浅析雾霾治理给水电开发带来的机遇

尹 林 果， 陈 刚

(国电大渡河流域水电开发有限公司，四川 成都 610041)

近十几年来，随着经济、社会的发展，能耗的增加，城市的扩大，我国出现雾霾的城市由少到多，雾霾现象由轻到重，雾霾出现的频率由少到多，大面积、持续发展、日益严重的雾霾已经成为严重的环境和社会问题。雾霾污染的加剧，已引起各方对其产生的原因及其治理对策进行研究和分析。尽管大家对雾霾产生的原因有些出入，但都强调燃煤和汽车尾气是其产生的两大主要原因。而这两者都与能源利用有关，且煤电直接与电力有关。

追根溯源，对症下药，从其产生的原因入手分析解决的对策方为根本。不可否认的是：实施能源替代是解决雾霾的途径之一。笔者通过对雾霾地区采用几种能源种类替代供给的可行性进行分析后初步认为：现阶段，水电是治霾的根本措施，治霾利于水电开发，能加速水电发展。另外，笔者从产业转移和项目投资选择角度分析，治霾也有利于水电的发展。但是，限于长久以来形成的国家能源结构状况、水电外送通道等现实情况，短期内水电不能满足治霾的要求。因此，水电企业应对具体项目的开发条件进行深入研究落实，企稳发展。

1 雾霾的成因

雾霾是雾和霾的混合物。其中雾是自然天气现象，霾的核心物质是悬浮在空气中的烟、灰尘等，空气相对湿度低于80%，颜色发黄。

关于雾霾的成因，各方说法不一，但有一点是明确的，即霾的主要来源是电力燃煤和汽车尾气。

中国科学院在相关报告中提出：北京的大气灰霾污染主要形成于周边地区的工业燃煤污染的排放输送，其中，机动车的尾气排放为北京市PM2.5的最大来源，约为四分之一；其次为燃煤。而CNKI、中信证券研究部提供的分析资料则认为北京PM2.5的来源因素如下(图1)。

(资料来源：CNKI、中信证券研究部)图1 北京PM2.5来源示意图

2 治理雾霾的方法

我国产生雾霾的地区资源欠缺。首先应明确的是：依靠产生雾霾地区本身的资源是无法解决其生产和生活问题的，能源需外调。

从造成雾霾的原因着手，笔者分析了雾霾治理的措施：第一，用能源替代，用其他类型的电力代替煤电，用电动汽车或燃气汽车代替燃油机动车；但电动汽车终究也是电的问题。第二，优化经济结构，实施产业转移。第三，提高燃煤的环保标准。

3 实施能源替代治理雾霾给水电开发带来机遇的分析

目前，我国能源供应的基本形势为：(1)能源供大于求；(2)能源结构不合理，煤炭、石油等一次性消耗的资源占比较重；(3)资源中心和消纳中心相距较远，需要远距离调度。国家能源局公布的文件显示：至2013年底，全国发电装机容量为12.47亿kW，电源种类主要是火电、水电、核电、风电和太阳能。其中煤电8.6亿kW，装机占比为69%，水电装机2.8 亿kW，核电装机1 461万kW，并网风电装机7 548万kW，并网太阳能发电装机1 479万kW，非化石能源装机超过3.85亿kW，装机占比为31%。具体占比情况见图2。

图2 五类主要电能占总装机份额对比图(截止2013年底)

雾霾地区燃煤产生的碳、硫等排放是产生雾霾的重要原因。笔者着重分析了核电、风电、太阳能和水电替代煤电供应的可行性。

3.1 核电替代煤电的可行性分析

我国核电发展起步较晚，特别是受2011年日本福岛核电站事故影响，发展滞缓。至今无论是投产总量还是后续计划量都比较微量。

我国发展核电的制约因素主要有：核电的安全性仍未有完全定论，由此导致民众忌惮及难以接受。而对雾霾地区而言，人口比较密集也是其制约因素之一。若用核电代替煤电，需要进行长距离输送。对于京津冀地区而言，该距离可能更远。

