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印度水利水电开发的若干问题及其讨论

 

[摘要] 修建水利水电工程在满足日益增长的水资源需求,保障粮食和防洪安全,保障电力特别是调峰电力供应,保障热力供应,减少污染等方面具有举足轻重的意义,但是也存在修建大坝对生态和社会影响的忧虑。本文介绍了印度水电专家对修建水利水电工程的思考,对于我国的水利水电工程建设具有借鉴意义。

[关键词] 印度 水利水电,工程 开发 问题 讨论

1 引言

修建水利水电工程特别是大型工程在满足日益增长的水资源需求,保障粮食和防洪安全,保障电力特别是调峰电力供应,保障热力供应,减少污染等方面具有举足轻重的意义,但是也存在修建大坝对生态和社会影响的忧虑。印度水电专家PRADIP BAIJAL和P K SINGH于2000年5月在《政治经济周刊》上发表了“如果没有大坝,我们还能够做什么?”(Large Dams: Can We Do Without Them?)的文章。作者以收集到的大量资料为基础,分析了不同的观点,提出了必须用长期的可持续发展的观点看待印度的水利水电资源开发问题和平衡各种供给与需求之间的矛盾。虽然作者强调只代表个人观点,但是由于该文资料详实,论据充分,观点鲜明,具有代表性,发表以后产生很大反响,成为主张修建水利水电工程的力作,被世界上许多知名院校选为教学材料。印度和中国同属发展中的人口大国,具有很多类似的问题,也有很多值得互相借鉴的经验。本文主要依据该文,并参考其它文章编译而成。

2 关于修建水利水电工程必要性的讨论

印度人均可用水资源量直线下降,从1951年的6400立方米下降到2000年的1967立方米,很可能到2050年进一步下降至1400立方米。印度有3、4个月的雨季,能够产生大量的降水,但不幸的是,因为我们还没有足够的储存手段,在洪水对大片土地肆虐之后,75%雨季降水将流入大海。大约75%的降雨发生在6月到9月。过去利用小的池塘等存储雨水,在人口少的情况下一般能够用几个月。现在随着人口增加,这些小池塘(小水坝)已变的明显不够。因为渗漏和蒸发,小的储水设施一般不能长期储水。因此,大量的目光都迫不及待地集中在修建大容量的储水设施,不仅能够满足家庭全年的日常生活需要,而且能够灌溉土地。中央水资源委员会 (CWC)已对全印度的可用水资源量做出评估,为2.301*1012m3。 其中,地表水为1.869*1012m3;地下水是0.432*1012m3。在1.869*1012m3的地表水中,只有0.690*1012m3能够被加以储存利用。目前印度所有水库的存储能力是0.174*1012m3,这比赞比亚和津巴布韦的 Kariba 水库的库容(0.1806*1012m3)还小, 仅比埃及的阿斯旺水库大0.012*1012m3。在建的工程将可提供大约0.075*1012m3的库容。

随着人口增加,水资源的需求量大幅度增加。表1给出了印度1997年用水情况和2050年计划用水情况。从表中可以看出,即便我们通过储蓄地表水能够解决0.690*1012m3的供水,1.122*1012m3 (0.690*1012m3 + 0.432*1012m3的地下水)的总可用水资源量将比2050年计划的1.364*1012m3的需求量还小。

饮用水:印度大量的人口缺乏合格的饮用水。许多地方的地下水含盐量过高,不适合饮用,而处理过的降雨则成为饮用水的理想选择。当较小的蓄水工程的水在炎热的夏季蒸发殆净后,除非有大的蓄水工程,饮用水供给往往是束手无策。很多城市,大的或小的,全年供给饮用水就依赖这样的水源。

