來源: 中國科技網

中國科技網·科技日報上海9月11日電（黃艾嬌 記者 王春）9月10日，同濟大學與世界資源研究所的合作研究成果《中國實現火力發電增長與用水脫鉤》），以封面文章的形式在線發表于國際權威學術期刊《自然?能源》。

該研究發現，海河流域大部分地區火電水資源壓力指數明顯下降，而西北大型煤電基地所處匯水區的壓力指數則顯著上升，為此建議西北地區煤電基地開發應實行“取水總量控制”措施。該論文首次建立了我國長時間序列高分辨率火力發電用水地理信息數據庫，揭示了2000至2015年間火電取水、耗水及其水資源壓力的時空格局演變過程，并定量評估了多種影響因素對火力發電水資源利用效率提升的貢獻。該研究對我國制定合理的水資源管理政策和電力工業發展政策均具有重要的借鑒意義。

（圖：2000至2015年火電取水導致的水資源壓力空間分布演變）

無論是全球范圍還是在中國，火電都是繼農業灌溉之后的第二大用水部門。不斷增長的電力需求持續刺激和推動火電工業的產能擴張，也造成了水資源競爭日益加劇。水資源風險成為繼大氣污染排放、溫室氣體排放之后，電力工業面臨的又一重要環境挑戰。

我國擁有世界上規模最大的火力發電裝機，2017年總量達11.4億千瓦（含核電）,比美國高約35%。我國火電工業不僅規模增長迅速，電力生產的空間布局也發生著顯著變化。近年來，隨著“西電東輸”工程的推進，西北地區大型煤電基地建設進展迅速，大部分新增火電產能向西北缺水地區轉移。火電產能西移的發展態勢對當地水資源和水環境的影響，引起了廣泛關注。

研究發現，全國范圍內，位于水資源高壓力區的火力發電量從2000年的0.64萬億度增長到2015年的2.89萬億度，增加了3.5倍。在我國十個水資源一級區中，覆蓋新疆、內蒙古西部等地區的西北諸河流域增幅近14倍，是新千年以來火電產能擴張最快的一級區。而其中位于以沙漠和戈壁地貌為主的干旱地區的火力發電量，則從不到50億度增長到近1000億度。

為了應對產能激增和空間布局變化帶來的水資源風險，我國出臺了一系列管理政策，促進電力工業用水效率的提升。例如，北方缺水地區新建機組推廣空冷技術替代水冷、沿海地區推廣海水冷卻替代淡水、提高準入標準實現機組大型化、提高火力發電取水定額標準促進節水技術的應用、加快淘汰能源和水資源效率較低的老舊機組等。得益于這些政策的共同作用，全國火力發電的淡水取水總量在2011年達到673億立方米的峰值，約占當年全國取水總量的11%，此后持續下降，實現了取水總量與火力發電量增長的“脫鉤”。在各類影響因素中，冷卻技術結構的變化對取水總量“脫鉤”的貢獻在70%以上。這一點在西北諸河流域體現得最為明顯。

雖然總體上我國火電工業取得了顯著的節水成效，但由于我國水資源的空間分布極不平均，能源開發熱點地區的水資源壓力仍將持續，潛在水風險不容忽視。研究發現，在2000年至2015年間，海河流域大部分地區火電水資源壓力指數明顯下降，而西北大型煤電基地所處匯水區則顯著上升，特別是準東、伊利、哈密等煤電基地增幅最大。個別匯水區的火力發電取水量已經超過了當地多年平均可利用地表水資源量，能源發展與可持續水資源利用的矛盾較為突出。

針對發現的問題，該研究進一步提出了化解電力工業水資源風險的3項政策建議：首先，在位于極度缺水地區的煤電基地開發過程中，應采取流域或匯水區尺度的取水總量控制措施，將水資源承載力作為電站規劃和投資建設的主要環境約束之一；其次，改進電力工業的水資源管理，從關注電站或機組層面的用水效率和技術水平，拓展到評估系統層面的水資源壓力和水資源風險，避免規模增長與布局失當造成的“反彈效應”；同時，無論在水資源管理政策還是能源發展政策的制定過程中，都需關注能源與水資源系統的協同規劃與管理。