3.2 气电替代煤电的可行性分析

气电主要包括天然气、页岩气和煤层气发电，这些资源和煤炭同属不可再生资源。天然气发电实质上是能源的二次转化利用，不利于能源的科学、合理、高效利用。而页岩气和煤层气发电在我国刚刚起步，所面临的技术、政策、环保等制约因素更多，短期内实现大规模开发利用的可能性极小。据IEA、中信证券研究部的有关资料，天然气不是不产生雾霾，而是产量较少(表1)，因此，以气电替代煤电不能从根本上解决雾霾问题。

表1 等热值三种燃料燃烧后的排放情况表

注：资料来源为IEA、中信证券研究部。

另一方面，依靠大规模使用气电代替煤电治霾不利于我国的能源安全。目前，我国的油气资源开发还不能满足自给。2013年，我国能源进口的总花费为3 000亿美元，石油和天然气对外的依存度已分别提高到58.4%、30%，这对于一个十三亿人口大国的能源安全直接构成了威胁，同时也不利于国家经济的发展。

气电不能、也不应该是我国雾霾地区的主要能源消费种类。用气电治霾限于局部、微量和应急供给较为科学，而使用气电大规模地替代煤电的现实条件尚不具备，其后果也很严重。只有待技术、环境等因素取得重大进步，页岩气和煤层气大规模产气才有可能。

3.3 风电和太阳能替代煤电的可行性分析

近年来，我国风电和太阳能发电发展迅速。截止2013年底，我国并网风电7 548万kW，并网太阳能发电装机1 479万kW，两者合计为9 027万kW。按照国家及行业规划，风电和太阳能还将较快发展。按照国家规划，到2015年，风电投入运行的装机要达到1亿kW，太阳能装机容量达到2 100万kW以上。按照国家要求，2014年新增风电装机1 800万kW，新增光伏发 电 装 机1 400万kW(其中分布式占60%)。按照这种发展速度，我国的风电和太阳能十二五发展规划将极易实现。

对于治霾而言，我国三北地区风力资源丰富，太阳能项目也较多，其中华北、东北本就是能源消耗中心或距离雾霾区较近，西北送至华北的通道也已建成。发展风电、太阳能代替煤电，可以较为快速地解决当前的雾霾问题。这一点可从国家新的能源布局得以印证。2014年全国能源工作会议提出，加快重点煤电基地和输电通道建设。其中包括，加大西电东送力度，加快推进鄂尔多斯、山西、锡林郭勒盟能源基地向华北、华中、华东地区输电通道建设，规划建设蒙西-天津南、锡盟-山东、锡盟-江苏、宁东-浙江、准东-华东等12条电力外输通道，提高跨省区电力输送能力。上述通道建设的目的是输电代替输煤，以风电代替煤电，从而实现京津冀等地区的能源供应保障和替代。这些通道距离京津冀等雾霾地区较近，输送距离短，易于快速实现。

但风电和太阳能具有天生的属性短板：一是两种能源价格昂贵，目前的发展是基于国家的补贴和补助才得以完成，我国为此支付了大量的财政补贴资金；二是两种能源都存在间歇性和不稳定性，在一个区域电网中占比不能够过大；三是风电和太阳能项目生命周期均较短，一般而言寿命只有20 a左右；四是太阳能占用土地面积较大，大规模开发不利于土地资源的节约使用；五是风电事故频率较高，一旦出现脱网，将造成区域供电的一系列问题；六是风电和太阳能项目总体容量有限，不可能永远成为电网的主要电力来源。

当风电和太阳能占电网总装机比重达到技术极限时，需要控制风电和太阳能项目的发展。或者说，随着技术和政策的变化，当电价得以限制时，风电和太阳能项目将趋向减少。所以，风电和太阳能能在当前一定程度上缓解雾霾现象，且这种缓解是依靠的国家补贴。但是，从长远看，其能源属性决定其不能成为治霾的根本依靠。

3.4 水电替代煤电解决雾霾的分析

3.4.1 资源属性

目前阶段，水电仍是我国技术最成熟、容量最大、最经济的清洁能源。水电电量稳定，具有较易控制、调度的特点，甚至可以将其作为巨型蓄电池，具有良好的负荷平衡作用。当风电和太阳能发电快速发展，比重达到一定比例的情况下，水电能够成为良好的基础负荷电源，能够成为优质的电力平衡资源，从而确保在保障供给的基础上实现清洁用能。

