能源利用及其污染物控制

21世紀(jì)中國水電發(fā)展前景展望杭州電子科技大學(xué)摘要：進(jìn)入21世紀(jì),國家制定了優(yōu)先開發(fā)水電的方針,水電建設(shè)迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇.在介紹我國水力資源總量及其分布情況、水力資源在能源結(jié)構(gòu)中的地位的基礎(chǔ)上，分析了我國水電開發(fā)現(xiàn)狀，對2020年我國常規(guī)水電、抽水蓄能發(fā)展目標(biāo)，以及2020年至2050年水電開發(fā)前景、“藏電外送”和新世紀(jì)水電科學(xué)技術(shù)發(fā)展前景進(jìn)行了展望，并提出了實(shí)現(xiàn)我國水電可持續(xù)發(fā)展的若干戰(zhàn)略措施。關(guān)鍵詞：水力資源；能源結(jié)構(gòu)；水電開發(fā)；水電規(guī)劃；抽水蓄能；水電科學(xué)技術(shù)；可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；水力資源作為可再生清潔能源，是中國能源的重要組成部分，在能源平衡和能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展中占有重要地位。進(jìn)入21世紀(jì)，國家從經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、能源的可持續(xù)供應(yīng)、環(huán)境保護(hù)，以及西部大開發(fā)等方面考慮，制定了優(yōu)先開發(fā)水電的方針，水電建設(shè)迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。21世紀(jì)，尤其是,21世紀(jì)前葉，水電發(fā)展必將進(jìn)入黃金時(shí)期。1中國水力資源概況1.1水力資源總量中國幅員遼闊，國土面積達(dá)960萬平方公里，蘊(yùn)藏著豐富的水力資源。根據(jù)最新水力資源復(fù)查結(jié)果，我國大陸水力資源理論蘊(yùn)藏量在1萬kw及以上的河流共3886條，水力資源理論蘊(yùn)藏量年電量為60829億kw·h，平均功率為69440萬kw；理論蘊(yùn)藏量1萬kw及以上河流上單站裝機(jī)容量500kw及以上水電站技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量54164萬kw年發(fā)電量24740億kw·h，其中經(jīng)濟(jì)可開發(fā)水電站裝機(jī)容量40179.5萬kw年發(fā)電量17534億kw·h，分別占技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量和年發(fā)電量的74.2%和70.9%。1.2水力資源在能源結(jié)構(gòu)中的地位常規(guī)能源資源包括煤炭、水能、石油和天然氣，我國能源資源探明（技術(shù)可開發(fā)量）總儲量約8450億t標(biāo)準(zhǔn)煤（其中水能為可再生能源，按使用100年計(jì)算），探明剩余可采（經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量）總儲量為1590億t標(biāo)準(zhǔn)煤，分別約占世界總量的2.6%和11.5%。我國能源探明總儲量的構(gòu)成為原煤85.1%、水能11.9%、原油2.7%、天然氣0.3%，能源剩余可采總儲量的構(gòu)成為原煤54.1%、水能44.6%、原油2.9%、天然氣1.1%。我國常規(guī)能源資源以煤炭和水能為主#水能僅次于煤炭，居十分重要的地位。如果按照世界有些國家水力資源使用200年計(jì)算其資源儲量，我國水能剩余可開采總量在常規(guī)能源構(gòu)成中則超過60%。由此可見#水能在我國能源資源中的地位和作用。能源節(jié)約與資源綜合利用是我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的一項(xiàng)長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針?！笆晃濉逼陂g和今后更長遠(yuǎn)時(shí)期，國家把實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略放在更加突出的位置，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，保持社會經(jīng)濟(jì)與資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。