农业用水:根据中央水资源委员会1998年的统计,在1993-1994年总的播种面积是1.864*108公顷。众所周知,灌溉土地的产量(每公顷2.5吨)比非灌溉或靠天耕作的土地(每公顷0.5吨)高。已经证明通过水库把水从旁遮普和哈里亚纳邦输水到农业地区具有重要的灌溉潜力。印度在1951规划灌溉面积是2.26*107公顷,在1996-1997年实际已经增加到9.0*107公顷。确定大、中、小灌区(利用地表水和地下水)最终印度总的灌溉潜力为1.399*108公顷。通过优化土地管理,如较好的灌排系统、使用化肥、良种、农药等,农产品产量能够大幅度提高。但是,离开了灌溉,那么其它措施对提高产量的作用微乎其微。因此,灌溉应该是提高产量的首要因素。可供选择的是进口粮食(就像印度在上世纪60年代那样)。在1.86*108公顷的总耕地中,迄今为止,灌溉9.0*107公顷公顷耕地的目标已经实现。如果我们能够使5.0*107公顷耕地再得以灌溉,那么印度每年将会生产1亿吨的粮食作物。通过修建大中型水利工程,小型的地表水或者地下水灌溉工程,灌溉将为印度的农业生产提供必要的保障。

估计小型的地表水和地下水灌溉工程的最大的灌溉潜力分别为1.74*107公顷 (1.22*107公顷已经开发)和6.4*107公顷(4.59*107公顷已经开发)。其它主要灌溉水源必须通过大中型水利工程获得,因此,这些工程应尽快建设,以发挥它们的灌溉潜力。

防洪:在印度几个地区发生的大洪水平均每年使1000人丧生,需要几十万卢比补偿无家可归的人,财产和家畜损失价值几千万卢比。根据中央水资源委员会的报告,1996年有1271人在洪水中丧生,被洪水淹没的农作物价值3.839*109卢比。共有7.36*106公顷土地和3千9百万人受到洪水的影响。实践证明,大水库有助于有效地管理洪水和减少成百上千万人蒙受洪水灾害。修建Ukai 水库后,Surat 市的居民终于摆脱了每年的洪水之苦。很明显只有大库容的水库才能有效地控制洪水的威胁。

发电:衡量人民生活水平的指标之一就是每个人的用电量。在印度大家都受过长期缺电之苦。根据国家电力管理局的资料,用电高峰期缺电最为严重。从表2可以看出用电高峰期和用电量需求之间的缺口已经持续存在并且还要持续下去。因此,必须调整供电结构,降低火电—水电的混合比。从世界范围看,有丰富水力资源的国家大都有效地开发了这些资源,建成了水力发电站。目前一些国家水力发电分担总发电量的情况见表3。从该表可以看出,发达国家水力发电所占总的发电量份额很大。

但是,一些水电专家认为发达国家如美国和德国水力发电所占份额不是太大而是太小。在看到一些国家水电份额偏低事实的同时,也应该看到欧洲国家通过共同的电网相连接而且峰谷时间不同步。在这些情况下,电网能够从挪威、瑞典、瑞士和奥地利等国的需求而达到峰值。同样地,加拿大与美国共用一个电网,而峰荷要求的时间不同步,通过水力发电不能够满足调峰的需要。进一步说,他们有足够的装机容量来维持供电质量,可以根据水电工程的供电情况提供火电供应,而像印度这样的穷国必须避免或者应该避免由于外汇消耗而对经济产生的影响。

在印度,水力发电所占总发电量的份额是制定五年发展计划初期的重要问题。在1962-1963年水力发电所占总发电量的份额高达50%。其中的原因可能是在起初的几个五年计划中根据发展农业的优先权,导致大批建设注重灌溉以及发电利益的水利枢纽工程。在以后的五年计划中,更多地强调发展工业,因此,建立起一批燃煤发电厂。

从表4可以看出,1980年以后水电份额开始严重下降。专家认为火电和水电的合理的混合比应该是60:40。印度很大程度上依赖火电厂,因为这个国家75%的电力是火力发电。火电厂使用煤或油等化石燃料,不仅使化石燃料趋于枯竭,而且产生大量的环境污染。印度的第九个五年计划列出剩余的化石燃料的开发年限,显示出发展基于非化石燃料电站的紧迫性(表5)。

考虑60%水头印度大约有84,000 MW 的水力发电潜力。水力发电潜力大都分布在北部和东北部地区(表6)。中央电力局(CEA)的资料显示南部和西部地区的水力发电潜力已得到开发或者正在开发,而潜力很大的北部和东北部地区还没有开发建设。考虑到北部地区具有巨大的水电资源和不合理的水电—火电混合比,导致电网不经济的操作和非常大的峰荷缺口,在北部地区开发比目前计划大得多的水电资源是合乎逻辑的。

