水电是减排的金钥匙
——巴黎气候大会之后的战略思考
作者：赵南元
减排任重道远
巴黎气候大会规定了减排目标是气候变暖不超过2摄氏度，中国作为世界第
一的二氧化碳排放大国首当其冲。有人说如果全球气候变暖达到2摄氏度，则由
于两级冰盖融化海平面上升，将导致上海街道淹水，变成威尼斯。人类活动造成
地球暖化已经是科学界的主流意见，虽然仍有少数人发出质疑，毕竟天气预报远
不如月蚀预报那样令人信服，但是减排的重要性并不会因此受到影响。因为减排
还有另一个理由，那就是化石能源不可再生，存量再多也是有限的，终归有一天
会用完。我国资源最丰富的煤炭，据说可采储量10000亿吨，按照每年开采50亿
吨计算，还可以开采200年。对于人生而言，200年太漫长，但是在历史的长河中，
200年只是短短的一瞬。节省化石能源，让未来的人还有化工原料可用，是造福
千秋万代的大好事。
为什么会弃风弃电？
只要不想倒退到原始社会，减排的唯一途径就是发展可再生能源。现在备受
瞩目的可再生能源是风电和光伏，近年来国家下大力气发展，给出了强有力的财
力和政策的支持，甚至发生了“产能过剩”，出口被人反倾销的现象。产能上去
了，应用方面却不顺利，发出的电力被白白扔掉一部分：“2012年，中国风电装
机容量增加了13吉瓦，发电量增长首次超过煤电。与此同时，中国风电的“弃风”
量也在这一年打破历史纪录，全国“弃风”电量达208亿千瓦时，“弃风”率约
17%。近日，中国风能协会副理事长施鹏飞在接受记者采访时表示，电网的接入、
传输和消纳仍是我国风电发展的主要瓶颈。”
（
http://news.bjx.com.cn/html/20131009/463410.shtml）
电网的接入、传输在技术上并不困难，我国电力的远距离传输技术居世界领
先地位，只要在建设风电场时注意规划输电线路即可。真正的困难在于消纳。
要理解消纳的困难首先要知道风电和光伏发电的特点。众所周知，风电是有
风才能发电，风停了就没电了；光伏是有太阳才能发电，阴天或夜间就没电了。
而且人类还没有呼风唤雨拨云见日的本领，只能听任这些电想来就来想走就走。
要用时没有，不用时来了只好扔掉，直接用这样的天然供电当然是不靠谱的。借
用阮次山描述优质石油时所用“甜油”这个词汇，我们可以称这种劣质电为“苦
电”。
要想消纳这些“苦电”，就要依靠电网的调峰能力。一般电网都具有一定的
调峰能力，以适应负荷随时间的变化，但是一般的发电厂调整发电量都会造成一
定的损失，所以调峰不是没有成本的，这就是峰谷电价的来历，在总体负荷较小，
电力富余时（例如夜间）降低电价，可以鼓励人们在此时多用电，减少调峰的损
失，即使电价低些还是划得来的。在负荷波动不大时，调峰损失还可以忍受，但
是如果负荷波动太大，损失是发电厂是难以承受的，这也就是风电被弃电的根本
原因。
前些日子看央视2频道周日深夜的一个节目，就谈到了可再生能源的调峰问
题，一群业界精英人士向一位德国专家讨教克敌良策，德国专家的诀窍就是做好
预测，据他说德国现在预测天气的准确度达到90%以上。凡事预则立不预则废，
提前准备好，风停了又没太阳时开启常规的发电厂，不至于手忙脚乱。其实诸葛
亮借不来东风，只是预测何时刮东风确实有两把刷子。
请德国专家来有他的道理，毕竟德国在运用风电和光伏方面在世界上遥遥领
先，可再生能源发电量占比30%以上，而且曾经创造了可再生能源峰值功率占比
接近80%的纪录。但是中国毕竟不是德国，资源禀赋差别甚大，如果真的按德国
人的方法干，那可就亏大发了。德国目前的核电较多，而中国主要是燃煤火电，
核电和煤电都用蒸汽轮机，蒸汽轮机的启动需要时间预热，所以在需要预测方面