優(yōu)先發(fā)展水電#能夠有效減少對煤炭、石油、天然氣等資源的消耗，不僅節(jié)約了寶貴的化石能源資源#還減少了環(huán)境污染。1.3水力資源分布由于我國幅員遼闊，地形與雨量差異較大，因而形成水力資源在地域分布上的不平衡，水力資源分布是西部多、東部少。按照技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)，我國西部云、貴、川、渝、陜、甘、寧、青、新、藏、桂、蒙等12個(gè)省（自治區(qū)、直轄市）水力資源約占全國總量的81.46%，特別是西南地區(qū)云、貴、川、渝、藏就占66.70%；其次是中部的黑、吉、晉、豫、鄂、湘、皖、贛等8個(gè)省占13.666%；而經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)!用電負(fù)荷集中的東部遼、京、津、冀、魯、蘇、浙、滬、粵、閩、瓊等11個(gè)?。ㄖ陛犑校﹥H占4.88%。我國的經(jīng)濟(jì)東部相對發(fā)達(dá)、西部相對落后，因此西部水力資源開發(fā)除了西部電力市場自身需求以外，還要考慮東部市場，實(shí)行水電的“西電東送”。我國水力資源富集于金沙江、雅礱江、大渡河、瀾滄江、烏江、長江上游、南盤江紅水河、黃河上游、湘西、閩浙贛、東北、黃河北干流以及怒江等13大水電基地，其總裝機(jī)容量約占全國技術(shù)可開發(fā)量的,5.9%。特別是地處西部的金沙江中下游干流總裝機(jī)規(guī)模5858萬kw·h，長江上游干流3320萬kw，長江上游的支流雅礱江、大渡河以及黃河上游、瀾滄江、怒江的裝機(jī)規(guī)模均超過2000萬kw，烏江，南盤江紅水河的裝機(jī)規(guī)模均超過1000萬kw。這些河流水力資源集中，有利于實(shí)現(xiàn)流域!梯級!滾動(dòng)開發(fā)#有利于建成大型的水電基地，有利于充分發(fā)揮水力資源的規(guī)模效益，實(shí)施“西電東送”。2水電開發(fā)現(xiàn)狀及規(guī)劃2.1水電開發(fā)現(xiàn)狀建國以來，我國十分重視水電建設(shè)。雖然由于歷史、資金及體制等因素，水電建設(shè)曾出現(xiàn)起伏，呈現(xiàn)波浪式前進(jìn)的態(tài)勢，但50多年來水電也獲得了可觀的發(fā)展，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高做出了巨大貢獻(xiàn)。建國初期，水電建設(shè)主要集中于經(jīng)濟(jì)發(fā)展及用電增長較快的東部地區(qū)，大型水電站不多。20世紀(jì)50年代末，開始在黃河干流興建劉家峽等大型水電站，但仍以東部地區(qū)的開發(fā)建設(shè)為主，西南地區(qū)豐富的水力資源尚未得到大規(guī)模開發(fā)，水電在電力工業(yè)中的比重逐步下降。改革開放以來，國家把開發(fā)西部地區(qū)水力資源提到重要位置，尤其是提出“西電東送”戰(zhàn)略以后，西南地區(qū)豐富的水力資源逐步得到開發(fā)利用。除長江干流上三峽水電站外，在長江重要支流雅礱江、大渡河、烏江上均已建成或正在建設(shè)巨型水電站，黃河上游龍羊峽至青銅峽河段、瀾滄江、南盤江、紅水河均已建成或正在建成一批百萬kw以上的骨干水電站。這些河流或河段水力資源的開發(fā)，為西部大開發(fā)和“西電東送”拉開了序幕。2.22020年水電發(fā)展目標(biāo)(4)在高邊坡穩(wěn)定技術(shù)方面，進(jìn)一步進(jìn)行水電工程邊坡資料的登錄工作，為工程設(shè)計(jì)和施工提供了重要的參考依據(jù)。開發(fā)邊坡工程地質(zhì)條件的新型快速勘探技術(shù)，提高工程地質(zhì)勘測精度和水平。開展復(fù)雜地質(zhì)條件下邊坡的失穩(wěn)機(jī)理研究，開發(fā)和完善適用于不同失穩(wěn)模式的邊坡穩(wěn)定分析配套軟件，尤其是在復(fù)雜邊界條件下的三維分析軟件系統(tǒng)，為分析評價(jià)和處理提供依據(jù)。進(jìn)一步研究和探討邊坡加固處理技術(shù)，尤其是各種加固處理措施的作用機(jī)制和效果，使現(xiàn)有的加固處理方案建立在更為經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)之上。