清洁能源:受温室效应的影响全球变暖已成为人们普遍关心的问题。由于大气接受太阳热量的增加,到2020年地球的平均温度将升高1.5°C -2.5°C,相应海水位将升高15厘米-72厘米,的确令人担忧。

表7显示CO2扩散是温室效应的主要制造者。以下一些因素对产生温室效应有影响:

——化石燃料:燃烧化石燃料在热电厂(占印度全部电力供应的75%),在铁路和公路等交通运输中产生的CO2气体。

——燃烧植物材料:燃烧木材、农业废弃物等以替代耕作、动物肥料等,有助于CO2 和N2O的扩散。

——农业生产:种植稻谷过程中会产生甲烷气体;使用氮肥能导致N2O气体的扩散。

——采伐森林:在河谷中建设水电站,开发水电资源对采伐森林的影响并不大,小于采伐总量的12%。

“联合国气候变化框架公约” (UNFCCC)缔约方会议通过的旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的“京都议定书”规定,到2010年,所有发达国家二氧化碳等6种温室气体的排放量,要比1990年减少5.2%。具体说,各发达国家从2008年到2012年必须完成的减排目标是:与1990年相比,欧盟减排8%、美国减排7%、日本减排6%、加拿大减排6%、东欧各国减排5%至8%。新西兰、俄罗斯和乌克兰可将排放量稳定在1990年水平上。议定书同时允许爱尔兰、澳大利亚和挪威的排放量比1990年分别增加10%、8%和1%。

“京都议定书”规定的减排标准并不适用于印度,但是主要的发达国家已经提出,为了达到“联合国气候变化框架公约”的目标,像印度和中国这样的发展中国家也是温室气体排放的主要国家,也应该签署限制温室气体的承诺。根据“京都议定书”一种叫做“清洁发展机制”(CDM)的机制已经启动,其中规定发达国家有义务资助发展中国家开展减少温室气体排放的工作。“清洁发展机制”将帮助发达国家完成在“京都议定书”里规定的减排承诺。“清洁发展机制”允许一个发达国家用资助发展中国家减少的排放量来弥补国内的排放量,同时“清洁发展机制”将对发展中国家的可持续发展有所帮助。“清洁发展机制”的原则和标准还没有达成最终协定。根据“京都议定书”,“清洁发展机制”的目的是“帮助不包括附录I的合作伙伴的可持续发展,并且对议定书的最终目标有所贡献;帮助包括附录I的合作伙伴达到在议定书里规定的减排承诺。” “清洁发展机制”是一种基于合作项目的机制,可能包括发达国家的向发展中国家减少温室气体排放项目提供资金的私人或公共实体。

世界银行也参与到了国际间有关的减少温室气体排放的工作,明确提出限制批准向火力发电项目提供资金。与此类似,双边、多国的金融机构和外国银行也发出了限制向火力发电项目提供资金的信号。从上可以看出,水力发电对温室效应的影响是可以忽略的,可以称之为生态环境友好型的项目。随着“京都议定书”减少温室气体精神的落实,我们应该建设那些产生最少温室气体的项目。因为根据“清洁发展机制”的原则,像印度这样的发展中国家能够从发达国家获得财政和技术援助,水力发电工程将更加具有吸引力。

埃及的阿斯旺高坝在建设期间就引起来自四面八方的批评,因为阿斯旺具有1620亿m3的巨大库容,机组安装容量2100 MW 。但是,阿斯旺高坝建成后,彻底控制了埃及尼罗河的洪水,耕地面积扩大了两倍甚至三倍。更值得关注地是修建阿斯旺高坝减轻了埃及人民从1979 年到1987年连续9年干旱的痛苦。同样,在上游修建了大型水电工程之后,印度的哈里亚纳、西孟加拉的洪水灾害已成为人们的记忆。但是,印度北部的比哈尔邦每年都要遭受洪水灾害,因为我们还不能有效地存蓄这个位于喜马拉雅山脚下地区的洪水。同样地,在印度大部分建有灌溉工程的地区干旱已经成为历史。从1985-1986年 到1987-1988年三个连续干旱期的经验告诉我们,小型灌溉工程很快就会干枯,地下水也会耗尽,只有依靠大型水库才能拦蓄雨水,保证农业连年丰收。修建大型水库已经成为印度解决灌溉、提高农业产量、防洪、供水和电力供应等问题的必然选择。

