(1)火电最大的问题是破坏环境。
火电作为常规能源,开发技术虽没有问题,但发电过程问题却很多。一方面是环境问题突出。挖煤、运煤、烧煤都会破坏生态环境。且中国的环境问题已经受到国际社会的警告,有的甚至以此为借口企图干涉中国内政。另一方面是煤矿建设、运输、安全问题。火电要用煤、要运煤,必定要投巨资开采煤炭和发展交通。目前我国建成的发电装机中,有近80%为燃煤装机。2003年火电(装机容量约3亿千瓦)消耗了全国原煤产量的一半。按这种比例,到2007年全国电力工业消耗的煤炭将达到11亿吨。即使不考虑运输问题,煤矿建设也是一个大问题。2003年中国原煤产量达16.67亿吨,预计2004年将超过19亿吨,但全国煤炭实际年产能力只有14亿吨左右。长时间超能力、超强度开采,已使全国1/3的矿区存在矿井接续问题。在贵州,2002年陆续开工建设的西电东送第二批1140万千瓦8个火电项目,到2009年前将全部建成投产,届时需新增电煤3000多万吨。目前,为这批项目配套的10多家大型煤矿除一家获准开工外,其余项目都未获得批准,原因主要是煤矿项目前期工作跟不上。如装机240万千瓦、年用煤近800万吨的发电厂,配套的三大煤矿有的至今连业主都未落实。有的煤矿即使开工,也难达到设计产量。如与盘南电厂配套的金佳煤矿(设计年产110万吨)和响水煤矿(设计年产1000万吨)就不能达到设计能力[13]。因此,火电开发会受到煤矿建设的制约。特别是在现有煤炭产能难以维持长时间大幅度增长、大型煤矿开工建设投资大、周期长、铁路运输紧张的情况下,煤炭供应可能由局部紧张转变为全面紧张,造成火电厂“等米下锅”。同时,还造成极大的安全隐患。2004年1~9月煤矿死亡人数达4000多人。
(2)风电最大的问题是规模太小。
面对电力紧张、煤价上涨、石油短缺,风能发电的步伐有望加快。目前,世界很多国家都在大力发展风电。2000年全球风能发电装机容量已达1780万千瓦,2001年达2330万千瓦,2003年初已达3200万千瓦。德国、美国、西班牙、丹麦等国是世界利用风能发电的强国。2003年德国风电装机容量达1460万千瓦,美国达637万千瓦,西班牙达620万千瓦,丹麦达300多万千瓦,印度达200多万千瓦。不少专家认为,一个国家风能发电超过10万千瓦,其发展速度就会加快。世界上有很多国家已进入这个门槛。美国风电超过10万千瓦的时间是1983年,丹麦是1987年,德国是1991年,印度是1994年,意大利是1999年。并且,风电强国都有加速发展的趋势。例如德国,计划到2025年风电至少占总用量的25%,2050年达50%。又如日本,2003年风电装机容量为73万千瓦,2004年可达100万千瓦,预计到2010年可达200万千瓦。
中国是风能资源十分丰富的国家,总资源可达32亿千瓦。但由于未普查和详查,风能资源可开发量有的说是2.53亿千瓦,有的说是4亿千瓦。但实际情况可能比这两个数字都大。据内蒙古1999年综合报告统计,全区风能总功率可达到10.1亿千瓦,可利用的为1.01亿千瓦。
新疆风能资源比内蒙古更多。而海上又比陆地高出3~5倍。即使按2.53亿千瓦乘3倍计算,仅海上可利用的风电资源就可达7.5亿千瓦。
若按10米高度风能增加1倍计算,我国陆上可利用风能就可达5.06亿千瓦,海上可利用的风能可达15亿千瓦[14]。而我国投入运行的600千瓦风机高度约为100米,达到这个高度,中国可利用的风能资源就更多了。但我国风能资源利用率却不高,到2003年底全国建成40个风电场,装机1042台,装机容量为56.7万千瓦,占当年底全国实际电力装机总容量3.91亿千瓦的0.14%。这既未达到1995年原电力部提出的到年风电规模达100万千瓦的目标,还比印度低得多。2002年底印度风电装机容量已达170.2万千瓦(世界第五位),约为中国的2.5倍。究其原因,不是我们不努力,而是开发风电遇到了诸多问题:一是风电的技术问题。现在中国不能生产功能大的风电设备,只能购买外国的设备。二是规模问题。过去风电的单机功率太小,现在也不大。目前普遍用的只有几百千瓦,世界上最大的单机功率大约也只有5000千瓦,但中国没有。即使我国按计划加速发展,2005年风电装机达100万千瓦,年达400万千瓦,2020年达2000万千瓦,届时风电在全国电力装机总量中的比重也只有2%。三是电价问题。现在风电平均每千瓦时上网电价为0.55元到0.60元,比每千瓦时为0.30元的煤电价格高一倍。四是效率问题。风电发电为获得同样的电力所投入的资源量,比火电发电高出10倍到20倍。如果风强,发电效率高,但风力发电机在强风时,风叶的根部容易破损。为防止破损,需要电力制动。还有,风力发电的电力通常要先储藏在电池中,然后再使用,可是电池要定期更换,这是一种难处理的废弃物。因此,通过发展风电来解决电力紧张的矛盾路途还较遥远。