建立邊坡安全監(jiān)測預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)。(5)在抽水蓄能電站機(jī)組運(yùn)行技術(shù)研究方面，開展機(jī)組起動(dòng)方式、工況轉(zhuǎn)換及變頻起動(dòng)裝置（SFC）諧波分析和預(yù)防措施研究；進(jìn)一步優(yōu)化水泵水輪機(jī)和發(fā)電電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)、機(jī)組總體結(jié)構(gòu)及主要機(jī)電設(shè)備布置形式，提高抽水蓄能電站的運(yùn)行穩(wěn)定性。(6)在新材料、新工藝應(yīng)用研究，以及大壩安全監(jiān)測技術(shù)研究方面，主要是研究新型混凝土及摻合料，包括纖維混凝土的應(yīng)用研究，摻合料、新型外加劑的開發(fā)等；開展新型防滲止水材料，特別是適合超高面板壩的填縫止水材料和高碾壓混凝土上游面防滲材料；研制適應(yīng)用于大孔隙、高地下水流速、細(xì)裂隙等特殊地層情況的灌漿材料及相應(yīng)的施工工藝。4實(shí)現(xiàn)水電可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略措施4.1完善水電科技創(chuàng)新體系，大力實(shí)施技術(shù)創(chuàng)新水電科技創(chuàng)新具有與特定工程結(jié)合緊密的特點(diǎn)，在投資主體多元化的今天，要在政府倡導(dǎo)下，通過市場手段，實(shí)現(xiàn)“協(xié)力支持，統(tǒng)籌安排，聯(lián)合攻關(guān)，技術(shù)跨越，持續(xù)發(fā)展”的水電科技創(chuàng)新體系；要充分發(fā)揮水電企業(yè)集團(tuán)各自的優(yōu)勢和作用，強(qiáng)化科技工作的管理協(xié)調(diào)；要統(tǒng)一規(guī)劃，合理布局，營造有序的環(huán)境，積極組織具有前瞻性、儲備性和實(shí)用性的科研攻關(guān)。只有這樣，才能保障科研與技術(shù)創(chuàng)新的良性循環(huán)發(fā)展，優(yōu)化科研資源配置，降低成本，提高效率和經(jīng)濟(jì)效益，為水電可持續(xù)發(fā)展提供前瞻性的技術(shù)支持。4.2加強(qiáng)宏觀調(diào)控與市場規(guī)劃，保證水電的持續(xù)健康發(fā)展四川水電外送和云南水電外送等跨區(qū)域“西電東送”將成為我國21世紀(jì)初葉能源平衡的重要手段之一?！拔麟姈|送”突出反映出水電規(guī)模大、投產(chǎn)時(shí)間較集中、送電河流和電源出力特性及送電特性差異大等特點(diǎn)，因此，必須加強(qiáng)宏觀調(diào)控與市場規(guī)劃的力度。要制定水電發(fā)展的中長期規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置和市場需求及電源規(guī)劃的有機(jī)結(jié)合，指導(dǎo)水電的健康發(fā)展。要認(rèn)真研究受電市場的需求水平和需求特性，以能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和資源優(yōu)化配置為目標(biāo)，規(guī)劃受電水平和受電特性。同時(shí)，要根據(jù)水電的開發(fā)進(jìn)程，認(rèn)真分析各省區(qū)、各流域、各大型電源的外送水平與送電特性，經(jīng)濟(jì)合理地規(guī)劃送受電方案，將水電發(fā)展規(guī)劃超前落實(shí)到電力規(guī)劃特別是受端市場的電力規(guī)劃中。在強(qiáng)調(diào)規(guī)劃的同時(shí)，要積極開展水電競爭交易的研究和探索，實(shí)現(xiàn)長期供電協(xié)議與年度、月度、日前、發(fā)電權(quán)、輔助服務(wù)等電力市場交易品種的有機(jī)結(jié)合，將宏觀規(guī)劃納入到市場合約的范疇，以市場需求和合理的市場競爭交易規(guī)則引導(dǎo)水電投資和水電的優(yōu)化運(yùn)行，充分發(fā)揮水電可再生能源的效益。4.3完善法規(guī)政策，調(diào)整規(guī)劃思路，切實(shí)做好移民安置工作水庫移民安置工作的成敗，是水電可持續(xù)發(fā)展的命脈。反過來說，水電開發(fā)肩負(fù)了我國和諧社會發(fā)展的重要使命。