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張建新:長江三峽工程生態環境影響利弊分析
2014/9/20 9:55:00 新聞來源:188BETApp

本網訊2014年9月20日,在一年一度的全國科普日到來之際,188BETApp 和中國大壩協會聯合舉辦了"水庫大壩與生態環境保護"科普論壇。會議邀請了國務院發展研究中心研究員王亦楠、雲南省社科院特約研究員張建新、188BETApp 副秘書長張博庭等專家作專題演講報告。

雲南省社科院特約研究員張建新:《長江三峽工程生態環境影響利弊分析》。

雲南省社科院特約研究員、教授級高工張建新

近年來,伴隨著我國經濟的高速發展,環境汙染問題也越來越突出,全國範圍內大麵積的霧霾天氣和水汙染現象時有發生。長此以往,它將破壞我國經濟的持續發展,更會提前透支子孫後代的生存環境。盡全社會、各行業之力推行最廣泛的節能減排政策和措施,業已成為全國人民的共識。而隨著長江三峽工程全麵竣工驗收工作的啟動,關於三峽工程成敗得失的爭論再次成為公眾輿論關注的焦點。作為可再生能源、清潔能源的水電標誌性工程,三峽工程對生態環境的影響也不可避免的引來更多的關注。

過去,新聞輿論宣傳的三峽工程效益,多集中在"防洪、發電、航運,以及補水、旅遊"等直接效益方麵,但是,隨著近年來環境科學技術的研究和發展,我們發現三峽工程在促進國民經濟發展的同時,還有著巨大的節能減排效益;三峽工程的建成竣工加上精心管理,將會使國家和人民在未來的長久歲月裏持續收獲極其巨大的節能減排紅利。

一、關於環境管理體係的ISO14000標準簡介

隨著全球環境形勢日益嚴峻,1992年在巴西裏約熱內盧召開了世界"環境與發展"大會,183個國家和70多個國際組織出席了會議。會議通過了"21世紀議程"等文件,標誌著在全球建立清潔生產,減少汙染,謀求可持續發展的環境管理理念已形成廣泛共識,ISO(國際標準化組織)製訂的ISO14000環境管理標準開始得到廣泛推廣。ISO14000係列標準是彙集全球環境管理及標準化方麵的專家,在總結全世界環境管理科學經驗基礎上製定並正式發布的一套環境管理的國際標準,涉及到環境管理體係、環境審核、環境標誌、全生命周期評價等國際環境領域內的諸多焦點問題,目標是促進全球環境質量的改善。它通過一整套環境管理的框架文件來加強社會組織(公司、企業)的環境意識、管理能力和保障措施,從而達到改善環境質量的目的。

ISO14000係列標準中,"全生命周期"思想是貫穿ISO14000係列標準的主題。它要求社會組織(公司、企業)在產品設計、生產、使用、報廢和回收全生命周期過程中,對影響環境的所有因素加以控製。其TC207委員會還專門成立了"全生命周期評估"技術委員會,用以評價產品在每個生產階段對環境影響的大小,使社會組織(公司、企業)能夠加以分析改進。

二、用全生命周期評價(Life Cycle AssessmentLCA)法測算,水電是目前各類能源中最清潔最環保最經濟的能源

眾所周知,自開始工業化一百多年來,特別是自1990年開始的近20多年來,由於以煤炭和石油為主的化石能源加速消耗、大氣中溫室氣體濃度急劇增加而導致的氣溫上升、冰山融化、海平麵上升,和各種災害性氣象增加的頻度和速度都大大增加了;使得"節能減排"成為世界各國的共識,也成為我們中國未來數十年發展階段的重要戰略任務。中國要發展離不開能源保障,而在各類能源中最具"節能減排"特征的莫過於水力發電。

某種能源是否"低碳、環保"、是否值得大規模發展,不能僅以某一個環節的能效作為評價基準。隻有采用全生命周期評價(Life Cycle AssessmentLCA)法測算、評價它從開發、建設、設備生產、原材料使用、運輸、到最終利用直至消亡全過程的能量消耗和環境排放,並通過與其他種類的能源進行橫向比較,才能係統、客觀地認識這些能源種類的優劣,準確把握各類能源產業化過程中的突出問題,然後進行路徑選擇和績效改善。

LCA法是一種重要的環境管理工具,用於評價產業、項目、產品、工藝過程或活動從原材料的采集和加工到生產、運輸、銷售、使用、回收和最終處理的整個生命周期係統環境負荷的完整過程。

人們常說的新能源,如核能、太陽能、風能、生物質能、地熱能、海洋能、氫能等,這些能源本身可能是節能、可能是清潔的,可是生產這些能源的設備、材料等在開采、冶煉、製造、儲存、運輸的時候,也會有能源耗費和碳排放,甚至汙染環境的東西產生,如輻射、酸、堿、氮氧化物等等,這些都會在生產過程中對壞境、土壤和水造成汙染。隻有對其全生命周期的能源耗費和有害排放進行計算和統計,並進行比較,才可能得出正確的結論。

聯合國政府間氣候變化專門委員會IPCC2011年通過詳盡調查和繁雜計算,對各類能源全生命周期的溫室氣體排放進行了評估測算,評估結果表明,水力發電和海洋能發電的溫室氣體排放是最低的。(參見圖一)