3 关于修建水利水电工程负面影响的讨论

如果水利水电工程尤其是大型水利水电工程具有那么多的优点,为什么有那多人还要提出质疑呢?大型水库在上游拦蓄了大量的水,是不是破坏了生态平衡,容易诱发地震呢?这些质疑主要是针对修建水利水电工程可能产生的生态和环境以及移民等方面的问题。

诱发地震:通过大坝拦蓄的大量水体会对水库和犹宀薮蟮难沽Γ遣皇怯辗⒌卣鸬囊蛩啬兀?982年美国陆军工程师团(USACE)承担了一项关于大坝对诱发地震影响的研究。对若干大坝进行研究后,陆军工程师团发现诱发地震和修建大坝之间并没有直接的联系。报告指出,根据对印度的柯依纳大坝和埃及的阿斯旺大坝的研究,迄今为止还没有发现任何诱发地震的证据。每次发生在水库附近的地震是由水库诱发的,只不过是人们错误猜想而已。印度中部城市贾巴尔普尔的例子可能有助于人们对水库是否诱发地震有所认识 (表8)。

苏联当时世界上最高的Nurek坝(300米高的土坝)经受住了里氏7级地震的考验。此外,柯依纳水库于1962蓄水,但6.5级地震发生在1967年。阿斯旺水库于1964蓄满,但5.5级地震发生在1981年。另外,由位于美国莱克星顿的维吉尼亚研究院主持的研究也得出同样的结论,修建柯依纳大坝和阿斯旺大坝与发生地震之间没有直接的联系。

还没有听说那座水库在地震中发生垮坝。一些地震发生在大坝附近,但其原因不能够归结于建坝或水库蓄水。事实上修建大坝后和以前一样可靠甚至更加可靠,我们具有足以经受地震考验的设计和施工能力。我们不断修建高层建筑,因为我们知道高层建筑更能够抵御地震风险。

水的浸透:另一个归结于修建水库和水力发电工程的负面影响是在它们周围出现的水的浸透现象。这是令人担忧的,水的浸透引起周围地区地下水位升高,导致土地盐碱化和氧的过度消耗。当对修建水库的批评断言由于受水的浸透之害远大于灌溉之利必须停止修建大坝的时候,印度中央水资源委员会于1998年汇编的资料指出受水的浸透的土地共有8.51*106公顷,但是不能够归结为修建水库一个原因。受水的浸透之害的土地面积比增加的灌溉面积的1/10还小。盐碱化和水浸透土地的增加与修建水库并没有直接关系,直接原因是在一些用水地区过度灌溉、排水不当和水资源管理不力。在灌区农作物和树木的光合作用率提高,因而全部氧的有效性得到增加。随着地下水位升高,整个地区的植被增加,到处郁郁葱葱,但是对一些深根树木可能会造成不利影响,需要进行移植。坝址周围湿润的环境给作物生长创造了良好的条件。

土壤侵蚀:因为伐树生火、取暖和和其它用途,大量森林开始退化,土壤侵蚀正在成为日益敏锐的问题。但是,流域治理和开发工作有助于防止土壤侵蚀。此外,水电站的发电能够减少对生火、取暖木材的需求,减少伐树量。事实上,随着流域治理工作的开展,往往要进行大规模的有助于防止土壤侵蚀的造林活动。