并无不同。但是火电的调峰成本远高于核电，沿用德国的热电调峰方法得不偿失。
实际上调峰成本最低的是水电，而且不需要预测，德国为什么不用呢？道理很简
单，德国水能资源太少，发电占比估计在1%左右，根本背不动50%以上的风电和
光伏，核电是次优之选。而中国的水能资源得天独厚，居世界第一位，调峰重任
非水电莫属。起动汽轮机需要预热24小时以上，起动水轮机只需要水闸门开启的
时间，预测也就意义不大了。当然，将来如果中国核电发展多了，用核电调峰也
是一个次优的选项，但是现在中国核电肯定是不够用的。
各种能源发电的比较
为了更深入讨论这个问题，作为预备知识，先比较一下各种发电方式的优缺
点。
火电：初始建设成本最低，运行成本最高，调峰成本最高。
核电：初始建设成本较高，运行成本较低，调峰成本较低。
水电：初始建设成本最高，运行成本最低，调峰成本最低。
综合发电成本每千瓦时：水电 0.3-0.4元，火电0.4- 0.5元，风电 0.6元，
光伏 1.0元。核电成本应该比火电略低，但是由于保障安全的费用逐步升高，综
合成本也可能高于火电。
水电的三种运行方式：
单纯发电： 普通水电站一般采用这种方式运行，装机容量视平均来水量而
定。以三峡为例，装机容量32X70+10=2250万千瓦，如果满负荷运行，一年8760
小时发电1971亿千瓦时，实际年发电量在1000亿千瓦时左右，这是受实际水量限
制的。这种水电站往往肩负其他功能，例如防洪、抗旱、航运、供水、上下游水
位控制等，这就使得这类水电站有时会牺牲电网调峰功能，满足其他功能的需要，
调峰只能在其他功能限制下进行，不可太任性，调峰能力不强。
发电调峰：如果要求水电站有较大的调峰能力，需要减少其他功能的需求，
增加数倍的装机容量。上述三峡的装机容量是平均值的2倍，这种电站可以加到
3-5倍，这样其输出功率可以在0-3或0-5倍平均功率的范围自由调整，满足电网
调峰需求。
发电蓄能：如果需要水电站具备更大的调峰能力，能储存电网的多余电力，
可以让水电站****************有抽水蓄能电站的功能。最理想的做法是建设一连串的梯级电站，
各水库首尾相连（否则无法把下一级水库的水抽到上一级水库中去），进一步加
大装机容量，而且水轮机都采用可以****************做水泵运行的机种。这种梯级电站比起一
般的抽水蓄能电站，由于库容大得多，功率也大得多。其蓄能的能力也是一般抽
水蓄能电站所望尘莫及的。
横断山区梯级蓄能水电站设想
为了大幅度增加电网调峰能力，消纳风电和光伏这些苦电，需要超大功率和
超大容量的甜电——梯级蓄能水电站。我国最适合建设这种水电站的地点就在横
断山区，这里是我国水能资源最丰富的地区，同时人口稀少，产业不发达，
成本低，目前开发程度还很低，缺点是远离用电地区，这个缺点可以靠特高压远
程输电技术解决。
横断山区的特点是南北走向的山脉夹着几条江河：怒江、澜沧江、金沙江、
雅砻江、大渡河、安宁河等，水量和落差都很大，地形非常适合于建造首尾相连
的水库，构成成批的发电蓄能电站。原有的首尾不相连接的水库，也可以在其间
增建一个或数个水库使其相连。这样的水电站集群建成之后，将极大增强我国的
电网调峰能力，足以消纳现存乃至未来的风电和光伏这些苦电。
一箭四雕
横断山区梯级蓄能水电站的建设，综合效益非常之大。
首先，实现减排。2014年我国发电量5.54万亿千瓦时，其中水电只有约1万
亿千瓦时，仅占不到20%，如果横断山区水电集群建成，则可以使我国水电发电
量翻倍，接近2万亿千瓦时。而且由于电网调峰能力的增强，风电消纳问题得以
解决，可以与水电同步发展，我国蕴藏的风电资源每年2.3万亿千瓦时如果最终
全部开发出来，加上新增水电就是3.3万亿千瓦时，每年可以减少煤炭消耗10亿
