1977年召开的“联合国水事会议”向全世界发出严重警告:不久之后水将成为继石油危机之后的又一个深刻的社会危机。为唤起公众的节水意识,加强水资源保护,1993年1月18日,第四十七届联合国大会作出决议,确定每年的3月22日为“世界水日”。
水的重要性不言自明,除了生活用水外,生产用水对于水资源的消耗和影响更为深远。其中,对于孕育中华文明的“母亲河”——黄河流域的生态保护和治理更是受到了中央的高度关注,并在2020年和2021年连续两年出现在全国政府工作报告中。
黄河不仅是我国最重要的生态区域之一,同时也是我国最重要的能源基地和煤化工基地之一。黄河水资源总量不到长江的7%,人均占有量仅为全国平均水平的27%。水资源利用较为粗放,农业用水效率不高,水资源开发利用率高达80%,远超一般流域40%生态警戒线。因此,黄河流域“水-能”规划的重要性愈加突出。
然而,发展离不开能源。近年来,黄河流域发电用水逐年增加,其中黄河流域的火电项目更是工业用水大户。
那么,火力发电和水有什么关系呢?
火电厂的发电原理是利用热能驱动汽轮机转动发电。煤或其他燃料燃烧产生高压蒸汽,蒸汽驱动汽轮机转动,蒸汽汽轮机和发电机相连,以此产生电力。在这一过程中,发电机组需要大量的冷却水来进行冷却。其中,一部分冷却水被蒸发消耗,剩余部分冷却水要么直接被排入水源,要么进入冷却塔被循环使用,所以火电厂一般建在大型水源(水库、河流、湖泊及海洋等)附近。
根据水利部发布的《2019年中国水资源公报》可知,2019年全国用水总量6021.2亿立方米。其中,生活用水871.7亿立方米,占用水总量的14.5%;工业用水1217.6亿立方米(其中火核电直流冷却水479.3亿立方米),占用水总量的20.2%。
中国农业大学国际学院副教授柴利向《能源评论》表示,火电产业的全产业链条对水资源的影响较大。
“水资源用作冷却后,大量排放到当地水体当中,由于排放的冷却水温度相对较高,所以会造成河流排放口周边的河流温度上升。水温上升之后,水体的溶解氧下降,直接影响到水中的很多需要溶解氧生存的生物。此外,火电厂的上游,也就是煤炭的采洗链条也会消耗大量的水,并造成水体污染问题。”
2019年《黄河水资源公报》显示,2019年末较2018年同期,黄河流域大、中型水库蓄水量减少19.89亿立方米,其中大型水库增加减少19.17亿立方米;黄河流域各平原(盆地)区浅层地下水总蓄水量减少7.87亿立方米。据不完全统计,全流域已形成6个浅层地下水降落漏斗、18个浅层地下水超采区。
随着全球气候变化下极端天气的频现,黄河流域内的火电企业也将面临严峻的用水短缺风险。因此,改变黄河流域的电源结构迫在眉睫。
国家发展和改革委员会能源研究所高级顾问韩文科表示,未来几年,随着长江经济带生态廊道、黄河流域生态保护等生态工程的推进,原有的“以电定产”将转变为“以水定产”“以生态定产”。在这样的背景下,对水资源、沿岸大气及主要城市群带来生态压力的煤电项目,需要被及时调整和化解。
此外,绿色和平组织也表示,未来,除了积极推进可再生技术发展和储能技术改进,提高风能、太阳能(8.160, 0.58, 7.65%)等能够同时实现节水减碳效益的可再生能源的发电占比外,还需要加快水资源节约型社会的建设,通过水资源高效利用技术、水权市场的建立、水资源费改税等革新举措的推进,确保水资源管理制度得到最严格的实施。