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水电科普:可再生能源不等于可再生电站
中国水力发电工程学会  2011-2-16  浏览 2478 次

    最近,《南方周末》上刊登了一篇名为《专家学者齐聚南方周末 “水电之争”再起》的文章(下称南文)。看过之后,首先让人感觉《南方周末》已经有了很大的进步。从过去的喜欢找一些反水坝、反水电的专家和记者煽情,到现在能把两方面专家都请来,让他们分别阐述各自的观点,这的确是一个不小的进步。记得以前南方周末有一个经常诬蔑中国水电的记者曹海东,地震之后曾经在报纸上公开报道说水库吞没了某个村庄。当我们指出这绝对是造谣之后,虽然没有见到南方周末和造谣记者的正面解释,不过从此之后,曹海东记者就再也没有在报纸上发表过诋毁中国水电的文章了。现在,不仅在报纸上公开诋毁水电的记者销声匿迹了,而且《南方周末》又开始主动的请两方面意见的专业人士,都来发表对水电的意见,这不能不说是一个令人欣慰的进步。

  南文中报道的贾金生博士和韩小平先生的发言,都非常有力度,基本上已经圆满地回答了极端环保人士的各种质疑。不过,虽然说《南方周末》的态度已经有了巨大进步,开始比较客观地让两方面的意见都出现在报纸上。但是,在对某些关键问题的把握和评价上,似乎还存在着较大的差距。他们可能还没有能力对某些“专家”的意见进行必要的鉴别。

  例如,南文的开篇就重复人民大学环境学院马中副院长的说法“水电只在生命周期内是可再生能源,寿命结束之后就不可持续了。如果今天的水电技术能够像都江堰那样——深淘滩低作堰、靠水利带动泥沙,那是可持续的。但现在都是高坝,这就使水坝必然有个寿命问题——等到都淤平了还有什么功能可言?”。《南方周末》把这段文字放在文章的最开头,显然是表示特别的认同这种说法。

  不过,非常遗憾《南方周末》特别认同的核心观点,却正是本文中的最大问题。虽然马中副院长的这段内容,只有三句话,但是,我们却能证明他的每一句话都是错误的。有些是属于概念错误;有些是属于道听途说的不准确;有些则是属于毫无逻辑的对水电的无端抱怨。总之,为了避免马中的言论误导公众,我们特别需要对这些的言论中存在的问题,进行必要的说明。

  首先,任何认为“水电只在生命周期内是可再生能源,寿命结束之后就不可持续了”的人,都说明他根本就不理解“什么叫可再生能源?”。可再生能源的概念绝不能等同于可再生的电站。因为,任何电站都是人们用机械设备和建筑材料建设的,而任何设备和材料都是有寿命的。所以,无论是火电站、水电站,风力发电站还是太阳能发电站一定都是有寿命的。因此,按照马中的逻辑任何电站本身都是不可再生的。但是,根据每一种电站发电所用的能源的性质,则完全可以分为可再生的能源和不可再生的能源。火电站发电所用的能源,来自煤炭或者石油。由于煤炭和石油都是不可再生的化石能源,我们用一点就会少一点。所以,国际社会公认;火电站发电使用的煤炭和石油是不可再生的能源。

  而水力发电站、风力发电站和太阳能发电站发电所利用的能源性质则完全不同。它们都不需要消耗任何化石能源,而只是利用和吸取大自然中的不断循环着的能量。因此,国际社会公认它们是属于可再生的能源。因为,只要地球上的大自然循环还存在,这种能量就不会因为可再生能源电站的使用的而消失。具体地说,水力发电是利用地球上不断循环着的水的能量。每天太阳的热量都要把一部分海水变成水蒸气,这些水蒸气受热上升到高空之后,就一定会有大量的冷空气补充过来,形成了地球上日复一日的大气的环流。当大量水蒸气的云团,飘移到陆地上空遇冷之后变成雨水降到地面上,就会聚形成了川流不息的江河。因为陆地上不同的山峰、高地、平原存在着高程差,所以,每条从高山上奔流下来的江河都具有巨大的能量。水力发电就是利用河水筑坝后产生的高程差(也就是水的势能)来发电。同时,因为水电站只利用水的势能,本身并不会消耗水,所以,它原则上不会影响江河总的水量。因此,只要地球上大气循环还存在,河水的流动就会存在,水力发电的能源就永远存在。所以,我们认为水力发电是可再生的能源。

  风力发电的可再生能源机理几乎与水电完全相同,有所区别的地方是,风能是吸取大气在空中循环过程中空气流动的能量。因此,同样只要地球的自然循环存在,风能就永远存在。太阳能的可再生性质就更为直观了。每天不断升起的太阳,是我们地球上能源的主要来源。我们把太阳能的一部分直接用来发电,当然是一种可再生的能源了。

  在我们这个世界上,不仅所有的风能和太阳能发电站一定都是有寿命的,而且目前风能和太阳能发电站的寿命都要比水电站和火电站都短得多。所以,如果我们使用马中副院长的可再生发电站的理念来衡量,太阳能发电和风能发电就更不能算是可再生能源了。那么,如果马中副院长的理由能成立,显然,世界上根本就不存在任何可再生能源了。

  总之,我们必须认识到发电站本身的寿命与发电所使用的能源性质是两个完全不同的概念。燃烧煤炭、石油的火电站,不管它电站的寿命多长,都是需要不可再生的能源来发电的。然而,对于水电、风电、太阳能的发电站,不管它电站本身的寿命有多么短,它都是在利用可再生的能源发电。即使建设这些电站的材料、设备达到了使用的寿命,不能再继续工作,我们仍然可以通过更换必要的材料和设备让这个电站继续发电。这就是因为电站本身的寿命长短,根本就不会影响电站所使用的能源的性质。

