有關水電的溫室氣體減排作用，曆來都存在著一些爭議。有些問題我們已經多次重複過了，例如，我國的水庫從來都是要在蓄水前進行清理，所以，某些所謂熱帶水庫腐敗的植物造成大量溫室氣體排放的現象根本就不可能出現在我國。其次，所謂某些水電站水庫的溫室氣體排放高於火電廠的傳言，都是一些不肯說明多大的水庫與多大的火電站相比較的結果。深究起來目前在全世界範圍內還找不到一個實際的案例。

　　相反，為了澄清這種似是而非的謠言，2004年北京聯合國水電與可持續發展論壇之前，聯合國有關機構曾經委托加拿大做過專門研究，基本上澄清了這種錯誤說法。最近瑞士聯邦水科學技術研究所在製定綠色水電的評價標準時，更加明確地指出了瑞士觀測到每百萬千瓦時水電的二氧化碳排放量約為3到4噸，相應的百萬千瓦時火電排放高達850到990噸。數據說明，如果在瑞士產生同等電力，水電與火電兩種發電方式的二氧化碳排放量差距，可能高達200到300倍。

　　除了上述這些具體的水電溫室氣體問題的爭論，本文將從另外兩個更加宏觀的角度，論述水電開發對於減少溫室氣體排放的重要作用。

　　一、《京都議定書》的減排方向不容置疑

　　由於人類活動和自然變化的共同影響，全球氣候正經曆一場以變暖為主要特征的顯著變化，已引起了國際社會和科學界的高度關注。1988年11月，世界氣象組織（WMO）和聯合國環境規劃署（UNEP）聯合建立了政府間氣候變化專門委員會（IPCC），就氣候變化問題進行科學評估。IPCC分別於1990年、1996年、2001年出版了三次氣候變化評估報告，目前正在組織科學家撰寫第四次評估報告。

　　2001年IPCC第三次評估報告指出，1860～2000年全球平均氣溫上升了0.4～0.8℃，二十世紀九十年代是20世紀最暖的十年。有許多證據表明，過去50年觀測到的全球增暖大部分歸因於人類活動的影響。

　　在全球變暖背景下，近100年來中國年平均氣溫明顯增加0.5～0.8℃，比同期全球增溫平均值略高。近50年，尤其在20世紀80年代中期以後增暖更加明顯。近100年中國年降水量變化趨勢不顯著，但地區差別和長期波動較大。近50年來中國主要極端天氣氣候事件的頻率和強度出現了明顯變化。華北和東北地區幹旱趨重，長江中下遊流域和東南地區洪澇加重。1990年以來，多數年份全國年降水量均高於常年，出現南澇北旱的局麵。

　　據氣候模式預測，未來100年全球氣溫將升高1.4～5.8℃，全球特別是北半球中高緯度地區的降水量將增加。未來中國氣溫增加明顯，降水量也會呈增加趨勢。與2000年比較，2020年中國年平均氣溫將增加1.3～2.1℃，2050年增加2.3～3.3℃。預計到2020年，全國平均年降水量可能將增加2～3%，到2050年可能增加5～7%。未來中國的極端天氣氣候事件發生頻率可能增大，將對經濟社會發展和人們生產生活產生很大影響。

　　氣候變化及其影響是多尺度、全方位、多層次的，正麵和負麵影響並存，但負麵影響更受關注。全球變暖對許多地區的自然生態係統已經產生了影響，如海平麵升高、冰川退縮、凍土融化、河（湖）冰遲凍與早融、中高緯生長季節延長、動植物分布範圍向極區和高海拔區延伸、某些動植物數量減少、一些植物開花期提前，等等。

　　氣候變化對我國國民經濟的影響可能以負麵為主，將使我國未來農業生產麵臨以下三個突出問題：農業生產的不穩定性增加，產量波動大；農業生產布局和結構將出現變動，作物種植製度可能發生較大變化；農業生產條件改變，農業成本和投資大幅度增加。氣候變暖將導致地表徑流、旱澇災害頻率和一些地區的水質等發生變化，特別是水資源供需矛盾將更為突出。與高溫熱浪天氣有關的疾病和死亡率可能增加。氣候變暖引起的海平麵上升還將嚴重影響到沿海地區的社會經濟發展。