水库移民:水库施工区和淹没区的移民安置已经成为一个十分复杂的问题。大多数水库工程位于教育落后和居民缺乏谋生手段的偏远山区,每个家庭的收入很低。但是,一旦这些村庄因修建水库或其它开发活动整建制地成为移民,社会变革立即就会产生。在过去几年中,印度工程建设管理当局执行了叫做“恢复原状和重新安置的移民规划”( Rehabilitation and Resettlement Plan)。该计划不仅对土地及其附着物进行赔偿,而且提供较好的生活条件。因此,有时受优越的赔偿条件诱惑一些家庭想方设法从附近村庄获得不管什么只要能够赔偿就行的土地。有时当地的地主和其它既定利益者试图误导当地村民因为修建水库将带来生态和环境灾难,鼓动闹事,提高赔偿标准。在这些大都是贫穷、文盲和迷信普遍流行的山区,当地无知的易受骗的村民很容易受谣言蛊惑。但是,由于提供的赔偿是优厚的,而且在工程建设和管理中尽量考虑雇用当地人,因此,许多居民并不反对修建能够给他们带来利益的水库工程。当然,也不排除同样的利益获得者用不让发电来要挟的情况,他们利用生态问题希望工程停工来达到自己的目的。

修建水库使移民们离开了祖祖辈辈生活的家园,无庸置疑,移民们将告别他们的过去、文化、习俗和传统。但是,一定不要忘记移民的历史已经延续了几千年。越来越多的人从农村迁入城市。随着传媒的巨大影响,不同的文化正在发生融合。进一步说,四通八达的公路和铁路网已把不同地区的人民联系在一起。即便没有迁徙,人们的习俗和传统正在发生变化。但是,不考虑所有这些因素,水库移民的恢复原状和重新安置应该采取这样的方式,即他们在新居住地没有在文化和社会上的被隔离感,也没有在经济上的被歧视感。不应把移民从喜马偕尔邦的丘陵地区迁移到拉贾斯坦邦的塔尔沙漠,反之亦然。同样地,应尽可能把移民安置在地理和社会上相类似的其它地区,以便使移民不失去与社会的联系。应该确保对移民而言迁徙不能够成为他们的一场噩梦。

必须详细制定和认真执行“恢复原状和重新安置的移民规划”,目的是从根子上尽可能全面考虑可能出现的所有问题,例如,是富裕户的还是贫困户,是真正的移民土地还是临时购买的土地,是当地农户还是暂住户,是雇员还是雇主等。详细制定的“恢复原状和重新安置的移民规划”应该确保迁移后移民的生活标准得到提高。

投资效益:表9给出了最近完成评估的几座水电工程和火电工程所需的资本金。从表中可以看出每MW的水电和火电投资或多或少存在差异。火电的环境影响投资占工程总投资的7%,而水电是1.38%到4.5%。此外,比较益本比,投资归结于不同的组成,例如,水力发电、灌溉、防洪、供水等,利用每个组成的直接效益进行益本比分析,但是,一些不能够量化的间接效益没有被考虑,例如,航运、渔业开发、旅游、增加就业、减少贫困、减少从农村到城市移民等。

在长期运行中水力发电是最廉价的能源,因为它没有燃料投资,从而可以认为增加的投资是零。因而可以说水电工程需要比较高的投资的概念是基于错误假定的一种误解。水力发电很重要的优点是发电过程中的重现投资可以忽略不计。火力发电需要像煤和油等化石燃料,而很大一部分化石燃料需要进口,导致外汇储量的大量流失,同时,因为水力发电工程的运行不需要大量的燃料,所以这部分投资可以忽略不计。消费者支付的电费由两部分组成。固定组成(FC)表示对电厂投入资本金的支付。能源组成(EC)表示对运行过程中投入燃料等的支付。我们看到在初期水电和火电的全部资本金在同样的4-5千万卢比/MW的范围。水电和火电的电费固定组成随着时间延长而不断减少,直到还请。因为燃料价格的增加,火电工程电费的能源组成是不断增加的,而水电工程电费的能源组成是可忽略不计的。结果导致水电工程与火电工程比较,具有平准化(平均)价格较低的优势。进一步说,由于燃料价格的增加,火电价格将以指数形式增加。事实上,所有的水电工程可能在开始阶段的投资比火电工程稍微高一些,但是随着时间的推移投资将会直线下降。如果我们全面比较水电工程与火电工程的发电成本,就会发现水力发电更加经济。在表10中除了印度国家水电公司(NHPC)和国家火电公司(NTPC) 负责的工程外,还列出了其它一些工程。

如果我们l利用公共部门印度国家水电公司(NHPC)和国家火电公司(NTPC) 管理的同时代的工程比较电力生产成本,尽管在边际效用上存在差异,但是,也能够得出同样的结论(表11)。

