书城工业“三江”水能开发与环境保护
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第30章 美国水坝经济的发展对怒江水能资源开发的启示--评“美国大规模拆除水坝论”(1)

水是生命的载体,是世界上一切生命活动的基础,它是人类社会和自然不断进步以及提高生存质量的必需品,在人类活动和自然演变中起着十分重要的作用。无论富有或是贫穷,无论生活在城市还是乡村,无论是否信奉宗教、是保守或是思想解放、是激进或是平和,水对所有人而言都是最重要的物质。从世界范围或者美国情况来看,水资源是极其丰富的,但时空与地域分布不均匀,由此造成干旱和洪灾,给社会和自然环境带来很大的威胁。保证安全可靠的供水,是维持一个健康、繁荣、稳定社会的关键所在。对已有的水资源按时间或空间、或者按时空重新分配并进行综合利用,是水坝及其水库的主要作用。

人类建坝蓄水已有几千年历史。早在8000年前,苏美里人就在底格里斯河与幼发拉底河之间建立了以灌溉为主的农田水利工程。到公元前1世纪,地中海、中东、中美洲及中国相继建成低水坝。当时的技术条件限制了水坝的高度。公元5世纪修建的斯里兰卡大坝,高仅34米,为当时世界之最。随着1832年涡轮机的发明应用,世界进入了水电及大型水坝时代。目前,在全世界范围内,已经建成的“大型”水坝有49700多座大坝(根据国际大型水坝委员会规定,高度在15米以上或库容大于100万立方米的为“大型”水坝)。另外,有多万座小型水坝。世界上大多数大江大河上都建起了水坝。这些水坝分布在140多个国家。世界上有24个国家依靠水电为其提供90%以上的能源,如巴西、挪威等国;有55个国家依靠水电为其提供50%148以上的能源,包括加拿大、瑞士、瑞典等国;有62个国家依靠水电为其提供40%以上的能源,包括南美的大部分国家。全世界大坝的发电量占所有发电量总和的19%,水电总装机容量为728.49十万瓦。中国大坝委员会秘书处的资料显示,发达国家水电的平均开发度已在60%以上,其中美国水电资源已开发约82%,日本约84%,加拿大约65%,德国约73%,法国、挪威、瑞士也均在80%以上。从宏观经济角度看,一个国家可以通过修建水坝,储备并充分开发数量巨大的水资源,综合利用水坝在防洪、发电、航运、漂木、供水、水资源调配、水环境保护、旅游、娱乐等方面的综合优势,极大地促进和带动地区和行业经济的发展。水坝在经济发展中扮演了重要的角色,改变了贫穷。水坝为经济发展和社会进步做出了巨大贡献,成了一国经济体系中不可缺少的组成部分。

美国是世界上经济最发达的国家,水坝建设的历史已有一百多年,水坝为其经济发展做出了巨大的贡献。美国水坝经济的发展,积累了丰富的经验,创造了先进的管理模式,也存在一些教训,对怒江水能资源的开发具有很高的借鉴价值。我们要在全面研究怒江水能资源开发的重要价值和战略意义、正确辨析国内舆论关于美国水坝经济发展的三种片面观点、综合分析关于怒江水能资源开发的争议的基础上,借鉴、吸取美国水坝经济发展过程中的经验和教训,坚定不移地推进怒江水能资源开发。

一美国的水坝建设为经济发展做出了巨大贡献

水坝作为促进美国经济增长的重要的基础设施,为美国提供了最有效、最可靠的电力来源。水坝建设全面促进了美国第一、二、三产业的发展,促进了美国西部地区的开发,促进了美国供水和水资源调配问题的解决。水坝所产生的电力还帮助美国赢得了第二次世界大战。

(一)水坝已成为促进美国经济增长的重要的基础设施

1936年,世界上第一座大型水坝--胡佛大坝,在美国科罗拉多河布莱克峡谷建成,与它邻近的拉斯维加斯城那时还是内华达州的一个小镇。该大坝高221米,3倍于自由女神像高度,为当时世界第一大坝。