多吨，少排放近40亿吨二氧化碳。如果再加上光伏，5.54万亿千瓦时几乎可以不
再需要烧煤发电，减排效果十分可观。虽然今后几十年发电量还会不断增加，至
少2030年达到峰值之后逐步减少碳排放是不困难的。减排不仅有长远的控制气候
变暖的效果，更有克服雾霾的近期效果（环保部:燃煤系全国雾霾直接原因 贡献
率达61%
http://news.youth.cn/sh/201512/t20151215_7419144.htm ），不能
不说是拖延不得的事。
其次是保增长。目前正值经济增长下行压力增大，保增长成为重要任务。水
电的最大缺点就是初始投资巨大，目前的经济形势下这个最大缺点反而成了最大
的优点。投资对拉动增长有立竿见影的效果，而对于投资的最大担心就是回报是
否可靠。目前楼市销售不畅，库存较多，交通外部效益大，但回本不易，唯有投
资水电是****不亏的。以溪洛渡水电站为例，工程总投资：792亿元，年发电量
571.2亿千瓦时，以每千瓦时0.2元计算，年产值114亿元，十年还本付息毫无悬
念。其后的发电成本就微乎其微了，例如新安江水电站建成50年，平均下来的发
电成本是0.44分/度。难怪有人说，一座水电站就相当于一台巨大的印钞机。因
此，加快水电站的建设速度，近期可以增加投资保增长，远期经济效益更是造福
万代。一座水电站投资近千亿元，横断山区数十座水电站总投资数万亿，其投资
力度足以保持我国GDP稳定增长，加大水电建设速度，保七保八都是有可能的。
第三是消化过剩产能。房地产市场的低迷，导致水泥和钢材这些产业产能过
剩，价格下跌，经营陷入困境。水电站建设是水泥和钢材需求的大户，一旦开始
大规模兴建水电站，产能过剩问题将迎刃而解，而且趁此原材料价格低迷时期实
施建设，还可以大大节约成本，提高投资效益。有效生产力不会遭到破坏，又节
约了建设成本，对双方都是好处。现今我国的城市化进程才走到一半，人均钢产
量只有日本的一半，人均钢铁积蓄量也才达到发达国家的一半，正值“先帝创业
未半”的当口，此时挥刀对着来之不易的产能大杀大砍，决非明智之举。
第四是有利于扶贫攻坚。十八大提出了全民进入小康，使得最后七千万人口
脱贫的艰巨任务，而横断山区又是少数民族众多的贫困地区。兴建水电站一方面
可以通过改变贫困面貌，留在当地的人也可以用上电力炊事取暖，不仅不必
再继续砍柴破坏植被，还可以参与库区植树造林恢复生态，从而获得收入实现脱
贫，水库养殖也能致富，这些都大有助于扶贫攻坚。
破解魔咒
建设水电站这个利国利民的大好事，过去十几年间却在重重阻力之下踯躅前
行，究其原因，还是思想陷入了误区，很多人的认识被卖拐的忽悠瘸了。这个忽
悠人的魔咒就是所谓的“水电破坏生态”。
“水电破坏生态”和“转基因不安全”是两个最大的魔咒，与“手机基站辐
射影响健康”这样的小魔咒相比，其影响力要大得多，社会危害和造成的损失也
要严重得多。这两个魔咒都是靠海量的谣言造势获得了社会影响力。这些谣言都
很容易驳倒，但是逐一驳斥起来其篇幅足以构成一本厚书，非本文可以容纳的。
扬汤止沸不如釜底抽薪，如果能抓住关键，一句话就可以说清楚。对于“转基因
不安全”，我们知道“一切转基因育种所得到的品种，都可以用突变选择这样的
常规育种方法获得，所以区别转基因和非转基因毫无意义。”（参见拙文《转基
因与图灵机》
http://blog.ifeng.com/article/33906835.html ）对于“水电
破坏生态”也只需一句话：“你听说过湖泊破坏生态的说法吗？水库只是人造的
湖泊而已，不可能破坏生态。”
建造水库把河流变成了湖泊，二者的生态肯定不同，生态发生了改变，如果