从上表可以看出,虽然火电的固定生产成本随时间下降,但由于燃料价格的增加可变生产成本随时间而获得支配地位。这就使得火电在运行一段时间后生产成本变得昂贵。水电起初的生产成本可能要略高于火电,例如,1992投产的装机120 MW 的Tanakpur水电站生产成本为137派萨/分,而1995-1996年投产的装机1000 MW的Talchar火电站生产成本为125.60派萨/分。但是在长期运行中,水电站在提供实用的电力方面具有与众不同的优势,例如,以极低的价格提供调峰电力。

印度各个邦的电业管理局(SEBs)列出一张不考虑个别工程的公平合理的全面比较水电与火电平均生产成本的表格(表12)。水力发电能够根据各种需求提供形式多样的电力供应,而火力发电则是不可能的,因为关闭和重新启动火力发电机组都要造成极大的能源浪费。

设计周期:水力发电工程的设计周期确实比火力发电工程长,但是一定不要忘记水力发电工程的寿命是火力发电工程的两倍多。水电工程设计周期长可能是由于以下的原因:

①确定设计方案的周期长,例如,水文资料收集分析、地形测量等;

②需要大量的机构共同参与;

③探讨和确定工程的生态和环境影响的周期长;

④制定和执行恢复原状和重新安置的移民规划的周期长;

⑤征地的周期长;

⑥因为受错误概念的误导,贷款方对工程筹资普遍持冷漠态度;

⑦在偏远地区工作难度大;

⑧涉及民事的工程在水力发电工程建设中占相当大的比率,这是很费时间的;

⑨在涉及民事工程中的特殊地质构造和文物等的保留或搬迁问题;

⑩施工设备的开发和购置。

但是,编制和执行适当的工作计划能够大幅度缩短设计周期。借助卫星和其它现代化的测量设备,地形测量和资料收集的时间也能够大幅度缩短。

淹没面积:在人们思想中普遍存在着只要是大型水利水电工程淹没范围就一定大的印象,但是事实上只有多目标综合利用的蓄水型的水库具有较大的淹没范围。这样的水库是在进行详细的技术、水文、生态和环境等研究后才得以建设的。因此,人们认为无论什么情况要尽可能建小型水库,他们相信只要把高坝改为低坝水电工程的淹没范围就一定会缩小。小型径流式电站将是大型水电站的理想替代品是一个很多人争论的问题。从表13列出的即使是在Gujarat邦这样位于平原地区总的淹没面积可以看出这种认识也是不可靠的,高坝的单位蓄水量的淹没面积比中型坝要小得多,如果在Uttar Pradesh邦和Himachal Pradesh邦这样的丘陵地区还会更小。表14列出了每MW发电量的淹没面积,可以看出水力发电在考虑水库淹没的情况下也能够称之为非常经济的能源。

生态环境:无庸置疑,任何造成森林破坏的活动都是有害的。在印度森林减少的主要原因是用树木做燃料和建筑材料等。还有一些其它原因,例如,过度放牧造成牧场破坏、砍伐森林开垦农田等。由于在河谷地带开发水电资源淹没造成的森林减少可以忽略不计。即使这样,水电工程建设当局也都根据1980年颁发的保护森林法,按照超过非林地的赔偿标准或者对未利用的非林地按照降级林地两倍面积的赔偿标准予以赔偿。越来越多的人担心水库淹没对动植物群落的影响和造成稀有鱼种的消失。水坝的修建对一些迁徙的鱼类可能产生影响,但是同时由于蓄水期间水库对周边植被和土壤的长期浸泡能够释放大量的营养物质,其它一些鱼类的数量将会大幅度增加。即使迁徙鱼类通过修建鱼道也能在河中顺利地上下迁徙。在许多水库已经观测到鱼类增加的资料。就像对待水库移民一样,水库建设者也会给水库鱼类同样的权利。在水库淹没造成森林面积减少的同时,我们也可以看到修建水库把荒地变成了农田,使到处郁郁葱葱、充满生机。大型水利工程也能够成为改善环境的有力工具,例如,由于修建了从Bhakra 引水的Indira Gandhi运河,拉贾斯坦邦西部成为一片绿洲。该工程不仅提供农民在沙漠中种植农作物的便利条件,而且成功地阻止了塔尔沙漠在Punjab和Haryana地区的延伸。

