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作者:马军 来源:科学时报 发布时间:2009-2-17 22:33:32
西南水电过度开发无助节能减排

 
编者按:西南横断山区的水电开发和环境保护并不是一个新话题。有人说,西南横断山区就像一部《红楼梦》,水电专家看到了丰富的水能资源,生态学家看到了丰富的生态多样性,地质学家看到了地质脆弱……2008年10月,全国政协和电监会联袂赴云南四川考察长江上游的水电开发和环境保护情况,摸清长江上游的水电分布情况和存在问题。西南的江河发生了哪些变化?西南水电开发的动力何在?是否对当地的环境资源承载能力带来了挑战?水电开发是否给水电移民带来诸多艰辛?……对这些问题,本报将刊发系列文章进行探讨。
 
改革开放30年间,中国经济取得了举世瞩目的发展,但经济增长模式未能得到根本转变。资源扩张型的增长模式,一方面给脆弱的生态环境带来了沉重的压力,另一方面加剧了能源供应的紧张趋势。加之近年来国际石油价格攀高,促使规模庞大的社会资本进入能源行业,极大地拉升了中国的能源开发强度。
 
在诸多能源来源中,中国的水电开发正以史无前例的速度推进。截至2004年,全国水电装机容量已达1亿千瓦,居世界第一位,而目前的计划,是到2020年将这一规模提升到3亿千瓦左右。中国正在开发和尚待开发的水电资源主要在西南地区,那里的大江大河及其支流正在经历前所未有的梯级开发,其环境和社会影响已开始显现,并引发了广泛的社会争议。
 
主张大力开发者的主要论点,一是中国水电的开发程度还很低,因此需要大力开发;二是西南水电可以弥补中国东部发达地区的电力短缺,以水电替代大量的火力发电,将有力促进污染控制和环境保护。
 
在西南地区调研过程中我们发现,由于水电缺乏调节能力等固有的缺陷,对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。这一“面多了掺水,水多了加面”式的水电开发模式,将使国家在高污染、高消耗的扩张型发展道路上越走越远。
 
高耗能缘何与水电如影随形
 
提到水电开发,人们熟悉的是壮观的大江截流,雄伟的大坝,绵延的输电线路,飞转的水轮机组,很少把水电开发和高耗能产业联系起来。“高耗能”产业涵盖铁合金、电解铝、钒钛、电石、烧碱、水泥、钢铁、黄磷、工业硅、多晶硅、电解锰、锌冶炼等产业,其共同的特点就是在生产过程中需要大量消耗能源,尤其是电力。事实上,在很多西南地区,水电开发形成的廉价电力,催生了大量的高耗能产业。从湘西、鄂西到陕南、甘南,直至云南、广西、贵州的广大区域,水电开发激发高耗能产业发展的情形比比皆是。
 
西南地区选择高耗能产业来配合水电开发,并非政策失误或规划不当,更不应简单归结为一时头脑发热,它首先是由水电丰枯季发电不均的特性决定的,有其必然性。水电主要依赖江河的落差发电,发电量在很大程度上取决于江河的来水量。而中国属典型的季风性气候,降雨高度集中于夏秋两季。这决定了水电站的来水在雨季和旱季差别普遍很大,给水电调节性带来了很大挑战。水电界提出的解决办法,是进行梯级开发,同时修建高坝,特别是要建设具有巨大库容的龙头水库,通过蓄积足够水量来人工调节。
 
而西南地区,特别是青藏高原的东南缘,山高谷深,虽然从工程角度看适合进行水电开发,但峡谷过于狭长逼仄,多数水库只能建成河道型水库,即使建设高坝,也难以获得巨大库容。以金沙江中下游为例,从虎跳峡至宜宾的千里江段,几乎都在峡谷间穿行,因而,规划中的虎跳峡水库之下的11座大型干流水电站都因库容不足而难以有效承担龙头水库的调节作用。
 