圖一、各類能源的二氧化碳排放量(來源)IPCCSRREN2011/5

同理,任何一種能源獲得方式也存在"是否節能"問題;以發電方式為例,德國最早提出用全部產出能源除以建設或生產時消耗能源得出的"能源收獲率"來表達某種能源在其全生命周期的貢獻率(the harvesting factor),經測算,水力發電的能源收獲率為1200,是唯一超過1000的能源。而風力發電為90,太陽熱發電為13,太陽光發電為1.3。至於傳統的火力發電,由於其能量轉換效率僅為40%左右(目前最先進的超超臨界燃煤發電機組效率為45%),再加上煤炭或天然氣開采、運輸等過程所必須耗費的能源,估算其能源收獲率應小於0.3。這一指標充分展示了水力發電在"節能"方麵的巨大優勢。
所以在經濟性方麵,水力發電是成本最低的能源。雖然在建設期一次性投入較大,但一般水電站至少能運行50年以上(中國雲南昆明石龍壩水電站是1911年建設的,至今仍然在正常生產發電),且運行期間隻需要花費很少的維護管理費用而無需"燃料"成本。在全球範圍,運行超過100年的發電站也並不少見。在德國,關於實際使用年限的規定是,水電站為80年,核電站為40年,太陽能發電與風力發電為20年。

三、中國長江三峽工程的節能效益

長江三峽工程擁有全球最大的水電站,水力發電裝機容量22500MW,年發電量950kwh;與可再生能源風力發電(其"能源收獲率"次高)相比,年發電量950kwh需風力發電裝機容量45600MW;因為風電設備正常壽命為20年,按"全生命周期"法計算,如果三峽工程假定正常使用壽命80年(德國標準;實際正常使用壽命可達200年),則風電裝機容量應為182400MW才能夠達到三峽工程80年的發電量。按目前現實造價,182400MW風電裝機約需投資18240億元(不含輸變電工程),是三峽工程完工造價(含輸變電工程380億元)約1800億元的10倍!即:長江三峽工程與風電相比,其"節能"(節約能源投資)效益折現為16440億元!

同時,長江三峽工程還擁有全球最大的雙線五級船閘,其庫區回水改善原川江航道600餘公裏,萬噸級船隊可直達西部直轄市重慶,2013年過閘物流量已達1.1億噸,因為"激流變平水"和"公路改水路",所以節約了大量運輸所需石油能源;根據長航相關統計資料,因為"激流變平水",上下水船舶平均可節約燃料36%;根據葛洲壩船閘統計資料,2002年時三峽壩址全年物流量為0.18億噸,按正常每年遞增12%估算,到2013年也不過0.55億噸,則2013年的另外0.55億噸物流量是因為"公路改水路"形成,而每噸公裏運價公路約是水路的7倍;綜合估算,因川江航運改善,其"節能"效益每年約達310億元;按"全生命周期"法計算,三峽工程80年假定壽命期間,其航運"節能"效益折現為24800億元!

又因為長江三峽工程的防洪功能,長江中下遊地區原來每年必須的抗洪搶險和洪澇防禦工作所需的能源電力也可以得到大量節約;以上三項合計,長江三峽工程全生命周期的"節能"效益折現至少可達41240億元!

四、中國長江三峽工程的減排效益

按照全生命周期評價(Life Cycle AssessmentLCA)法測算,長江三峽工程將產生巨大的生態環境效益:

圖二、北京大學環境科學與工程學院等的研究結果圖表

根據北京大學環境科學與工程學院的一項研究報告,對中國發電行業共8種發電方式按全生命周期法溫室氣體減排潛力及所需的減排成本進行詳盡分析後的結果表明,水力發電全生命周期法溫室氣體排放係數為20.0~25.0CO2e/kwh ,單位減排成本為-104.3~-104.8/tCO2e(每噸當量二氧化碳) ;而核電為13.2~13.3元;風電為286.4元;光伏發電為95.6元;生物質發電為1066.4~1119.4元;天然氣發電為958.8~1598元;超超臨界燃煤發電為531.9元;IGCC(整體煤氣化聯合循環)發電為558.1元。(參見圖二)。即現有各種發電方式中,隻有水力發電方式的減排成本為負,是唯一能夠獲得減排收益的發電方式!

長江三峽工程的全生命周期內(暫按80年計)僅僅發電一項,總減排量即約達80億噸當量二氧化碳;航運一項,可減排二氧化碳12億噸;共可獲得減排收益約9568億元!(同時可減排二氧化硫1.6億噸,一氧化碳80t,氮氧化合物2960t;以及大量的熱水、廢碴、飄塵及降塵,均未計價)。

五、結語

隨著近年來環境科學技術的研究和發展,通過有關國際組織、科研機構、大專院校的悉心研究,已經取得大量的新的科研成果;我們發現三峽工程在促進國民經濟發展的同時,還客觀存在著巨大的節能減排效益;根據"全生命周期"法估算,長江三峽工程在其全生命周期內(暫按80年計)的"節能減排"效益將高達5萬億元!隨著三峽工程的建成和全麵竣工,加上現代科學技術的精心管理,我們的國家和人民在未來的長久歲月裏,將通過偉大的三峽工程持續收獲極其巨大的節能減排紅利。

與任何事物都具有兩重性一樣,三峽工程作為一項偉大的水利工程,其對生態環境的影響是多方麵的,也肯定在某些方麵,如對洄遊魚類、對流域水文水勢、對河口變遷等,不可避免地會帶來一些不利影響;但是瑕不掩瑜,這些不利影響比起其極其巨大的有利影響來說,是次要的,也是我們應該和能夠接受的。讓我們為中國的三峽工程驕傲和自豪吧!

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