解決中國電力行業水資源消耗和溫室氣體排放的雙贏方案
來源：世界資源研究所 | 0評論 | 3359查看 | 2015-03-16 10:53:54
電力行業是中國最大的溫室氣體排放源和工業用水戶 。為滿足日益增長的能源需求，到2030年中國的發電裝機容量可能會翻一番 ，因此，電力行業的相關決策將對全球氣候和國內水資源產生深遠影響。
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多項發電技術對氣候和水資源的影響，識別了一些解決中國電力行業水資源消耗和溫室氣體排放的雙贏方案。
發電技術的用水和排放影響
從生命周期的角度看，所有發電技術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”，比較了發電技術對水資源、溫室氣體排放和資金成本的影響。下圖分析了各項技術下每兆瓦時發電量的淡水取水量和溫室氣體排放，突出每項技術全生命周期生產或節約的電量，并根據資金成本進行排序（按照2010年中國的技術成本計算）。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10億美元投資可產生160TWh左右的發電量。
對比可見，大部分發電技術處于右上方的扇形區域，意味著需要在用水量和排放之間作出權衡。取水量和氣候影響較低的技術處于中間或左下方扇形區域，這是雙贏區域，意味著投資對排放和用水量能產生積極的影響。
提高能效和利用可再生能源雙贏選擇
在上述分析基礎上，我們得出以下主要觀點：
-- 提高需求側能效是減少凈排放和凈耗水量的最有效戰略。提高能效可減少能源需求并降低發電用水量，從而節約稀缺的水資源，從而形成節水和降低能源需求的良性循環。此外，能效投資也是最具成本效益的措施之一。
-- 在可再生能源技術中，貫流式水電技術成本最低且對環境的影響最小。同時，風能和太陽能光伏發電在中國缺水地區具有明顯優勢，因為這兩種技術不需消耗大量的水資源，也不會造成溫室氣體排放。
-- 碳捕獲和儲存技術可使每兆瓦時發電量的溫室氣體排放減少80%到90%，但這一技術會造成總資金成本上升90%和耗水量翻番。因此，決策者在設計采用碳捕獲和儲存技術的煤電廠時，應仔細評估當地的水資源狀況。
-- 循環或空冷卻系統應成為中國熱電廠未來的發展方向。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升級為循環冷卻技術能夠減少98%的取水量，采用空冷卻技術還能進一步降低耗水量。
發電行業減少用水和排放的五條建議
中國已設立嚴格的水資源管理制度，對用水量、水資源效率和水質實施了強制規定。因此，中國在決策過程中應仔細考慮能源的用水需求。
根據研究，我們對中國電力行業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。
-- 設計具體政策，在國家、地區和地方層面建立行業用水配額制度，監管發電行業的取水量情況。
-- 將可再生能源（水力發電除外）作為中國缺水地區的最佳方案，同時在水資源充足的地區開發貫流式水力發電。
-- 未來的火力發電廠向循環或空冷卻系統轉變。
-- 考慮水資源要求，避免在缺水地區采用耗水量較大的發電技術（如太陽能熱電和碳捕獲和封存技術等）。
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