在崇山峻岭间,一些江段较为开阔,形成较多滩地,还有少数开阔坪坝,在这些地区的下游建坝,将有可能形成较大库容。然而,由于这些河滩和坪坝都是当地珍贵的土地资源,其中不少成为当地经济、文化中心。一旦建坝,回水淹没这些地区,会给当地造成极大的经济损失。移民安置的困难和潜在的高成本反过来制约了大库容龙头水库的建设,进一步恶化了水电调节性能差的缺陷。
 
以水电装机为主的四川电网就深为调节能力不足所累。截至2004年底,四川省全口径发电装机容量达到2038万千瓦,其中火电681万千瓦,占33%;水电1357万千瓦,占67%。在水电中,具有季以上调节能力的仅有410万千瓦,仅占水电总装机的30%左右,其余均为调节能力很差甚至没有调节能力的径流式电站。这种电源结构性矛盾,造成电力电量“又多又少”的矛盾突出。在这样的情况下,西南水电站在雨季来水量巨大,大大小小的电站都希望开足马力发电,以创造效益。但这样常常造成短期电力供给过剩,电能无法消纳,因此雨季时不得不大量“弃水”,水电效益难以最大化,甚至可能陷入亏损。
 
水电装机容量的快速增长也直接导致利用效率下降,对此地方政府和电力开发商希望通过建设高耗能产业在当地大量消耗电能,既催生新的产业扩张,又大大提升装机容量的利用率,增加水电产业效益。
 
高耗能产业跟随水电开发急剧扩张的另一个原因,则是水电供给和电力需求间的阶段性不吻合。水电产业的发展规模,理论上讲和国民经济对电力的需要是直接相关的。然而,国民经济的发展通常不是匀速的,出现周期性的扩张——收缩——扩张是正常现象。同时,虽然国民经济从长期看呈现较快增长态势,但经济增长和能耗的增长间也并非总是一致的。而水电产业恰恰是一个前期投资巨大、勘探建设周期长的产业,因而在需求预期基础上规划建设的水电站,在其建成时有可能遭遇需求的低潮期。一旦形成这样的局面,则水电开发巨大的投入将使其陷入经济困境。而建设高耗能产业,就会成为相关方面摆脱自身困境的手段。
 
二滩水电站案例就突出反映了这一问题。在四川省严重缺电背景下规划建设的二滩电站,总装机容量为330万千瓦,总投资285亿元,是雅砻江梯级开发建设的第一座水电站。而1999年12月工程建成时,遭遇外部电力市场疲软,同时在水电工程的漫长工期中,四川本地其他电源项目已经陆续完工投产,造成二滩电量难以全部上网,被迫大量弃水,投产两年间亏损竟达12亿元。
 
四川省委、省政府在2001年6月印发《中共四川省委、四川省人民政府关于加快水电支柱产业发展的意见》,将“积极支持发展高耗能工业,努力提高全省用电消费水平”作为总体思路的一部分。在提出“十五”水电建设投资300亿元的同时,该文件提出要“兴建多晶硅、工业硅、电解铝、铁合金、钒钛、化工产品等一批高耗能项目”。
 
为“积极开拓电力市场,优先消纳水电”,四川省于2001年提出要“继续完善和执行已制定的鼓励高能耗产品和城乡居民用电的优惠政策,鼓励省内电力消费。而距二滩水电站最近的攀枝花市,更早就获得了电价优惠政策。2000年四川省政府决定,今后在攀枝花投资的高耗能产业电价每千瓦时不超过0.2元。在优惠电价的支撑下,黄磷厂等大批高耗能企业被吸引到攀枝花市。
 
从优惠电价到电冶结合
 
为鼓励用电,四川省物价局在2000年发出调整四川电网销售电价的通知,要求对高耗能产品用电执行优惠电价。当时在四川一些地区,高耗能企业的用电价格,甚至低于居民生活用电的电价。
 
优惠电价给高耗能产业落户西南创造了条件,但优惠供电电价毕竟压低了水电站的上网电价,从而影响了水电效益。为追求更大效益,水电和高耗能产业开始走向联合,而合作的第一步是电力直供。1999年二滩电站即开始向川投电冶黄磷厂直供电力,成为直供最早的探索者之一,其过网费按每千瓦时0.05元执行。
 