该大坝庞大的混凝土坝墙挡住了科罗拉多河的河水,造就了米德湖,库区有长达160公里的水体。另外,还有9座大坝将科罗拉多河的河水分别引入亚利桑那州、内华达州,以及南加利福尼亚州,给这一地区的主要城市的发展提供了动力,将贫瘠的美国西部地区变成了一个葱茏而富饶的花园。在美国,大坝已成为国家基础设施中的重要组成部分。美国有大小坝82704座,约占世界水坝总数的10%,高度在15~30米之间的坝有6975座,30米以上的大坝有1749座。在美国所有大江大河中,只有一条黄石河,没有建坝。水电总装机为75500百万瓦,年发电量为300亿千瓦时,另有抽水蓄能装机19000百万瓦。水库总库容为亿立方米,为世界之最。按功能划分,美国水坝中用于供水或灌溉的大坝有1890座,防洪的大坝有1873座,旅游、娱乐目的大坝有870座,以发电为主的大坝有629座。水库总库容为135000亿立方米。在美国,大坝的所有权由私人(占58%)、当地政府(17%)、州政府(5%)和联邦政府(3%)持有,公共设施占2%。美国通过修建水坝充分开发水能资源,综合利用水坝在防洪、发电、航运、漂木、供水、水资源调配、水环境保护、旅游、娱乐休闲等方面的综合优势,极大地促进了国家经济的发展。胡佛大坝、大古力大坝、田纳西河流域大坝群等都是美国经济发展与能源开发的成功范例。

(二)水坝提供了美国最有效、最可靠的电力来源

首先,水电是美国最有效的电力来源。

水电是一种相对清洁的、基本上无污染物排放的可再生能源,其可以提供许多电力和非电力方面的利益,它是美国能源组合中一个重要组成部分,它源源不断地为美国的电力消费者提供优质能源。水电是美国最有效的电力来源,水电项目是电力生产最有效的手段。水力发电已经显示了它的高效率。世界银行的数据显示,水力发电将机械能转化为电能的效率高达85%(田纳西河谷管理局的数据为90%~92%),而汽轮机的效率只有50%。水电站一旦建成后,其运作成本相对较低。如今大部分水电站的效率通常超过90%。水电站不产生污染,不需要使用燃料,自上而下的水是消耗不完的,比起其他形式的电力生产,水电有着很长的生命期,并且立即可以得到。这些有利的特点使得水电项目成为具有吸引力的电力资源。

从能源供应比例看,到20世纪初,150水电已占全美电力供应量的40%。在20世纪40年代,水电占美国西部和太平洋西北地区用电量的75%,大约相当于整个美国总发电量的1/3。随着美国水电开发程度的提高、优良坝址的日益减少和其他发电形式的不断发展,水电所占的份额才逐步下降。

在发电量方面看,美国现有大约2358座水电站,其中常规装机容量为74800百万瓦,抽水蓄能发电容量为18400百万瓦,美国的水电装机容量为90十万瓦,处于世界前列。按其产权性质划分:联邦政府占44%,私人占35%,非联邦政府的公共部分占21%(例如灌溉区、城市和水区)。联邦能源监管委员会管辖1016个持证和617个获得豁免权的水电项目,联邦政府所拥有的最大的常规水电项目是位于华盛顿中北部的哥伦比亚河上的大古力项目,其装机容量为6180百万瓦。萨斯奎汉纳电力公司和费城电力公司在马里兰州Conowingo附近的萨斯奎汉纳河上共同经营的一座512百万瓦的水电站是全美最大的私人拥有的常规水电站。在纽约州尼亚加拉大瀑布下由纽约电力局所运营的2515百万瓦常规型水电站是全美最大的非联邦政府、公共所有的常规水电站。

工业数据显示,美国水力发电站每年可提供9.2万千兆瓦电力,相当于500个燃油电厂或150个燃煤电厂所能提供的电力,并且每年可以少释放2亿吨二氧化碳。今天,水电依然是美国最主要的可再生能源。

其次,水坝提供了美国最可靠的电力来源。

一个鲜为人知的事实是,水电对美国电网运行可靠性的重要贡献,它曾用来帮助迅速恢复大停电之后的电力供应。电网运营者常利用水电的快速和灵活性解决电力供应中不断出现的波动问题,以及在停电后的恢复电力供应。1965年所发生的一个显着例子足以证明电力可靠性的重要,在当时,新英格兰、纽约和安大略有3000万人遭受停电之苦,这就是众所周知的“1965年大停电”,它将在高峰时段乘坐交通工具的人们陷于困境之中,更为糟糕的是,由于缺乏事先储备的在突然停电后迅速恢复供电的电力备转容量,未能充分地应对突发的停电事故,从而引发了一连串的事故,使得美国东海岸的大部分地区陷于一片漆黑之中。