  其次,马中副院长的“如果今天的水电技术能够像都江堰那样——深淘滩低作堰、靠水利带动泥沙,那是可持续的”说法,也是极不准确的。这也许是因为马中副院长本人不太懂水利技术,而且治学的态度也不够严谨。道听途说都江堰的新闻宣传较多,自己并没有认真地了解过都江堰的工程和历史。其实,都江堰的“深淘滩低作堰、靠水利带动泥沙”只能解决都江堰工程所在地的灌渠泥沙淤积问题。而当泥沙被甩出飞沙堰之后,还是会要产生泥沙淤积的。因此,几乎所有的历史文献都记载着,自从古代都江堰建成以来的很长一段时间,每年都要进行包括清除飞沙在内的“岁守”(每年整修)。每五年,还必须对都江堰进行一次大修,才能维护都江堰灌渠的正常运行。

  直到上个世纪70年代,我们使用了现代的混凝土技术对都江堰进行了现代化的改造,才彻底结束了都江堰灌渠每年必修的命运。都江堰下游的泥沙淤积,也是由于进入近代社会以后,人类建筑活动的不断增加,需要大量的挖河采砂,从而与灌渠下游的泥沙清淤,形成了一种动态的平衡。否则,仅仅一个简单的“深淘滩低作堰、靠水利带动泥沙”,是不可能解决整个岷江的泥沙淤积问题的。

  对于职业的环境科学科研人员马中,我们还特别需要进一步的说明,目前我们国家对泥沙的控制水平绝对要比古人高明得多。我们在黄河上一系列水电站所采用的蓄清排浑发电技术,不仅解决了排水、灌溉中的泥沙淤积问题,而且,还攻克了发电同时也要排沙的难题。不仅如此,在我国黄河的小浪底水电站,还发明了利用汛期泄洪产生的异重流,对整个黄河下游河道清淤的“调水调砂”运行方式。总之,实事求是地说,如果你认为古代的都江堰就是可持续的,那么我们现代所建设的任何一座水利水电工程都应该算是更加可持续的。因为,我们现在所有建设的任何水利水电工程,恐怕还没有一个不进行“岁守”就无法运行的。

  马中副院长的“现在都是高坝,这就使水坝必然有个寿命问题——等到都淤平了还有什么功能可言?”抱怨,说明他不仅一点都不了解水电站的实际运行情况,而且逻辑上似乎也有一些问题。大家怎么也不能理解,为什么要说高坝必然有寿命问题,难道低坝就没有寿命问题吗?一般来说,从水库被淤积满的时间来看,高坝淤积的寿命肯定应该比低坝更长一些。此外,高坝淤积了一段时间之后,不就等同于低坝了嘛。总之,实在让人难以理解“现在都是高坝,这就使水坝必然有个寿命问题”这句话中的逻辑。

  马院长的“还有什么功能可言”的抱怨,似乎也非常没有水平。水电站的发电就是要通过筑坝壅高水位,造成水位的落差进行发电。所以,从水力发电的机理上来看,即使“等到都淤平了”不仅不会影响水电站的发电功能,而且还能提高水电站的发电效率。因为,如果水库(未淤积时)的库容很大,必须要积蓄到一定的水量之后才能壅高水位。因此,一旦水量较少的时候,水电站的(水位)发电效率就会大幅度下降。而当水库被泥沙淤满了之后,实际上相当于把水库已经变成了人造的大瀑布。因此,只要来少量的水就能迅速提高水位。

  所以,泥沙淤满水库之后,不仅不会影响水电站发电,而且在很多情况下还能提高发电效率。只不过在现实当中,我们所建设的水电站通常都还要承担水资源调蓄的功能,所以,一般我们都会尽量避免我们水电站的水库很快地被泥沙淤满。然而,水电站严重淤积之后不仅不会影响发电,反而提高了发电效率的工程实例,还是存在的。我国黄河上的青铜峡水电站,其水库的淤积程度早已经超过了90%。但是,由于青铜峡的上游还有龙羊峡等大型水库的调解,所有,至今青铜峡水电站的发电功能仍然发挥得非常好。

  总之,科学原理和客观事实都已经说明,水电站的发电功能并不会受到水库淤积的影响。即使“等到都淤平了”还是照样能发挥水电站的发电功能。这个简单的道理,不知道马中副院长能不能理解?

  老实说,尽管《南方周末》的文章已经能够把双方的观点都摆出来,但是,马中副院长的幼稚言论,真的让人感到十分揪心。一方面;为我们南方周末的科学水平而担忧。它的一些编辑记者,不仅没有能力鉴别一些基本的科学常识(如可再生能源与电站),而且,还有点盲目迷信“权威”身份的毛病。迷信权威历来都是与科学精神大忌,这说明《南方周末》的科学水平和科学素养都与公众的要求存在着较大的差距。因此,长期以来,很多人对《南方周末》的评价都是“民主有余,科学不足”,真心希望南方周末能在这方面加以改进。其实这也并不难办到,只要履行好一个记者的职责,对于专家言论中违反逻辑的疑问,敢于追问清楚就可以了。

  另一方面;看到我们国家最知名的中国人民大学的环境学院副院长,在公开场合所表现出来的这种低水平,真是让人担忧。由这样的学院副院长教育出来的环境专业毕业生,又怎么能担起我国的环境保护和监管责任呢。环保部的那位声称“水电比火电污染更严重”的糊涂官员,倒真像是马中副院长培养出的学生。因此,看过这篇文章之后,终于能让我们明白了:我们国家今天的环境科学,为什么还是如此的落后?我们国家的环境问题,为什么还会如此的严重?



参考文章:专家学者齐聚南方周末 “水电之争”再起


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