2003年8月12日《中国电力报》的一篇文章,透彻地分析了电力直供给水电企业和高耗能企业带来的巨大利益:“发电企业成了独立的市场主体后,必然要寻求更多的经济增长点,直供即为一个简捷的途径。对发电企业来说,直接销售的电力价格高于上网电价,利润当然就会增加一块。以宜昌直供为例,当时宜昌大工业用电电价为0.409元/千瓦时,而直接电价为0.25元/千瓦时,卖给国家电网的上网电价为0.102元/千瓦时,如按合同每年给载电工业区供电10亿千瓦时,葛洲坝电厂可增收1.5亿元。面对如此的厚利,谁能不动心?利益格局中的另一端是用电企业。正因为得到了电厂低于市场30%多的低价电承诺,年用电量约3亿千瓦时的7家高耗能项目在宜昌试验区落户。按承诺的电价,整个工业区可减少1.59亿元支出,这为高耗能企业带来相当大的获利空间。”
 
随着水电业的进一步扩张,一些水电企业甚至不满足于电力直供,它们开始直接投资高耗能产业,形成所谓的“电冶结合”。而这一努力得到了当地政府的支持。四川省人民政府2001年6月7日提出:要“实现‘电冶结合’,积极发展高耗能产品,形成水电产业链,努力提高全省电力消费水平。”在政策支持下,很多电力企业参股高耗能企业,甚至形成了像四川省投资集团有限责任公司(简称川投集团)这样横跨水电与高耗能产业的巨型企业。
 
作为每吨耗电近1.5万度的耗能大户,电解铝产业也同样寻求走电冶结合之路。而生产一吨黄磷需耗电1.4万度左右,黄磷同样因“磷电结合”而在西南大行其道。近10多年来,中国的黄磷工业迅猛发展,2004年云、贵、川、鄂四省黄磷产能已占全国总产能的90%以上。中国已成为世界上黄磷第一大生产和出口国。
 
电冶结合的模式有力地刺激了高耗能产业的发展。据2003年《中国冶金报》的一篇文章透露:“国内有1/4以上的铁合金厂不同程度地与当地电力部门联姻或有电力支持背景,使得在当今电力供应相对紧张的情况下,铁合金厂仍保持良好业绩”。
 
西电东送与西电西用
 
西电东送是国家战略工程之一。在很多人的意识中,南方区域内的西电东送主要是把西部的水电输送到东部,弥补东部地区的电力缺口,并替代东部一部分煤电以减轻污染,这成为支持西南地区大规模水电开发的一个重要动因。
 
西电东送战略实施以来,确实有大量的水电被输送到东部沿海发达地区,促进了当地社会经济的发展。据统计,从1993年到2004年9月底,广东共接收西电1001.89亿千瓦时。据南方电网规划,“十一五”和“十二五”期间,西电东送将分别新增向广东送电能力1000万千瓦。西电缓解了广东一次能源缺乏、电力供应紧缺的困难。
 
然而,高耗能产业在西南地区急剧扩张,在拉升当地GDP高速增长的同时,其电力消耗也在扩张。在丰水期优惠电价刺激下急剧扩张的高耗能产业,成为促使许多西南水电重镇在短短几年间重新陷入枯水期电力短缺的重要因素之一。从2004年起,枯水期缺电重新成为西南地区的普遍现象。2004年10月,贵州省水力发电量将从丰水期的5000多万度下降到2000万度左右,加上电煤短缺的原因,机组被迫停机或减负荷运行。到2007年,在水电装机容量大幅度提升的情况下,水电“王国”四川省却出现严重电力短缺。
 
水电高耗能产业的发展与西电东送的规划之间是否有矛盾?继续发展下去,是否会导致西南地区大上调节能力更好的煤电项目?
 