　　目前的研究認為，氣候變暖的主要因素是大氣中的溫室氣體成分增加，尤其是二氧化碳成分的增加。因此，除了對還原氧氣和碳元素積蓄能力較強的森林麵積的不能大幅度減少之外，過多的燃燒礦物能源，造成埋藏地下的碳元素大量釋放，是造成溫室氣體的最主要的因素。為了減少全球溫室氣體的排放，我們已經製定了《京都議定書》要求各國按照計劃，縮減、減少溫室氣體的排放數量。我們知道目前的溫室氣體主要來自現代化社會的巨大的能源需求，減小溫室氣體的排放不能以犧牲人的現代化生活為代價。所以，應用不會增加溫室氣體排放的可再生能源，減少礦物能源的應用就是我們解決溫室氣體排放問題公認的最佳方案。

　　我們需要強調，現在有一些人研究溫室氣體排放的時候，有些偏離方向。他們總是熱衷於找出來某種所謂新的“溫室氣體排放元凶”。實際上這是一種方向性的錯誤。我們可以把地球表麵的碳循環，看成是一個幾萬年來不斷演變而成的正常的碳循環係統。這個係統中的任何碳排放、轉換都應該是基本平衡的，不會導致地球大氣中的碳含量發生突變。但是，地球上還有大量的礦物能源被埋藏在地下。這礦物能源是幾億年以前的動植物軀體沉積形成的，也可以說這些礦物能源是幾萬年以來早已退出了地球表麵的碳循環的碳元素。快速的、過量的把這些早已經退出碳循環的地下礦物能源挖出來、燃燒掉，使其重新回到地球大氣中去的行為，是造成溫室氣體不斷增加的真正原因。

　　例如，最近有研究報告說，牛屁的溫室氣體排放量高於汽車。但是，從如果我們地球碳循環的宏觀上分析，即使牛屁的溫室氣體排放總量高於汽車，它也不會像汽車那樣造成地球的溫室氣效應。因為牛總是要吃草、吃飼料。每頭牛一生中所排放的溫室氣體中的碳含量，總不會超過該條牛一生中所需要吃掉的草料中的碳含量。當我們擔心牛的二氧化碳排放過高的時候，不要忘記維持牛的生命所需要的飼料（植物），在其生長過程中，可能需要消耗同樣多的二氧化碳，並在光合作用下把它變成氧氣。正是牛的生長和飼料的生長，一起構成了一次自然界中的碳循環。這與汽車燃燒礦物能源，釋放出大量埋藏於地下的碳元素是有著根本的區別的。

　　關於水庫的水電的溫室氣體排放高於火電的說法，也是一種邏輯方向上的錯誤。水庫屬於人工濕地，其本質與天然濕地沒有什麼差別。即使現在我們為了解決天然水資源的時空分布不均的矛盾（同時包括發電獲取水能資源），需要有意識地建造很多水庫，但是，水庫這種人造濕地的出現，相對於近代人類的社會化活動造成的濕地麵積縮小，並沒有從總體上改變地球表麵的濕地麵積下降的趨勢。所有濕地都會有溫室氣體的排放，這是幾萬年來濕地參與地球生態係統碳循環的一部分。即使你觀測到了某一地區的濕地，排放出大量的溫室氣體，你也根本不必大驚小怪。即便是所謂熱帶水庫排放大量溫室氣體的現象，在任何熱帶雨林中都是自然存在的。

　　因此，我們可以歸納說，任何其它所謂的新發現的溫室氣體排放“元凶”，都隻能說是局部的，“盲人摸象”的觀測結果，不可能有什麼實際意義。不管是“牛屁”也好，水庫也好，不管你所觀測到的溫室氣體排放有多麼嚴重，它們都是地球正常碳循環的一部分，不可能構成什麼溫室氣體排放的元凶。相反，這些把牛屁與汽車比較，把水電與火電比較的所謂溫室氣體排放“元凶”的炒作、宣傳，絕對是一種對《京都議定書》的誤導，隻能放鬆人們控製汽車、火力發電的溫室氣體排放問題的警惕，加劇全球溫室氣體的惡化。

　　二、在發電領域內幾種主要的可再生能源的比較分析

　　由上麵的分析可知，造成全球溫室氣體問題的原因就是現代社會礦石能源的過量燃燒、使用。因此，減少礦物能源的燃燒、使用，是解決溫室氣體排放的唯一途徑。但是，人類社會的發展現實，已經離不開各種能源的使用，所以，所謂減少礦物能源的消耗必須要有相應的替代能源。這就是要發展和利用清潔能源和可再生能源。