(3)核电最大的问题是不安全。
核电是当今世界发展最快的电力产业之一。目前,世界上有441座核电机组投入运行,装机总容量达3.638亿千瓦,发电量占总发电量的16%。美国有核电机组104座,装机容量达9903万千瓦;法国59座,6320万千瓦;日本53座,4404万千瓦;德国20座,2259万千瓦;俄罗斯27座,2079万千瓦。目前,已有17个国家核电占全国总发电量的1/4以上。如法国占77%,韩国占38%,日本占36%,美国占29%,英国占28%。到2003年底,中国核电运行机组8台,装机容量636.4万千瓦,约占全国发电装机容量的1.63%;累计发电量438亿千瓦时,占全国总发电量的2.3%。中国已制定了发展核电的长远计划,包括在建核电站3座(200多万千瓦)在内,11座核电站装机容量共有870万千瓦,预计到2020年将达27座3600万千瓦。整个计划将要投资400亿美元,平均每座核电站建设费用需15亿~20亿美元。湖北、四川、山东、辽宁、安徽等都要建核电站。
核电站的建设虽然可以缓解电力紧张的状况,并能为能源安全做出贡献。但是核发电本身就面临巨大的风险,而且处理核废弃物是当今世界尚未解决的难题。核发电需要建设发电站,要保证燃料的供给和运输,比火力发电需要使用更多的能源,并且处理放射性物质也需要大量能源。如果想让核发电更加安全,就需要使用比火力发电多几倍的能源。而且其能源大部分要依靠石油,所以要排放二氧化碳。
(4)太阳能、生物质能、地热能、潮汐能等能源最大的问题是效率低和成本高。
到目前为止,世界不仅缺乏大规模利用这些能源的技术,更重要的是在短时间内都难以低成本大规模利用。例如现在较广泛使用的太阳能,也只有少数几个领域运用。利用太阳能发电,其瓶颈是能源密度低,效率差,与风能一样无法保持稳定供电。因而,在近期难以成云南水能资源开发与中国能源安全为主力能源。而且,太阳能发电与风力发电一样,所需要的设备非常庞大。在制造这些设备时需要耗费大量能源。据测算,太阳能发电为获得同样的电力而使用的石油量是火力发电的3倍多。如果日照时间比较短,这个倍率还要大。
(5)水电是电力中最经济和清洁的能源。
水能资源既是清洁无污染的优质能源,又是可以可持续利用的能源。因而世界各国都把水能资源置于优先发展的位置。在世界上,各国多是率先开发和利用水电资源,待开发到一定程度后,才转向大规模开发其他发电能源。结合江河治理和防洪开发大水能资源,修建控制性水利枢纽工程,可以大大减缓中下游的洪涝灾害,还可以发挥灌溉、供水、航运、跨流域调水、水土资源开发等多种效益。开发水电可以减轻煤炭、石油大量消耗给环境造成的污染压力。同时,水库大面积蓄水还会改善局部气候,有利于水土保持。目前,世界上很多国家的水能资源开发均超过可开发量的50%。
中国水能资源十分丰富,水能资源占我国常规能源资源量的40%。经济可开发装机容量可达3.78亿千瓦,年发电量约1.7万亿千瓦时。而且开发条件较好,成本较低,大型、特大型乃至巨型电站很多。全国可建单站规模大于200万千瓦的水电站资源量占总量的50%。其中1994年月开工的长江三峡工程装机达1820万千瓦,多年平均年发电量达840亿千瓦时;位于雅鲁藏布江的墨脱水电站装机容量可达4380万千瓦,多年平均年发电量达2630亿千瓦时。
20世纪90年代以来,中国加快了水电开发的进程。1992年全国水电装机容量突破4000万千瓦,1995年突破5000万千瓦,1998年突破6000万千瓦,1999年突破7000万千瓦,2001年突破8000万千瓦,2003年初突破9000万千瓦,2004年9月随着黄河上游公伯峡首台30万千瓦水电机组并网发电,全国水电装机容量突破了1亿千瓦。1985年全国100万千瓦以上的水电站只有2座,如今已达27座。1985年水电开发利用程度不到5%,如今已达24%以上(2003年底的水能资源开发利用率按经济可开发容量计算为24%左右。水电装机容量占全国总发电装机容量的24.24%)。预计2010年全国水电装机容量将达1.25亿千瓦,2015年达1.5亿千瓦,占全国电力装机的比例达28%左右。届时,中国水能资源的开发程度可达40%。2020年水电装机容量达2.5亿千瓦。