是变坏了，才可以说是“破坏”，如果是变好了，那就是“改善”。湖泊和河流
的生态作用不同，二者缺乏可比性，如果一定要比，可以找一个单个参数来比，
例如生态容量。显然湖泊的生态容量大于河流，水库的渔获量远远大于原来的河
流。从这个角度看，水库的生态优于河流，修建水电站是改善而非破坏生态，例
如新安江水电站大坝后面的千岛湖就是个生态环境优良的旅游胜地。北京的观鸟
圣地也都在水库周边，今冬，在北京消失了70多年的小鸟——栗斑腹鹀多次在密
云水库被发现。这种鸟目前在全球仅存不到1000只，是世界上最珍稀的鸟类之一。
在一些伪环保分子看来，人工改变所造成的新生态一定不如原有的自然生态，
在激流中生存的鱼类要比静水中的鱼类价值高，就像《动物庄园》中所说的：
“所有的动物一律平等，但是有些动物比其他动物更加平等。”这种看法的分歧
实际上反映了东西方世界观的分歧。在西方人看来，世界和人都是上帝造的，仁
慈的上帝造了人也为他们准备了伊甸园这样优越的生活环境，人类自作主张偷食
禁果才被逐出幸福的家园，上帝也规定了人该吃什么不该吃什么，并且预先准备
好了这些物种。中国人的世界观于此相反，老子曰“天地不仁,以万物为刍狗”，
开天辟地女娲造人之后没有任何关照和指示，要靠燧人氏有巢氏神农氏自行
创造生存的环境。如果人造的真的不如天然，人类又何苦辛勤地改造自然呢？生
命起源之后，原始的藻类把地球上原有的还原性大气改变成了氧化性的大气，才
有了后来人类诞生的可能。人类从狩猎采集发展到放牧农耕，创造了大量栽培作
物和饲养动物的新品种，彻底改变了地球的生态环境，才有能力在多次的灭绝危
机中得以幸存。
关于生态学的种种错误思潮，感谢刘夙博士推荐了两篇文章（刘夙：当万物
重新有灵
http://blog.sciencenet.cn/blog-695599-563960.html 和 隐侠：从
萌芽到分裂：生态学思想简史
http://wenku.baidu.com/view/624ca553ad02de80d4d8400c.html ）文章对于与
生态学有关的种种价值观错乱，及其哲学基础和来龙去脉分析得十分透彻，可以
使我们了解错误的生态观念之起源和变迁史，知道它们错在什么地方，知道“让
河流自由流淌”的口号是基于万物有灵论和西方生态主义的产物。只有打破这些
“人文生态学”的错误价值观泛滥所产生的魔咒，利国利民的水电事业才能顺利
发展。
光伏发电
我国风电资源蕴藏量有限，和水电相加不到每年5万亿千瓦时，以目前的发
电量看，占比已经相当高了，现有的大部分火电厂可以处于备份状态。从长远的
规划看，2050年我国的年发电量要超过10万亿千瓦时，可再生能源占比只有40%
左右，如果需要进一步减排，加大可再生能源比重，风电水电达到了资源极限，
只能借助光伏的力量。
我国阳光资源主要在西部，特别是青藏高原最佳。面积120万平方公里，
拿出1/10的面积用于光伏发电，即可满足每年5万亿度，完全取代煤电的需求。
而且靠近横断山区，距离蓄能地区较近，这些都是优势。遗憾的是，光伏的
年发电小时数比风电低很多，对蓄能的要求更加严苛，即使是横断山区梯级电站
群，要背起如此之大的光伏发电量也是很困难的。对此只能走一步看一步，逐步
建设光伏电站，到背不动为止，至少每年1万亿度还是有希望的。也寄希望于核
电发展，作为调峰的助力。
总之，只要充分开发水电，就能打破减排的困局，而实现的关键则在于破解
“水电破坏生态”的魔咒，识破万物有灵论等人文生态学的弊害，使水电得以顺
利发展。现在少烧掉一吨煤炭，就给子孙后代留下一吨，现在不利用的水能，每
天都是“逝者如斯夫”，一去不复返。
（2016.3.2首发于《产业人网》）(SciFans.Net)