　　從減少溫室氣體排放的作用上看，核能是當前公認的清潔能源之一。按照目前的技術水平，核裂變發電的溫室氣體減排作用非常重要，因此，現階段我們應該加緊核電的建設，提高清潔能源的比重。不過，核能不屬於可再生能源，我國的鈾礦資源非常有限，如果建設50座常規的百萬千瓦級核電站，僅夠運行40餘年。這就決定了我國的核能發電的比例，最終不可能太高。快中子堆核裂變發電技術雖然能夠提高一些資源利用率，但是其成本和安全性的問題仍然有待於進一步突破。核聚變發電技術目前還看不到什麼前景。所以，根據全世界的資源現狀和技術水平，當前最有效的溫室氣體減排措施，就是要加速可再生能源的開發、利用。此外，隨著時間的推移，各種能源資源也都有一個逐漸枯竭的可持續利用問題。從這個意義上來看，隻有開發利用可再生能源，才是既能解決溫室氣體排放，又能解決能源枯竭矛盾的發展方向。這也是世界可持續發展高峰會議，最終一致確定的“行動計劃”。

　　常說的可再生能源，包括水能、風能、海洋能、地熱能、太陽能、生物質能等。目前公認的比較成規模的可再生能源主要有水能、風能、太陽能和生物質能四種。那麼這四種可再生能源在我國的發電領域內的作用和潛力到底如何呢？根據有關資料的統計數據，我國的幾種主要的可再生能源的發電潛力如下表所示：

我國幾種主要的可再生能源的資源量和發電潛力

　　其中：理論可開發量：是指可用於發電的理論資源總量。可開發度：是指受環境、分布條件和人們接受程度的製約，實際資源與用於發電的百分比。當量裝機容量：是統一按照運行時數為4500折算後的裝機容量。

　下麵我們分別地加以簡單的分析介紹。

　　2．1生物質能

　　生物質指農業、林業生產中產生的農林剩餘物和能源作物。能源作物包括野生的和人工種植的。生物質能的利用主要有：直接燃燒技術，如非常原始而範圍極廣的爐灶；現代技術是用於發電，需要解決收集、致密成型等問題；生化轉化技術（糖途徑），形成糖和木質素中間產品，再轉化為沼氣、燃料酒精、生物柴油等，副產品為肥料，以熱與電的方式應用，或者從植物中提取生物柴油。

　　有一種觀點認為，生物質能源消耗之後不是天然的可補充的能源，因此不應該算是可再生能源。也有人說生物質能雖然是可再生能源，但他的清潔性比不上水能、風能、太陽能等，因為它直接燃燒或用於發電都要產生CO2，也有溫室效應問題。我認為這些看法都是缺乏宏觀考慮的認識。如果從地球正常碳循環的角度去看，隻要是不增加地下碳元素的循環，都應該認為是可再生能源。隻不過水能、風能和太陽能的可再生階段不需要經過地球的碳循環。就可以直接的轉換為各種能量，而生物質能必須依靠一次碳循環來完成其可再生性。忽略生物質能燃燒的碳排放問題，定義生物質能為可再生能源的這個觀點，恰恰與前麵我們說的“牛屁”和“水庫”的溫室氣體排放問題一樣，不能孤立看待正常的碳循環的溫室氣體排放問題。生物質能源燃燒釋放的碳元素，必定與其生長過程中完成的碳吸收相平衡。所以，和牛屁、水庫一樣，它並不會增加地球溫室氣體的排放。

　　生物質能源的主要矛盾在於種植生物需要土地，因此，對於地少人多的我國來說，生物質能源的種植受到很大的局限，一般隻能停留在農村的薪柴、秸稈直接燃燒和沼氣利用方麵。不能滿足大規模發電的需求。所以，生物質能源發電在我國的可再生能源的比重非常低，還不足總量的1%。也可以說“種植能源”的夢想，對我國來說並不是發展方向。

　　2．2風電

　　全球可實際利用風能為2×107MW，比地球上可開發利用的水能總量大10倍。近年來風電一直保持著世界增長最快的能源的地位，2005年底，世界風機總裝機容量約5000萬kW。世界風力發電如此快速地發展，歐洲風能協會預測2020年全球風力發電裝機將達到12.31億kW，是2002年世界風電裝機容量的38.4倍，年安裝量達1.5億kW；風力發電量約為30000億kWh，將占全球發電總量的12%。

