水利助推实现“双碳”目标的四大路径

时间：2022-09-28 来源：水利发展研究

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    0 引言

　　2015年12月，《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)的第21届缔约方大会通过《巴黎协定》，设定了全球应对气候变化挑战的长期目标，到2030年全球碳排放量控制在400亿t二氧化碳当量，2080年实现碳中和。我国高度重视温室气体治理，在降碳减排方面取得明显成效。2020年9月，国家主席习近平在第七十五届联合国大会上发表讲话提出“中国的二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。2021年3月，习近平总书记在中央财经委员会第九次会议上指出，要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，拿出抓铁有痕的劲头，如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。2021年，十三届全国人大第四次会议通过的《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》(以下简称《纲要》)要求，积极应对气候变化，落实2030年应对气候变化国家自主贡献目标，制定2030年前碳排放达峰行动方案，锚定努力争取2060年前实现碳中和。水利是生态环境改善不可分割的保障系统，是实现经济社会高质量发展和碳达峰、碳中和目标的重要影响因素，应深入贯彻党中央决策部署，找准实施路径，助推实现“双碳”目标。

　　1 加快水电开发利用，发展绿色低碳能源

　　水电能源是替代化石能源、减少碳排放的主要清洁能源，具有可再生、发电成本低、社会效益显著、发电效率高等特点和优势。水电能源作为当前技术最成熟、开发最经济、调度最灵活的清洁可再生能源，已经成为各国能源发展的优先选择。截至2021年，全球近16%的电力来自水力发电，其中巴西水力发电占本国发电总量最多约为64%，其次是加拿大约60%。2020年中国水电装机总容量达3.8亿kW，其中常规水电装机3.4亿kW，抽水蓄能装机0.4亿kW，年发电量1.25万亿kW·h。初步研究显示，以中国水电能源的技术可开发量计，每年可替代约1143亿t原煤。据估算，2020年中国水电能源开发利用的二氧化碳减排量约为10.7亿t。从发展空间看，目前中国水电装机容量和年发电量分别占全国的16.4%和16%，在国家能源体系中占比仍然较小，未来发展空间大。因此，加强水电开发利用是实现生态保护、能源结构调整、节能减排，以及碳达峰、碳中和的有效途径。

　　由于我国水电开发主要集中在西南地区的澜沧江、金沙江等地，这些地区既是水源涵养区，更是重要生态屏障，生态保护要求高。因此，推进水电开发应坚持生态优先，促进水电资源开发与生态保护相协调。一是科学做好水电资源开发前期规划，大力推动水电基地建设，形成西南清洁水电送端电网，提升川藏水电整体外送能力，提升西南地区水电技术发展水平，提升水电消纳能力。二是大力发展抽水蓄能电站，抢抓《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》(发改价格〔2021〕633号)等国家政策契机，积极推进抽水蓄能电站作为独立市场主体参与电力交易，从而促进抽水蓄能电站健康有序开发，充分发挥蓄能电站的综合效益。三是因地制宜发展绿色小水电，用历史、客观、公正的视角看待小水电发展过程中存在的问题，健全小水电绿色改造措施体系，明确小水电可再生能源的发展定位；建立健全绿色小水电发展标准化管理体系，建立严格的新建小水电进出制度，规范新建和在建小水电工程建设与管理，将发展绿色小水电作为加快形成绿色生产生活方式的重要内容；探索建立小水电生态电价补偿等政策，建立健全绿色小水电配套激励机制。

　　2 促进水资源集约节约利用，助推降碳行动

　　水资源开发利用主要包括取水、供水、排水和污水处理等过程，这些过程大都会产生碳的排放，通过促进水资源集约节约利用，有利于助推降碳行动。从城市供水看，在加压、调速等方面的能源消耗主要是电力，进而产生碳排放。统计显示，2019年城镇供水的耗电总量为191.2亿kW·h。而在我国电力行业，煤电一直占据主导地位。2019年数据显示，规模以上火力发电占总发电量比例达到72%，1度火电排放约838g二氧化碳，而1棵普通的树平均每天能吸收5023g二氧化碳。根据2019年我国规模以上电厂火电发电量计算，5.16万亿kW·h将排放约43.24亿t二氧化碳，需要大约24亿棵树花费1年才能将上述二氧化碳全部吸收。再以污水处理为例，从全球来看，污水处理行业的能耗占比约为1%～3%，且呈逐年上升的趋势，属于能源密集型的高耗能行业。考虑到污水处理巨大的减排潜力，许多国家制定了污水处理行业碳中和路线图，将污水处理作为碳减排的重点领域。如美国水环境研究基金明确提出2030年所有污水处理厂实现碳中和运行的目标，新加坡提出从“棕色水厂”到“绿色水厂”的时间表与路线图。可见，强化水资源集约节约利用，有利于降低碳排放，是促进实现碳达峰、碳中和的有效途径。

　　为此，我们应坚持“节水优先”，全面实施国家节水行动，围绕农业、工业和城镇等重点领域节水，抓住取、供、输、用、排等各环节，坚持工程与非工程措施并举、技术与制度措施并重，强化农业节水增效，促进工业节水减排，推进城镇节水降损，加强非常规水源利用，加快推动水资源利用方式由粗放向集约节约转变，全面提升水资源利用效率和效益。重点要发挥水资源的刚性约束作用，在水资源短缺、生态脆弱和地下水超采地区要严格控制高耗水工业项目，推进高耗水工业企业向水资源禀赋条件较好的区域集中发展；在制定工业产业准入负面清单时，充分考虑水资源承载力和禀赋条件，研究提出鼓励、限制、淘汰产业名录，引导工业产业发展。对农业来说，水资源超载地区因地制宜采取旱作农业、轮作休耕和结构调整等措施，适度退减灌溉面积；水资源短缺地区不再新增灌溉面积和灌溉用水量。