4 关于选择修建大型水利水电工程理由的讨论

如果我们不修建大型水利水电工程,满足增加清洁能源的需求只能够依赖小型水利水电工程或者非常规的能源。作为选择的另一条途径是通过节能降耗的管理手段减少对电力的需求。

小型水利水电工程:修建小型水利水电工程没有太多的移民问题,因此在一些地区倍受青睐。但是如果全面分析比较大型水利水电工程和小型水利水电工程的利益和技术经济参数,就会发现修建大型水利水电工程具有明显的优势。

非常规能源:一些专家认为利用环境友好型能源,例如太阳能和风能等可再生的能源是水电和火电的理想替代品。但是根据印度非常规能源部(MNES)的估计,太阳能、小水电和风能等可再生能源的潜力难以满足需要(表15)。

这些能源具有的优点,例如环境友好型的特点、自然循环的特点等,被一些难以克服的缺点所抵消,例如能源的季节利用性、大的空间要求、劳动力强度大、成本高、不切实际和装机的极低利用率。尽管如此,从表16可以看出只要切实可行印度政府还是极力予以开发。印度政府制定了各种财政和金融的优惠政策以刺激发展这样的工程。这些政策包括100%的加速折旧、进口关税的减免、免除消费税和销售税、5年免税期、产业优先地位、资金补助、发电由各邦的电业管理局(SEBs)直接上网等。

利用太阳能和风力发电从基础研究到规模利用都有待于深入研究。研究和开发新技术总是昂贵的,像印度这样的国家难以支付这样的费用。

太阳能发电是从太阳光的照射中获得能量,然后通过太阳能电池发电。这种技术已经小规模地使用于汽车驱动、房间或马路照明,有少部分太阳能发电已经上网。但是,这种技术还没有大规模采用。即使是发达国家也对利用太阳能缺乏足够的信心,主要是因为这种能源内在的缺陷,例如:

①一天太阳光仅能有效利用6-8 个小时;

②在雨季和冬季不能够利用太阳能;

③维护太阳能电池板费用高;

④投资和发电成本高。

因为上述提到的内在缺陷,太阳能发电的安装容量利用率仅有15%-20%。

根据印度非常规能源部的资料,太阳能发电的资本金是3亿卢比/MW,太阳能电池发电成本是20-25卢比/ kWh,太阳能发电厂平均占地是5公顷/MW。

风力发电是从风板的运动中获得能量。但是,风力发电厂只能布置在选定的有可被利用的足够的风流动的位置。这种发电技术还没有被大规模采用。风力发电的主要缺陷是:

①一年只有3-4个月风的运动能够满足发电要求;

②输电网只能利用3-4个月,在其它月份必须选择其它电源;

③风板的维护费用高。

因为上述提到的内在缺陷,风力发电的安装容量利用率仅有13%-18%。

根据印度非常规能源部的资料,风力发电的资本金是4-4.5千万卢比/MW,发电成本是2.00-2.50卢比/ kWh,风力发电厂平均占地大约是10公顷/MW(大约5%-10%用来修建基础设施和交通道路)。

表17给出了上面讨论的不同发电能源的资本金、发电成本和占地面积。可以看出对于印度而言只有水电和火电是最可行的能源。尽管从资本金和发电成本来看风力发电具有可行性,但是因为占地过多、安装容量利用率过低(13%-18%)以及在保证全天和全年连续供电等方面的内在缺陷,严重阻碍了风力发电的大规模应用。前面已讲到,利用太阳能和风力发电的技术仍然处在初始阶段,存在的缺陷很有可能在将来被消除。随着研究的深入和太阳能板的大规模生产等,未来利用这些能源发电变得很经济不是没有可能。但是,即便到了那时,如果我们必须满足日益增长人口的用电需求,我们可能还必须依靠可利用的技术如水电和火电增加发电容量。