水電建設(shè)必須高舉起和諧社會發(fā)展的大旗，在水電工程建設(shè)的同時(shí)，保證移民資金的足額投入；在高水平做好移民安置方案的基礎(chǔ)上，保證移民資金的有效使用。做好移民安置工作，首先要進(jìn)一步完善移民安置法規(guī)政策，建立健全水庫移民法律法規(guī)體系。通過立法把移民工作的方針、優(yōu)惠政策、補(bǔ)償辦法、扶持措施，以法律、法規(guī)的形式固定下來，將水電工程移民工作進(jìn)一步納入法制化管理軌道。減少各部門的利益摩擦，做到依法行政、以法管理、違法必究，妥善安置移民，切實(shí)保護(hù)水庫移民的合法權(quán)益。其次，要進(jìn)一步研究移民安置新途徑，充分重視、切實(shí)做好移民安置規(guī)劃工作。4.4加強(qiáng)水電可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境友好的協(xié)調(diào)河流是完整的生態(tài)體系，也是人類社會的生命線。水電開發(fā)使河流貢獻(xiàn)給人類以無窮無盡的可再生能源，同時(shí)還可產(chǎn)生防洪、灌溉和供水等效益，有效地緩解了人類社會發(fā)展與資源消耗的矛盾，因此，水電建設(shè)和生態(tài)保護(hù)不存在根本對立的問題。從全局的角度考慮!水電建設(shè)有利于環(huán)境保護(hù)，并符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。但水電開發(fā)也將對河流生態(tài)體系帶來一些不利的影響，尤其是在有些既往的河流開發(fā)與水電建設(shè)中，對環(huán)境保護(hù)重視不夠，存在過度開發(fā)與利用、片面強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)效益、不重視有關(guān)生態(tài)恢復(fù)措施等非環(huán)境友好問題，給水電可持續(xù)發(fā)展蒙上了與環(huán)境保護(hù)對立的陰影。水電可持續(xù)發(fā)展必須高舉起環(huán)境友好的旗幟，在河流和水電站的開發(fā)任務(wù)和目標(biāo)上，要充分考慮能夠產(chǎn)生的環(huán)境效益，并采取積極可行的措施盡可能減少負(fù)面環(huán)境影響。當(dāng)前，要系統(tǒng)地總結(jié)以往水電建設(shè)環(huán)境保護(hù)方面的經(jīng)驗(yàn)和不足，努力完善和創(chuàng)新環(huán)境影響評價(jià)方法，客觀科學(xué)地評價(jià)工程開發(fā)可能給生態(tài)環(huán)境帶來的影響，樹立正確的環(huán)境保護(hù)意識，鏟除忽視環(huán)境保護(hù)或極端環(huán)保主義者肆意概念炒作的傾向,要積極推進(jìn)相關(guān)環(huán)境保護(hù)措施的科研攻關(guān)工作，如增殖放流、魚道、分層取水等工程和非工程措施；要進(jìn)一步完善和貫徹落實(shí)環(huán)境保護(hù)的法律法規(guī)，做到違者能究，違者必究。4.5完善法規(guī)政策體系，促進(jìn)水電開發(fā)的有序管理改革開放以來，水電建設(shè)經(jīng)過多年的積極探索實(shí)踐和不斷深化改革，其建設(shè)市場及其運(yùn)作規(guī)則基本形成。但隨著水電市場化進(jìn)程的不斷深化，許多由政府批準(zhǔn)和主導(dǎo)的行為改由法律法規(guī)來保證和約束，如開發(fā)權(quán)的調(diào)控、市場準(zhǔn)入與接入系統(tǒng)權(quán)責(zé)、價(jià)格稅賦和收益、工程安全保障，以及移民和環(huán)境保護(hù)等方面問題，均需要更加規(guī)范，從而完善水電建設(shè)市場，保證公平競爭，促進(jìn)水電的可持續(xù)健康順利發(fā)展。無須揚(yáng)鞭自奮蹄，而今邁步從頭越！中國水電工作者肩負(fù)著國家昌盛、民族富強(qiáng)的歷史責(zé)任，必將勵(lì)精圖治、發(fā)奮圖強(qiáng)，開創(chuàng)21世紀(jì)水電建設(shè)的新篇章。參考文獻(xiàn)：[1]楊麗,曾少軍加大我國水電開發(fā)力度的價(jià)值分析與路徑選擇[期刊論文]-中國能源2011,(6):[2]殷保合低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代加快水能資源開發(fā)之路[期刊論文]-中國