　　3 强化水生态系统修复，提升生态系统固碳能力

　　森林、湿地、草原等生态环境是实现碳汇的重要载体。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告提出2002—2012年约有2.5PgC/a的碳储存于陆地生态系统，其中有10亿t的碳排放量主要储存于陆地水生生态系统，大江大河生态保护对陆地水生生态系统的稳定性和固碳能力至关重要。此外，有数据显示，目前中国的森林植被总碳储量已达92亿t，平均每年增加的森林碳汇7～8亿t。水土保持在防治水土流失、涵养水源的同时，对增加森林碳汇也有着重要的作用。水土保持生物措施(造林种草)、工程措施(山坡防护工程、山沟治理工程、山洪排导工程和小型蓄水用水工程等)和蓄水保土耕作措施，均有助于改善表层土壤结构，增强土壤的入渗能力，进一步加强土壤的蓄水量和有机含碳量，不仅有利于人工林的生长，也有利于原生植被的恢复，从而提高土壤和植被的碳汇储量。因此，水生态系统修复能够挖潜土壤、植被、海洋、生物等碳库的碳汇作用与固碳能力，助力实现碳达峰、碳中和。

　　为此，我们应加强水生态系统保护和修复，依托《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021—2035年)》《长江经济带发展规划纲要》《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》，以及国土绿化行动等国家重大战略和政策，统筹考虑生态系统的完整性和经济社会发展的可持续性，持续提升水生态系统质量和稳定性，增强碳汇和固碳能力。一是以长江、黄河等江河源头区为重点，加大封禁治理力度，对森林、草原和湿地等采取禁牧封育等举措，强化水土流失预防保护，提升水源涵养能力，促进江河源头区水生态系统保护和修复。二是以长江、黄河上中游、西南岩溶区、东北黑土区为重点，持续开展水土流失综合治理，加快推进坡耕地综合整治、侵蚀沟治理等，切实筑牢生态安全屏障。三是加强河湖生态保护治理，划定并落实河湖水域空间保护范围，强化河湖水域岸线空间分区管控，分区分类确定河湖生态流量保障目标；强化河湖长制，统筹推进河湖生态保护和治理。四是严格地下水取水总量和地下水水位“双控”制度，通过节水、产业结构调整等措施压减地下水超采量，多渠道增加水源补给，持续推进地下水超采综合治理。

　　4 加强水利建筑行业管理，促进绿色生产生活

　　建筑行业在建材生产和运输、建筑施工、建筑运行、建筑拆除、废料回收和处理5个阶段都会产生碳排放。根据发达国家相关经验，随着城市化的加快推进，建筑业将超越工业、交通等其他行业，最终居于社会能源消耗首位。统计数据显示，2018年全国建筑全过程碳排放总量为49.3亿t，占全国碳排放比重的51.3%。其中，建材生产阶段占比28.3%；建筑运行阶段占比21.9%。水利工程通常具有综合效益，是集防洪、供水、发电等功能于一体的综合利用工程，随着国家水网建设的推进，水利工程建设仍将加速推进，伴随的建筑施工必然耗费大量的建筑材料，这些建筑材料在生产、运输和施工过程中不可避免会产生碳排放。因此，加强水利建筑行业管理，促进绿色生产生活，是助力实现碳达峰、碳中和的有效途径。

　　为此，在加快水利基础设施建设过程中，要切实落实节能减排措施，降低建筑能耗，加大资源节约和环境保护力度，减少环境污染，寻求基础设施低碳发展路径，以低能耗、高能效和低碳排放的方式积极推进水利基础设施建设集约节约发展。一是坚持因势利导，充分依托河流地形地质特点，尽可能不改变或者减少改变河流自然属性，努力实现水利工程布局、结构与河流浑然天成。二是坚持节约优先，在水利项目前期工作中加强节水、节地、节材等评估，把节能减排作为重要考量或者约束因素；在规划、设计和建设环节，严格水利工程建设论证和生态环境影响评价，优先采用节能型技术、工艺，积极利用生物技术护岸护坡，防止过度“硬化、白化、渠化”，在满足需求前提下降低能耗、减少排放。三是坚持绿色理念，在最大限度保障水利工程综合功能前提下，尽可能就地取材或者采用绿色材料，通过利用当地的自然资源、当地的传统建筑材料、水利建筑自身特点和当地气候条件实现节能减排目的。

　　为实现“双碳”目标，水利领域不仅要通过上述四大路径予以推动，还需进一步发挥金融货币和税收的工具作用，如绿色信贷、绿色债券、碳排放税等，通过税收、金融等政策引导水利行业绿色转型。此外，还可实施水利行业“双碳”行动，制定重点流域碳达峰、碳中和行动方案，明确流域内碳中和的时间表和路线图，助力我国“双碳”目标早日实现。

　　来源：水利发展研究，2022，22(8)   作者:陈茂山，陈琛，刘定湘