西电东送早已为人耳熟能详,但“西电西用”恐怕很多人还不甚了了。早在2001年,就已经出现了“西电西用”的概念,即通过电能的就近落地,将电能直接转化为载电的原材料,通过载电产品的形式实现西电东送。
 
二滩电力落地攀枝花高耗能产业,实际上就是大规模西电西用的开端。川投电冶总经理张铭泰2001年称,“要在确保西电东送的大前提下,就地落电,在既有冶金工业基础上,大力发展磷化工、钛化工、盐化工、硅化工等产业,进而由无机化工向有机化工和精细化工深度发展,建立起高能耗的化工产业群。”
 
之后,西部高耗能产业蓬勃兴起,枯水期电力日益短缺,在此背景下,西南一些地区更加鲜明地提出了“西电西用”的问题。贵州省黔西南州州长在2005年向省领导汇报工作时,提出“请求帮助解决‘西电西用’问题”。同为西电东送重要基地的广西壮族自治区也于近期提出了要将龙滩电站全部电力留在当地,来支持电解铝发展。
 
西电西用这一思路对西南地区有强大的吸引力,有多个原因。首先是希望解决电力供求关系的周期性波动给西南地区带来的季节性和周期性缺电。其次,虽然西南水电的发电成本常常低于广东等地区的火电,但由于水电站与东部负荷中心间距离遥远,长距离输电成本高,为了能保证西电东送价格低于东部电价,则西部地区获得的利益势必降低。为增加收入,创造税源,西南地区自然希望将水电在当地多落地;而大规模开发高耗能产业,就成为西电西用的前提。
 
随着西南水电开发的主战场进一步向大江大河的上游推进,新的水电基地将进一步远离电力负荷中心。跨越千山万水将电力输送到东部地区的成本势必更高。而为了能保证西电的价格优势,东送电力的利润势必更低。
 
事实上,远离东部电力负荷中心的水电大省云南,已经开始向东南亚国家出口电力。据报道,云南省从2004年开始向越南出口电力,2007年预计送电量23.3亿千瓦时,收汇将达1亿美元以上。
 
据云南省商务厅研究人士撰文指,对越南的电力出口目前已经成为云南的一项长远项目,2006年,云南、广西又与越南签订了5亿美元的电力供应合同。至于水电开发可能给云南带来的影响,该文称“但对于发展总要付出代价、对云南的电力发展选择而言,兴建新水电总体是利远大于弊的”。
 
水电过度开发刺激西南煤电膨胀
 
今天,水电过度开发引发的环境和社会问题已经逐渐为社会所认识,但在很多人看来,水力发电本身是清洁的,既不会排放本地污染物,其温室气体的排放量也通常大大低于火电,因而有助于应对全球气候变化。因此,很多人在电源建设的权衡中都倾向于大力开发水电。
 
水电开发形成的巨大电能如果能够大量替代煤电,当然存在有利于环境保护的一面,值得在利弊权衡中加以认真地考虑。但水电开发人为刺激了西南高耗能产业的膨胀,进而推高了中国高耗能产品在世界的份额,被消耗于西南高耗能产业的增量用电的这部分水电显然不能算作是替代了中国煤电的消耗。
 
而令人意外的是,水电开发甚至有可能导致更多煤电的上马,恶化节能减排形势。丰水期的富余电能吸引高耗能产业落户西南地区;而到了枯水季节,电力供应不足,不得不对这些能耗大户实施限电。这些高度依赖电力维持其运营的企业,经济上势必遭受损失。而这些当地能耗大户,也常常是当地利税来源。于是,建设枯水期水电调节电源就成为开发商和地方政府的共同目标。由此,西南很多水电富集区将目光锁定到更加稳定的煤电建设上。
 
以攀枝花为例,这座紧邻二滩水电站的城市,煤炭需求量反而在加大。2005年全市生产原煤998万吨,消耗原煤1491万吨,在现有工业结构条件下,攀枝花煤炭生产能力已经满足不了全市对煤炭的需求,出现“群鸟争食”的局面,攀钢煤炭库存频频告急,煤炭供应成为全市工业经济发展的瓶颈。
 