节能降耗:一些专家认为通过节能降耗和需求管理(DSM )能够基本解决电力短缺和峰荷电力要求过高的问题。

利用有效节能的设备更换耗能的效率低的设备能够减少电力消耗;教育人民养成节约能源的习惯也有助于减少电力短缺。印度政府已经知道节能降耗的重要性并采取了一系列必要的行动。但是这不是在短期内能够收到明显效果的。通过立法等手段可以很快制定出有效节能设备的技术标准,但是按照这样的标准更换设备是一笔很大的支出,对于很多企业而言是不切实际的,同时这也可能不是印度政府的初衷。与此相类似,对主要的耗能大户进行强制性的节能检查也有助于降低能耗和提高效率。已经开展的节能降耗的公共教育计划仅仅能够帮助大众认识到节能降耗的紧迫性和重要性,但是,要改变人们根深蒂固的思想需要长期的过程。

另一个降低峰荷电力需求的建议是加强需求管理。需求管理的机制已经尽可能地采用,但是对一些必要的峰荷电力需求限电措施行不通。例如,我们知道一般在晚上和早上,在冬季和夏季是用电高峰,提高这些用电高峰期的用电税收可能有助于降低峰荷电力需求,但是,必将引起广泛反对,实施起来困难重重。进一步说,如果我们的目标是为人民群众提供高质量和可靠的电力供应,那么一味强调需求管理和节能降耗的理由就显得很不充分。为满足人民群众日益增长的电力需要,我们必须建设更多的发电站。

5 结语

可能有人会提出疑问,如果水力发电如此价格低廉和经济合理,为什么印度还一直不停地建火电厂?但是,我们知道按照60%的水头计算印度有84,044 MW 的水力发电潜力,主要分布在北部和东北地区,仅依靠水力发电并不能满足整个印度的电力需要。在南部和西部地区水力发电的潜力已经或正在得到开发。进一步说,只有开发遍布全国各地水力发电资源,火力发电与水力发电的混合比调整到60:40,火力发电才能发挥最大的经济效益。目前,混合比只有76:24,因此,扩大水电装机容量将有助于提高印度供电系统的操作可靠性和稳定性,使之更趋优化和经济。

尽管水力发电存在上述的开发优势和必要性,但是计划者、承包商和投资者对建设水力发电工程仍然信心不足。他们主要是怀疑水力发电工程的生态影响和移民安置。也有一些水力发电工程的投资者和承包商担心水力发电工程可能会拖延很长时间,他们的投资回报不尽如人意。就火电工程而言,主要花费是机器设备,建设方可以利用厂商的信贷得到机器设备;而水电工程更多的是民用建筑,机器设备不是主要支出,单靠信贷解决不了根本问题。还有一个重要因素,就是印度政府考虑到移民安置的难题和地区之间水资源包括水利水电开发的难题可能对建设水利水电工程不抱积极的态度。

正确编制和执行恢复原状和移民安置规划是移民得到赔偿和脱贫致富,也是缓和修建水库引发的尖锐的生态问题争论的有效途径。但是,人们应该时刻牢记生态和环境具有极其脆弱性,只要能够减轻对生态和环境的影响,任何努力都不为过。不仅需要维持Himalayas的环境,而且需要维持成百上千万人生活的Delhi, Chennai, Mumbai等大都市的环境。提高整个国家包括已经成为污浊空气会客室的这些大都市的环境质量的一切工作都应该做。一些因素对环境的破坏比其它因素要大得多,例如,汽车尾气排放、燃烧化石燃料、工业等对城市造成的空气污染。在努力减少污染的同时,我们还应该努力满足日益增长人口的生活需要。

今天对于印度而言没有比修建水利水电工程更好的选择。对修建水电工程的忧惧是没有科学根据的,但是一些人已习惯于把生态危害作为阻止工程建设的借口。修建水利水电工程引起的社会问题必须引起足够的重视,必须编制和执行能够有效监控的详细的慷慨的恢复原状和移民安置规划。

参考文献

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Sharma, Ravinder (nd): ‘Planning and Implementation of Large Dams’, Narmada Valley Development Authority, unpublished.

Verma, C V J (1999): ‘The Imperatives of Dams Projects’, paper presented at ‘International Workshop on Benefits and Concern About Dams’ held in Turkey, September.

作者:侯起秀

水利部黄河水利委员会总工办

 

水信息网   2008-05-05 14:47:10

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