3.4.2 输送的可行性

我国的特高压技术已在三峡电站输送上海、云南水电输送广州地区的实践中得到验证，已达到世界先进水平，成为技术出口的亮点，被冠以特高压外交的名号。我国正在大力开展各种类型的特高压电力线路建设，已积累了较好的经验。就输送电力而言，特高压更喜欢水电等类似稳定的电源。

3.4.3 经济性

水电项目本身单位电能造价低，与风电太阳能相比，具有较大的优势。建设长距离的特高压电网支出费用较大，但就因治理雾霾年年花费大量的资金、因利用风电和太阳能支付高价补贴而言，特高压电网所需资金较少且一劳永逸，意义重大。同时，在南水北调成功的今天，与南水北调相比，国家实施西电东送财力花费更少，且国家目前具备此经济能力。

3.4.4 规模性

一方面，我国水电资源丰富，且目前开发程度仍较低：另一方面，我国水电多为流域基地建设。一条流域有数千万千瓦装机，规模较大，从而为特高压在送端集中输送提供了便利。

综上所述，从能源替代治理雾霾的角度出发，笔者对我国现有几种电源的分析见表2。

通过上述对比分析可以得出以下结论：用水电代替煤电实施能源替代有利因素优势明显，制约因素相对少、小。加大水电开发，用水电代替煤电，调整能源结构，可以从根本上治理雾霾，但存在及时性问题。

表2 几种能源替代煤电的因素分析表

“罗马非一日建成”。目前，通过水电解决我国雾霾地区的污染问题，需要解决电网规划薄弱等问题。并且水电建设周期长，长距离输送线路也涉及很多省份，通过西部水电解决雾霾问题在时间上来不及，“远水解不了近渴”。

4 产业转移给水电开发带来的机遇

雾霾发生时，北京和石家庄等城市有110家工业企业停产、减产。这是一种积极的应对方式，但这终究不是一种长效方法，也不是一般的企业能够接受的。所以，从治理雾霾的角度考虑，进行产业转移也是一种措施。

预计部分产业会调整到西部，这样，西部的电力消纳就会有所增加，电力供应形势将会发生变化，一方面可以缓解水电站的弃水问题，增加已建电站的收益；另一方面，也有利于新项目的开工，从而加速水电的开发。

5 提高环保标准给水电开发带来的机遇

客观地讲，火电站已存在，为了确保能源供应，逐步实现能源替代，也为了资产的有效利用，兼顾企业发展，不可能一夜之间令其全部关闭，只能要求其以高环保标准运行或限制其运行时间。但对于火电机组而言，启动与停止并非能轻易完成，实现随时关停带来的安全、经济等问题更多。

如提高环保标准，加大脱硝、脱硫力度，势必会增加火电项目的支出，影响火电企业的效益，使得各大电力集团将投资偏向于水电，在资金、管理等方面倾向于水电，从而有利于加快水电项目的开发。

6 结论和建议

对于治霾而言，从电能替代治霾的角度分析，必须降低全国的火电装机比例；而非水电外的几种电源因受到各种限制，水电所具有的有利因素优势明显，制约因素相对少、小，因此而能成为能源替代的支柱类型。从产业转移治霾的角度分析，雾霾区的产业西进，有利于改善西部电力供应格局，有较大可能促进水电发展。从加大环保措施治霾的角度分析，火电项目的收益降低且基于资本的趋利性，各大发电集团会调整投资方向，加大水电开发的力度。

现实中的各个制约因素也不能忽略。送出规划薄弱、相关机制不完善等问题值得研究。笔者建议：水电行业、水电企业应关注国家整体长远治霾的部署，关注能源替代和结构优化，关注国家“一带一路”等经济布局，关注电力体制改革，关注国家电网建设，保持行业自信。笔者坚信国家的治霾态度，坚信国家的能源结构调整政策，坚信水电的经济、安全和可输送属性，相信水电于国家健康发展、国家能源安全、清洁供应而言是可再生的宝藏，国家不会守着宝藏不用。