　　我國幅員遼闊，風能資源比較豐富。據氣象科研部門估算，全國平均風功率密度為100W/m2，風能資源總儲量約32.26億kW，可開發和利用的陸地上風能儲量有2.53億kW（依據陸地上離地10m 高度資料計算），海上可開發和利用的風能儲量有7.5億kW。目前我國的風電發展已經逐漸步入軌道，風電每千瓦的平均造價從開始的1萬多元降到七八千元，每千瓦時風電的還本付息成本價也從1元以上降到0．5元左右。《中華人民共和國可再生能源法》，並於2006年1月1日正式生效後，風電產業進一步得到國家政策支持。根據國家發改委的長期產業規劃，我國的風電裝機目標為2010年400萬kW，大型風電場基本立足於國內製造的裝備，風電上網電價進一步降低，使風力發電基本能與常規電力相競爭；2015年1000萬kW；2020年3000萬kW，屆時風電裝機占全國電力裝機的2%。據預測，我國有能力在2020年實現4000萬kW的風電裝機容量，風電將超過核電、繼煤電、水電之後成為中國第三大主力發電電源。

　　風電是僅次於水電的比較成熟的可再生能源發電技術，與水電其主要優點是不需要建造水庫，沒有移民生態等問題。但是目前風電的發電成本還是比水電高出一倍以上，由於風力的隨機性較大，電源質量也比水電差，需要解決蓄電問題或者要求一定的水電站相配合。因此，在我國還有大量的水電待開發的情況下，風電的發展遠沒有水電開發市場化程度高，尚需要政府給與一定的扶持和資助。

　　2．3太陽能

　　太陽能是資源量最大、分布最普遍的可再生能源，也是一種取之不盡、用之不竭、對環境無任何汙染的一次能源。據全球權威能源機構預測，到本世紀中期太陽能將成為人類能源構成中的重要組成部分，而到本世紀末太陽能將成為人類能源構成中的主要組成部分。

　　我國屬太陽能資源豐富的國家，全國2/3地區太陽能年日照時數在2200小時以上，我國太陽能總輻射量大致在930?2334千瓦時/平方米/年之間，陸地表麵每年接收到太陽輻射能相當於17000億噸標準煤，具有良好的開發條件和應用價值。我國有荒漠麵積108萬平方公裏，主要分布在日照資源豐富的西北地區等。如果利用1%的荒漠安裝並網光伏發電係統，按照目前100Wp/m2的保守技術水平估算，則裝機容量可達到約10.8億kWp；若光伏發電係統的年利用小時數按1000小時考慮，則每年發電量可達1.08×104億kWh。

　　在我國，太陽能的光、熱利用已有悠久的曆史，上世紀50年代太陽能伏電池的出現為太陽能利用帶來了質的飛躍，從衛星、飛船，到高山、海島，以及偏遠的山村、牧場、沙漠，到建築物的屋頂，一片片光伏電池板將陽光轉化為電流，以滿足照明、電子儀器和動力用電等多種需要。自上世紀50年代製造第一塊太陽能伏電池以來，太陽能光電應用已從簡明的照明，發展到航天、通訊、石油、交通、電力和國防等領域。

　　青海省每年大約有數萬套進入農牧民家庭，青海農牧區的112個無電鄉全部建成太陽能光伏電站，解決了908個無電村農牧民的生活用電，覆蓋農牧民人口50多萬。青海全省人口550萬，如今1/7的人口靠太陽能告別無電時代。在推進太陽能光伏電站建設的同時，青海省政府製作太陽能灶66000台，全部免費發放給幹旱山區的農牧民，使30萬農牧民用上了太陽能灶。

　　上世紀80年代開始,西藏那曲、日喀則、山南、阿裏等地區先後引進各種類型的太陽能光伏和風力發電機，建成了一批光伏和風力發電示範鄉、村。2002年，政府又投資8億多元，在山南、那曲、昌都、拉薩等地，建起了350座光伏電站和風光互補電站，實現了鄉鄉通電。目前，又有10多個鄉600多戶2398人告別了酥油燈，用上了風光互補電能。

