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同济大学研究揭示我国火力发电增长与用水脱钩
2018年9月12日 来源: 科学网

       同济大学研究发现,海河流域大部分地区火电水资源压力指数明显下降,而西北大型煤电基地所处汇水区的压力指数则显著上升,为此建议西北地区煤电基地开发应实行“取水总量控制”措施。9月10日,同济大学与世界资源研究所的这项合作研究成果,以封面文章的形式在线发表于《自然—能源》(Nature Energy)。


       研究人员首次建立了我国长时间序列高分辨率火力发电用水地理信息数据库,揭示了2000至2015年间火电取水、耗水及其水资源压力的时空格局演变过程,并定量评估了多种影响因素对火力发电水资源利用效率提升的贡献。该研究对我国制定合理的水资源管理政策和电力工业发展政策均具有重要的借鉴意义。


       据专家介绍,水资源风险成为继大气污染排放、温室气体排放之后,电力工业面临的又一重要环境挑战。


       我国拥有世界上规模最大的火力发电装机,近年来,随着“西电东输”工程的推进,西北地区大型煤电基地建设进展迅速,大部分新增火电产能向西北缺水地区转移。火电产能西移的发展态势对当地水资源和水环境的影响,引起了广泛关注。


       研究发现,全国范围内,位于水资源高压力区的火力发电量从2000年的0.64万亿度增长到2015年的2.89万亿度,增加了3.5倍。在我国十个水资源一级区中,覆盖新疆、内蒙古西部等地区的西北诸河流域增幅近14倍,是新千年以来火电产能扩张最快的一级区。而其中位于以沙漠和戈壁地貌为主的干旱地区的火力发电量,则从不到50亿度增长到近1000亿度。


       为了应对产能激增和空间布局变化带来的水资源风险,我国出台了一系列管理政策,促进电力工业用水效率的提升。虽然总体上我国火电工业取得了显著的节水成效,但由于我国水资源的空间分布极不平均,能源开发热点地区的水资源压力仍将持续,潜在水风险不容忽视。研究发现,在2000年至2015年间,海河流域大部分地区火电水资源压力指数明显下降,而西北大型煤电基地所处汇水区则显著上升,特别是准东、伊利、哈密等煤电基地增幅最大。个别汇水区的火力发电取水量已经超过了当地多年平均可利用地表水资源量,能源发展与可持续水资源利用的矛盾较为突出。


       为此,研究人员提出了化解电力工业水资源风险的3项政策建议:首先,在位于极度缺水地区的煤电基地开发过程中,应采取流域或汇水区尺度的取水总量控制措施,将水资源承载力作为电站规划和投资建设的主要环境约束之一;其次,改进电力工业的水资源管理,从关注电站或机组层面的用水效率和技术水平,拓展到评估系统层面的水资源压力和水资源风险,避免规模增长与布局失当造成的“反弹效应”;同时,无论在水资源管理政策还是能源发展政策的制定过程中,都需关注能源与水资源系统的协同规划与管理。


       同济大学经济与管理学院副教授张超为该论文的第一作者兼通讯作者。他表示,电力工业的水资源问题直到近几年才开始被关注,未来我国电力工业的发展将面临越来越多的资源环境约束。在未来规划和管理中,应关注电力工业发展对流域及区域水循环的整体影响,借助更加完善的用水计量手段,在极度缺水地区考虑引入取水总量控制等更加严格的措施,推动水资源管理的精细化和系统化。


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