西电东送的西南通道被很多人看作是西南水电的主要归宿,但实际上,广东等地用到的大量西电并非西南水电,而是西南的火电。由于临近广东的区位优势,贵州是南方电网西电东送的主力。“西电东送”工程实施以来,全省原煤产量从“九五”期末的3000多万吨增加到上年的1.07亿吨,煤炭生产能力5年新增6732万吨。为了保证到2010年每年有1000万千瓦以上电力可以稳定地送往广东及周边省区,贵州省力求“水火互济”,首批和第二批开工的电源项目,火电项目的装机容量都大大超过水电。
 
至2004年底,云南省总装机容量1171万千瓦,其中水电731.5万千瓦,占总装机容量的62.4%。然而,在水电开发加速进行的同时,云南省的火电产业也在高速扩张。2006年云南省水电发电355.72亿千瓦小时,而火电发电量达到397.91亿千瓦小时,比2005年猛增44.7%。
 
身处西电东送前沿的广西,近年来也在大力发展火电厂。据《经济观察报》报道,2006年在建、上报和规划的火电项目就高达2004年底广西火电装机容量的2.8倍,是2004年发电总装机容量的1.36倍。该报引述专家的观点是:广西电源结构不尽合理,水火电比例不协调,水火电装机比例为54 : 46,水电调节能力较差;因此,广西电网必须有较大比例的火电容量来保证电网电力平衡,以防止枯水期或用电高峰时段出现电力短缺。
 
高耗能引发高污染
 
水电本身虽然不涉及到污染排放,但水电所催发的高耗能产业不但能耗高,而且其中很多产业污染排放也很严重。诸如电石、黄磷等产业,由于能耗高、污染重,国外产量已经很少。而随着水电开发在西南各省的展开,大量高耗能产业被吸引到西南电力富集区,在给当地的电力供应带来巨大压力的同时,更在当地造成了严重污染。近几年来在西南大江大河流域考察的过程中,除了为密集的水电项目所震惊,也惊异于峡谷里那一座座喷云吐雾的企业。其排放常常足以把这些原本山明水净的峡谷搞得乌烟瘴气。
 
在最早尝试水电高耗能发展模式的攀枝花市,高耗能企业已经给当地环境造成了严重影响,甚至已经威胁到当地人民的健康和安全。川投电冶公司黄磷厂每年6万吨生产规模,居全国第一,但每生产1吨黄磷,会产生7吨废渣,污染还包括每年产生的15600万立方米黄磷尾气。工厂选址在二滩水电站大坝下游8公里处。2002年该企业泥磷池挡墙垮塌,冲天的烟雾造成附近居民争先恐后地逃走,盐边一夜空城。之后的几年间该企业又多次发生事故,导致严重污染事件。
 
川投电冶黄磷厂只是攀枝花高耗能产业污染的冰山一角。急于发展高耗能产业,造成这个位于长江上游金沙江畔的城市污染大量排放。攀枝花每年发生的工业固废约占中国每年工业固废发生量的8%,而同期GDP仅占全国1.4%。2005年,攀枝花GDP仅为248亿元,工业固体废弃物发生量却高达4000多万吨;而年度GDP达万亿元的广东省,每年固体废弃物发生总量却不到2000万吨。攀枝花地区污染物排放总量大大超过环境自净能力。2004年攀枝花市环境空气质量为劣三级,曾被列入中国“十大污染城市”。
 
西南地区是大江大河的上游甚至源头地区,水电过度开发已经对河流生态造成了严重的负面影响,将对本地和下游地区的用水质量带来影响。而随之兴起的粗放型高耗能产业建设,不但会对当地的环境造成严重污染,而且大量的有毒有害物质包括重金属,都会随冶金、化工废水排入江河中,流毒将波及下游人口。控制高耗能产业的污染排放,事关千万人的水源安全,不可不详查。
 
水电经济可开发量:
 
被高估的分母?
 