　　我國已在北京、深圳、上海等地建成多處示範工程。我國2006年敦煌市籌建100兆瓦太陽能並網光伏發電項目，項目建設方和投資方中濠新能源投資(北京)有限公司。總投資60.27億元人民幣，建設工期為5年的100兆瓦太陽能光伏發電項目，建成後將是世界上最大的光伏發電項目。

　　我國太陽能利用的潛力最大，熱利用已大麵積推廣，太陽能光伏發電還存在著成本過高的問題，能否大規模應用還有待於新的技術突破。一方麵需要提高光電轉化效率，一方麵需要降低製造成本。從長遠看，隨著技術的進步太陽能發電將是最有前途的可再生能源。國家從政策上應該鼓勵有關太陽能發電技術的推廣、應用，但是，必須認識到目前我國還不具備大規模開發利用太陽能的條件。我國目前生產的太陽能電池板95%以上都出口到歐洲，這就是因為我們國家和居民，目前還承受不起太陽能發電的成本。

　　2．4水能

　　我國的水能資源極其豐富，儲量世界第一，而且開發利用程度較低，目前僅為20%左右，具有廣闊的開發前景。與其它可再生能源相比較，水電能源不僅技術成熟、開發成本低、效率高，電能質量好，而且，即便就是在溫室氣體的減排方麵，也比其他可再生能源有著更大的優勢作用。

　　我為什麼這麼說呢？一般來說，發電成本的高低，就反映著某種能源的社會投入產出比。通常情況下，能耗與成本都應該是成正比的，不言而喻，產品的能耗高低必然也會與溫室氣體排放大小有關。因此，水電的成本低，也就是說明水電的溫室氣體減排作用最大。

　　舉例來說，太陽能電池多為半導體材料製造，矽材料來源於優質石英砂，也稱矽砂。先將矽砂煆燒轉換為多晶矽，然後製成多晶矽錠，再用鑄造法或矽帶法製成多晶矽基片，或直接用西門子法製成多晶矽棒，然後切割成為單晶矽片。太陽能電池材料的製造工藝複雜，耗能巨大是太陽能電池價格居高不下的主要原因之一，也是製約太陽能電池發展的最大障礙。因單晶矽成本過高，目前太陽能發電的成本約為火電的5到10倍，水電的20倍左右。

　　如果假設太陽能電池板的壽命是20年，那麼也許前十年該電池產生的電量，僅僅能夠平衡人們為了製造電池所消耗掉的能源，也就是說前十年的減排實際作用為零。隻有到後十年太陽能電池才真正發揮了減排的作用。用同樣的理由看水電，由於水電的成本是太陽能的1/20，按照同樣的投資成本本身能耗假定，隻需要用半年的時間就水電可以抵消成本能耗，發揮出減排效益。如果，水電站的壽命按100年計算，那麼餘下的99.5年，水電都能發揮溫室氣體的減排作用。這樣一計算，就可以發現；我們現階段開發水電的溫室氣體減排作用，可以達到太陽能發電的五十倍。

　　結論

　　同樣的理由，可以擴展到任何其它一種可再生能源發電技術上去。因此，目前的各種可再生能源的發電成本，不僅僅是經濟上的合理性和社會承受能力問題，而且，也還有溫室氣體減排的效率問題。所以，即使不考慮發電的成本，僅僅從減排的目標出發，我們國家現階段也應該優先開發利用水電。當然，風能、太陽能發電技術也必須大力鼓勵、發展，因為，太陽能發電的資源最豐富，很可能是人類未來能源的根本出路。隻有通過不斷的實踐探索，才能不斷地在降低成本和提高發電效率上取得進展，最終讓太陽能擔負起人類能源供應的重任。然而，我個人認為這項探索、改進（除水電外其它的）可再生能源發電技術的任務，應該更多交給那些水電資源已經開發殆盡，經濟能力比較強大的西方發達國家去完成。而水能資源豐富且還沒有得到有效開發利用的發展中國家，必須要加快開發利用水能資源。這才是他們對全球減少溫室氣體排放，做出的最實際、最有效的貢獻。

　　因此，在我國當前的情況下，我們必須認識到：要想達到最佳的減排目的，我國現階段應該優先發展技術成熟的水電和核電。以避免全球溫室氣體的急劇增加所帶來的一些列災難性後果。這也恰恰就是當前我國能源電力工業的發展政策。

(來源：人民網科技 水博 2007.2.1)