水能资源的开发,不仅可缓解我国能源紧张的状况和减轻环境压力,调整能源结构,减少煤炭在一次能源消费中的比重,78从而优化能源结构,而且可以带动经济发展,带动农民脱贫致富。以小水电为例,2003年底全国小水电装机总容量占水电总装机容量的32.5%,小水电年发电量占水电总发电量的34.8%。全国已有1600个县开发了小水电,以小水电供电为主的县近800个,建成初级电气化县653个,涉及人口2.52亿,正在建设中的农村电气化县400个,小水电代燃料工程正在全国26个县试点。特别是像云南这样的水能资源丰富而又相对贫困落后的西部省份,水能资源的开发更具有多方面的战略意义。
水电与其他电力相比有众多突出的优势:
一是可大规模持续利用。
目前开发水能资源技术成熟,可大规模持续利用。火电、核电要消耗不可再生资源。太阳能、风能等虽可再生,但受自然条件、技术条件等的限制,还不能大规模利用。如风能,2003年我国平均每个风电场的装机容量不足1.5万千瓦,没什么规模。只有水电开发既有规模,又可持续利用。
二是成本低。
虽然水电单位千瓦造价约7000~10000元,而万~60万千瓦的国产机组的火电为5400~6300元,进口的66万千瓦机组为7200~8200元,这样看,似乎水电比火电高约40%。但如果考虑到火电厂脱硫、脱硝、除尘等环保要求所需资金(约占总投资的1/3),单位千瓦火电建设成本比水电低的优势差不多已丧失殆尽。而水电站的长运营期和低运行成本却是火电站远远不及的。目前国内水电公司每千瓦时的运行成本一般是0.04~0.09元,火电厂由于需要源源不断地购买和运输大量燃料,而这方面的费用约占火力发电总成本的60%~70%,致使目前火电每千瓦时运行成本高达0.19元左右。煤炭价格上涨,成本还将上升。在过去的一年中,煤炭价格已经上涨了大约140%。而其他的风电、核电、太阳能发电的成本比火电还高,更无法与水电相比。
三是无污染。
目前中国火电产生的污染已经占中国污染总量的40%。一座100万千瓦的传统技术燃煤发电厂每年大约要排放二氧化碳650万吨,二氧化硫4.4万吨,氮氧化合物400吨,还有60万吨粉煤灰,几十吨有害金属(如砷、铅、汞等元素)。四是建设周期并不长。过去认为,水电建设周期长、成本高。一般来说,大中型水电站和核电站工期要6~10年,小型火电站只要两三年就就可投产。但是火电厂建设只考虑了电厂部分,未考虑建煤矿、铁路部分。例如煤矿,目前需求与生产能力有较大缺口,预计到2010年全国煤炭产量仍有2.5亿吨缺口,到2020年缺口达7亿吨。但新建煤矿投资较大、回报期也较长,至少要3~5年才能建成一个现代化煤矿。全国新增5亿吨煤炭规模,要投资3000多亿元。正是由于水电拥有上述巨大优势,一些有识之士均大声疾呼要大力发展水电。2004年10月27日国家发展和改革委员会副主任张宝国在“联合国水电与可持续发展国际研讨会”上说:“水电是未来能源发展首选。”
四用科学发展观指导云南水能资源开发的建议
面对中国能源高度紧张的态势,确保能源安全的途径很多,但其中一个重要途径就是加快自身能源的开发和建设。而要开发自身的能源,就应率先开发那些技术最成熟、最经济、能可持续发展的能源。水电正是这样的能源,自然应承担确保能源安全的历史任务。云南作为中国水能资源最丰富的省份之一,也应为中国的能源安全做出更大贡献。因此,加快云南水能资源开发,建设国家大型优质能源基地,是历史赋予云南的重大任务。我们必须趁势而上,有所作为。
(一)必须用科学发展观指导云南水电建设
当前,全社会乃至全人类都在关心生态和环境问题。党中央、******多次强调要树立科学的发展观,走可持续发展之路。社会各界也大声呼吁要人与自然和谐发展。因此,各行各业都应遵守这一“规则”,水电即使作为清洁优质能源,其开发也不能例外。我们既要把其摆在突出位置加以开发,又要考虑其开发过程的副作用,使其兴利除弊,扬长避短,充分发挥水能资源的效益。