为实现节能减排,从2004年起,中央政府就力图遏制高耗能产业过快发展,然而,直到2007年4月,国家发改委发现 “14个省份以实行发供电联动、协议供电、大用户用电直供、竞价上网等名义自行出台了对高耗能企业的优惠电价措施。”这些省份中包括西南地区各水电大省,它们不执行国家的宏观调控政策,也是基于对水电开发形势的冷静判断:近几年水电投资持续猛增,水电项目集中上马,一旦大量水电站集中完工投产,可以预见将有可能在水电富集区出现电力过剩;因此有必要“未雨绸缪”,大力吸引高耗能项目落户西南。
 
要防止这样的“理性行为”破坏国家的宏观调控和节能减排战略,就要从控制水电的过度开发入手,把消除刺激高耗能产业膨胀作为一个重要动因。然而,恰恰在水电开发的程度问题上,存在着不同的认识。主张水电开发的一方认为,中国的水电开发程度非常低,还应该大力开发。根据2005年11月发布的全国水力资源复查结果,我国水力资源理论蕴藏量、技术可开发量、经济可开发量及已建和在建开发量均居世界首位,而水电经济可开发装机容量竟超过4亿千瓦。
 
所谓经济可开发量,是指河川或湖泊在当前技术经济条件下,具有经济开发价值的资源量,即与其他能源相比具有竞争力、且没有制约性环境问题和制约性水库淹没处理问题的水电站。当前水电开发高指标的制定,很大程度上是建立在中国水电开发程度很低的结论上的;而开发程度的结论之所以如此之低,和经济可开发量这个分母异常巨大直接相关。但中国水电的经济可开发量真的有这样大吗?水电经济可开发量的计算要依据三个评价指标,即生态环境评价、水库淹没影响评价以及经济评价。鉴于水电开发已经对生态环境造成严重影响,给移民带来巨大痛苦,从这两个指标看已经是过度开发。但从第三个指标,即经济评价上,究竟怎样评价西部水电的开发程度呢?
 
中国电力企业联合会2006年的一篇文章,从保障供电安全的角度,提出了判断西部水电开发经济性的一系列重要考量,即:水电站的经济性不是表现在单位千瓦投资大小,关键是要看水电站的实际经济效益;要避免片面强调水能资源的充分利用,因为季节性电能的充分利用有时可能得不偿失;不要对东部地区消纳西部水电季节性电能寄予过高的期望;要“仔细研究水电站的设计保证率,要认真吸取四川、湖北枯水季节出现缺电和拉闸限电的教训,在大规模的‘西电东送’实施之后,如果发生枯水年,受影响的将不是几个省,而是大半个中国”。基于这样的原则去看待西部水电开发,则许多远离需求中心、调节能力差而装机容量巨大的水电站未必是经济的,这就意味着当前巨大的水电经济可开发量应该重新评估。
 
但是,只要同步建设高耗能产业,人为制造巨大的电力需求,本来不经济的水电项目在经济上就可以变得合理。以此作为动力,就可以进一步向更加遥远的西南腹地推进,向大江大河的源头推进,“面多了掺水,水多了加面”,在一波接一波的水电加高耗能产业的大开发中,将世界上主要的高耗能产业吸引到中国的西南地区,最终将中国的大江大河的中上游峡谷河段梯级水库化。这一开发模式不只将会影响河流生态、百万移民以及自然和文化遗产,它将会直接影响中国的能源安全和污染控制,阻碍节能减排战略目标的实现。因此,将水电开发控制在适度范围,不但是环境保护的问题,更是转化发展模式的问题。
 
令人欣慰的是,中央已经注意到平衡水电开发和环境保护,在《中国国民经济和社会发展“十一五”规划纲要》中明确提出要“在保护生态基础上有序开发水电”。而要遏制过度开发,就必须严格执行《环境影响评价法》,实施基于环境信息公开和公众参与的新型决策机制,切实将水电项目的多方面影响带入决策考量,以民主决策保证科学决策,才能最终实现对水资源的可持续利用。
 
(作者系公众与环境研究中心主任)
 
《科学时报》 (2009-2-18 A4 观点)
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