能源的最主要出路,只能在于加速可再生的水能资源的开发利用。
制约我国水电开发的阻力
是宣传错位
我国的水能资源总量约为6万亿千瓦时,技术可开发量为2.47万亿千瓦时,经济可开发量为1.75万亿千瓦时。如果折合成原煤,我国的水能蕴藏总量大约相当于每年30亿吨原煤,技术可开发量约为13亿吨原煤,经济可开发量接近9亿吨原煤。这个数字还不包括那些河流的水能蕴藏量在1万千瓦以下的小水电资源。目前,我国已经得到开发利用的水能还不到3亿吨/年,开发利用程度约为经济可开发的32%,技术可开发的23%,我国水能开发利用的比例要比发达国家低得多。水能利用程度和我国经济发展阶段的巨大差距,造成了我国经济发展不得不大量依靠煤炭。如果我国也能达到目前国外发达国家普遍的70%~90%的水能利用度,每年水能资源至少应该提供相当于9亿~12亿吨煤炭的清洁能源。
尽管我国水利部部长陈雷曾一再强调:“随着世界能源消费需求的持续增长和全球气候变化影响的日益加剧,世界各国都把开发水电作为应对气候变化、实现可持续发展的共同选择。目前,水力发电满足了全世界约20%的电力需求,有55个国家一半以上的电力由水电提供,其中24个国家的这一比重超过90%。”但社会上还经常会有一些极端环保组织误导社会,阻碍水电开发建设。这导致一些水能资源丰富地区的经济发展受到制约,水电建设的移民等问题也变得十分被动,最终在全社会形成了一种制约水电发展的恶性循环。
根据我国成功开发建设三峡工程的经验,应该充分相信我们的制度优势和执政能力,只要认识到位、方法得当,我国极其丰富的水能资源一定能发挥出巨大作用。我们对国际社会温室气体减排的庄严承诺一定能够实现。

(来源:《科学时报》2009-09-30)