電力行業(yè)是中國最大的溫室氣體排放源和工業(yè)用水戶 。為滿足日益增長的能源需求，到2030年中國的發(fā)電裝機容量可能會翻一番 ，因此，電力行業(yè)的相關(guān)決策將對全球氣候和國內(nèi)水資源產(chǎn)生深遠影響。

為提供決策所需信息，世界資源研究所評估了目前在用或建議采用的20多項發(fā)電技術(shù)對氣候和水資源的影響，識別了一些解決中國電力行業(yè)水資源消耗和溫室氣體排放的雙贏方案。

發(fā)電技術(shù)的用水和排放影響

從生命周期的角度看，所有發(fā)電技術(shù)都會消耗水資源并排放溫室氣體(熱電廠尤為如此)，但用水和排放水平各不相同。

世界資源研究所開展了“水-氣候影響分析”，比較了發(fā)電技術(shù)對水資源、溫室氣體排放和資金成本的影響。下圖分析了各項技術(shù)下每兆瓦時發(fā)電量的淡水取水量和溫室氣體排放，突出每項技術(shù)全生命周期生產(chǎn)或節(jié)約的電量，并根據(jù)資金成本進行排序(按照2010年中國的技術(shù)成本計算)。例如，核電需要大量冷卻用水，而溫室氣體排放則可忽略不計。生命周期中每10億美元投資可產(chǎn)生160TWh左右的發(fā)電量。

對比可見，大部分發(fā)電技術(shù)處于右上方的扇形區(qū)域，意味著需要在用水量和排放之間作出權(quán)衡。取水量和氣候影響較低的技術(shù)處于中間或左下方扇形區(qū)域，這是雙贏區(qū)域，意味著投資對排放和用水量能產(chǎn)生積極的影響。

提高能效和利用可再生能源雙贏選擇

在上述分析基礎(chǔ)上，我們得出以下主要觀點：

-- 提高需求側(cè)能效是減少凈排放和凈耗水量的最有效戰(zhàn)略。提高能效可減少能源需求并降低發(fā)電用水量，從而節(jié)約稀缺的水資源，從而形成節(jié)水和降低能源需求的良性循環(huán)。此外，能效投資也是最具成本效益的措施之一。

-- 在可再生能源技術(shù)中，貫流式水電技術(shù)成本最低且對環(huán)境的影響最小。同時，風(fēng)能和太陽能光伏發(fā)電在中國缺水地區(qū)具有明顯優(yōu)勢，因為這兩種技術(shù)不需消耗大量的水資源，也不會造成溫室氣體排放。

-- 碳捕獲和儲存技術(shù)可使每兆瓦時發(fā)電量的溫室氣體排放減少80%到90%，但這一技術(shù)會造成總資金成本上升90%和耗水量翻番。因此，決策者在設(shè)計采用碳捕獲和儲存技術(shù)的煤電廠時，應(yīng)仔細評估當?shù)氐乃Y源狀況。

-- 循環(huán)或空冷卻系統(tǒng)應(yīng)成為中國熱電廠未來的發(fā)展方向。目前，中國80%的電力來自嚴重依賴水冷卻的熱電廠。將過時的直流冷卻技術(shù)升級為循環(huán)冷卻技術(shù)能夠減少98%的取水量，采用空冷卻技術(shù)還能進一步降低耗水量。

發(fā)電行業(yè)減少用水和排放的五條建議

中國已設(shè)立嚴格的水資源管理制度，對用水量、水資源效率和水質(zhì)實施了強制規(guī)定。因此，中國在決策過程中應(yīng)仔細考慮能源的用水需求。

根據(jù)研究，我們對中國電力行業(yè)管理水資源和排放影響提出以下建議：

-- 提高能效是滿足能源需求并降低排放和耗水量的最主要和最具成本效益的方法。

-- 設(shè)計具體政策，在國家、地區(qū)和地方層面建立行業(yè)用水配額制度，監(jiān)管發(fā)電行業(yè)的取水量情況。

-- 將可再生能源(水力發(fā)電除外)作為中國缺水地區(qū)的最佳方案，同時在水資源充足的地區(qū)開發(fā)貫流式水力發(fā)電。

-- 未來的火力發(fā)電廠向循環(huán)或空冷卻系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。

-- 考慮水資源要求，避免在缺水地區(qū)采用耗水量較大的發(fā)電技術(shù)(如太陽能熱電和碳捕獲和封存技術(shù)等)。