此次停电使人们意识到建立一个更为可靠的输电网络的重要性。一连串发生的电力事故,使公众明白了电力系统是互通互联的,并有必要进一步加强电力系统之间的协同合作以及突发事故的应急反应机制。北美电力可靠性协会所组织的地区可靠性协会的现代化系统正是在这一背景下应运而生。在1965年的大停电之后,水电对于恢复系统的供电起到了关键的作用。水电的黑启动能力--在不需要外来电源的情况下重新启动发电,使得备受折磨的电网运营商能够为更多的热电站提供辅助能源,而热电站常常需要几个小时甚至几天才能恢复供电。水电还用于激活输电线路,帮助附近的电网恢复供电。在一份联邦政府关于该次停电的报告中写道:“拥有水电的电网能够比那些单独依靠热力发电的电网更快地恢复供电。”该报告最后总结道:“我们的初步调查表明,电力储备的类型和分布在应急使用的范围内与电量同等重要。具有快速起动和负荷感知特性的其它电力资源,比起那些发电量增长缓慢的蒸汽发电站,更有能力应对负荷的突然增加。”

(三)水坝建设全面促进了美国第一、二、三产业的发展

利用水的落差产生机械动力是一个古老的工作方式。在两千多年以前,希腊人曾利用水轮将小麦磨成面粉。利用溪流和河流中水的落差所产生的潜在能量进行发电已有一百多年的历史。早在18世纪,美国人就认识到了水电的优越性,并将其广泛用于磨粉和抽水。通过利用水进行发电,人们实现了改善生活水平的目标。尼亚加拉大瀑布是美国最早用于水力发电的地方,直至今天它仍然被作为电力的来源。

作为管理贫瘠的西部地区水资源的政府机构,美国垦务局20世纪初开始涉足水电的生产。其所建造的大坝成为主要的电力生产者。在水电开发的早期,电站被建造在大坝的位置以支持工程队的施工活动。水电被用于举起、搬运和加工用于建造大坝和开挖运河的建筑材料。电站为锯木机、混凝土搅拌机、空中索道、巨型铲挖机和索斗铲提供能源。

因为有了水电站所提供的照明,夜间作业成为可能。当工程结束后,水电驱动的水泵可将水输送到较高的地段。多余的电力被卖给当地的配电系统。当地的工厂、城镇和农村的消费者从这一成本低廉的电力中获得实惠。大坝和相关设施的建造和运营费用,大部分通过销售剩余电力的收益支付,而不是仅仅通过用水者。电力方面的收益,给那些居住在西部地区的依赖灌溉而生活的农户带来了新的收入来源。垦务局的第一个水电站建在亚利桑那州凤凰城东北约75英里的索尔特河上,作为罗斯福大坝建设的辅助工程。小型水力发电机在工程建设之前被安装为工程和用于运送石块的设备提供能源。剩余的电力被卖给社区,当地居民很快便支持增加大坝的发电量。于是建成了一座4500千瓦的电站,年有5台发电机被投入运营,为抽取灌溉用水提供能源,并向凤凰城地区提供电力。

水电开发作为水坝建设的一个附属产品对该地区的经济和生活水平产生了巨大的影响。电力被卖给农场、城市和工厂。依靠电力,可以打井抽水使更多的农田得到灌溉,还可在那些饱受水涝和碱性土壤问题困扰的地区抽水排涝。1916年,已有9座抽水站被投入运营,灌溉了超过1万英亩的土地。此外,垦务局还解决了凤凰城的所有居民和商业用电需求。低廉而充足的水电同时促进了该地区的工业发展,一家私营公司可以在附近建造一个大型的冶炼厂和磨粉厂并使用水电对低等级的铜矿石进行加工。罗斯福发电站是最早由联邦政府兴建的大型电力设施之一。其发电量已经从当初的4500千瓦增加到超过36000千瓦。电力的开发最初用于修建罗斯福大坝和抽取灌溉用水,也用于帮助支付工程建设费用,改善农村和城市居民的生活水平,并促进凤凰城地区新兴工业的发展。在第一次世界大战期间,水电项目持续不断地为西部地区的农场和牧场提供水和电力,它也帮助解决了整个国家吃和穿的问题,并且电力方面的财政收入成为联邦政府的重要收入来源。

1930年代的经济大萧条,伴随着在西部地区普遍发生的水灾和旱灾,刺激了多用途复垦项目的建设,例如哥伦比亚河上的大古力水坝,科罗拉多河下游的胡佛大坝以及加利福尼亚的中央河谷项目。那些大坝所生产出的低成本水电对城市和工业的发展产生了深远的影响。

“二战”后,水电被用于迅速发展的和平时期的工业。西部地区的工业主要使用矿物资源或农产品作为原料,水电对其工业发展至关重要。许多工业甚至完全依赖联邦政府所提供的水电。

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