2020年9月22日，中國國家主席習(xí)近平在第75屆聯(lián)合國大會代表中國政府鄭重承諾，中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和（簡稱“雙碳”目標(biāo)）。

水資源與氣候變化緊密相關(guān)，應(yīng)對氣候變化，水利行業(yè)應(yīng)該有什么擔(dān)當(dāng)？實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，水利行業(yè)能夠為之作出什么貢獻(xiàn)？

為什么要加快實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)

要理解“雙碳”目標(biāo)的必要性，首先需要先理解兩個概念——溫室氣體和溫室效應(yīng)。溫室氣體（greenhouse gas）指大氣中能吸收地面反射的長波輻射，并重新發(fā)射輻射的一些氣體。它們的作用是使地球表面變得更暖。1860年以來，由燃燒礦物質(zhì)燃料排放的二氧化碳等溫室氣體，平均每年增長率為4.22%，而近30年各種燃料的總排放量每年達(dá)到50億噸左右。中國是世界第一排放大國，2019年排放量占全球碳排放的29%左右。溫室氣體使地球變得更溫暖的影響稱為“溫室效應(yīng)”（Greenhouse Effect），主要是因為現(xiàn)代化工業(yè)社會過多燃燒化石燃料，釋放出大量的二氧化碳等溫室氣體而造成的。二氧化碳等溫室氣體具有吸熱和隔熱功能，它在大氣中增多，使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間散發(fā)，因而導(dǎo)致地球表面逐漸變熱。溫室效應(yīng)最突出的特征是全球變暖。由此可以看出，全球變暖的核心癥結(jié)在于控制溫室氣體排放，也就是控制碳元素的排放。

理解了溫室氣體和溫室效應(yīng)的概念，就不難理解“碳達(dá)峰”和“碳中和”這兩個目標(biāo)。碳達(dá)峰（carbon emission peak）指在某一個時點，二氧化碳等溫室氣體的的排放不再增長，達(dá)到峰值。碳中和（carbon neutrality）是減源增匯之間的平衡，即排出的溫室氣體被植樹造林、節(jié)能減排等形式抵消，表達(dá)為碳吸收量等于碳排放量。

2015年12月，196個國家在法國巴黎通過了《巴黎協(xié)議》，一致同意利用當(dāng)前最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行減排，消滅貧窮，促進(jìn)人類的可持續(xù)發(fā)展，在公平的基礎(chǔ)上，在21世紀(jì)下半葉實現(xiàn)溫室氣體吸收與排放之間的平衡。據(jù)英國能源與氣候智庫（Energy & Climate Intelligence Unit）統(tǒng)計，截止至目前，蘇里南和不丹已經(jīng)率先實現(xiàn)碳中和，另外全球有53個國家和地區(qū)通過立法、官方政策等形式承諾實現(xiàn)碳中和目標(biāo)。

但是人類應(yīng)對氣候變化的時間窗口正在變得越來越窄。全球因新冠疫情按下了暫停鍵，但并未阻止全球變暖的腳步。2020年，盡管疫情造成的經(jīng)濟(jì)大封鎖使得全球碳排放下降了6.4%，但大氣中溫室氣體的濃度還在繼續(xù)上升。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）2020年12月發(fā)布的報告指出，2020年1至12月全球平均氣溫較1850-1990年均溫高出1.2（±0.1）°C，據(jù)巴黎協(xié)議的控制目標(biāo)1.5°C僅剩0.2°C。

IPCC本月發(fā)布的第6次評估報告指出，人類活動影響造成地球大氣、海洋和陸地系統(tǒng)變暖已經(jīng)非常明確（unequivocal）。預(yù)計未來20年（2040年前后）地表變暖將達(dá)到1.5度或1.6度。科學(xué)家高信度地認(rèn)為人類活動是更頻繁和強烈的熱浪、冰川融化、海洋變暖和酸化的主要驅(qū)動力。地球氣候正接近不可逆轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)折點，全球變暖程度越高，發(fā)生低可能性、高影響結(jié)果的概率就越大，不排除氣候系統(tǒng)的突然反應(yīng)。甲烷減排是一個重要的途徑，生態(tài)系統(tǒng)對全球變暖的反應(yīng)，如凍土融化和野火，極有可能進(jìn)一步增加大氣中的甲烷濃度，大力迅速減少甲烷排放量可以遏制全球變暖的趨勢。

氣候變化給人類和自然系統(tǒng)產(chǎn)生不可恢復(fù)的影響。全球變暖，兩極冰川的融化和海水熱脹冷縮是導(dǎo)致海平面上升的主要原因，海平面上升使得許多沿海地區(qū)的防洪形勢日趨嚴(yán)峻，海平面的繼續(xù)上升，雖然不會發(fā)生電影《后天》描述的情景，但地勢低平的島嶼，如瑙魯、圖瓦盧、馬爾代夫等國家將會面臨生存危機。

氣候變化對中國的影響也是十分顯著的。受氣候變化影響，中國北方河流江河徑流量總體上呈現(xiàn)顯著性減少，海河、黃河遼河尤甚；在黃河流域及海河流域，氣候變化對河川徑流減少的貢獻(xiàn)率約30-40%。1980-2019年，中國沿海海平面上升速率為3.4毫米/年。2019年，中國沿海海平面較常年高72毫米，比2018年高24毫米。1961~2018年，中國面平均降水量總體呈現(xiàn)非顯著性增加趨勢，平均每十年增加4.2毫米；中國的降水分布呈現(xiàn)西南東北方向的少雨帶，進(jìn)一步加劇中國北方水資源短缺的情勢；另外，短歷時強暴雨增多趨強，局地洪澇災(zāi)害風(fēng)險增加（中國第四次氣候變化國家評估報告，待發(fā)布）。今年7月17日開始，河南省發(fā)生特大暴雨洪水，最大小時雨量201.9毫米，超過75·8特大暴雨洪水，刷新了我國大陸最大小時雨量的記錄；鄭州多年平均年降雨量為640.8毫米，17日20時到20日20時，三天降雨量617.1毫米；全城被淹、地鐵進(jìn)水、因災(zāi)死亡302人、失蹤50人，直接經(jīng)濟(jì)損失114.8億元。有研究表示，氣溫上升1.5°C，中國城市人口因高溫死亡人數(shù)將上升至每百萬人48.8–67.1人；升溫2°C死亡人數(shù)將上升至每百萬人59.2–81.3人。糧食安全也將受到威脅，1.5°C升溫背景下中國水稻單產(chǎn)平均減幅7.49%，減產(chǎn)面積占水稻種植總面積的68.6%，嚴(yán)重減產(chǎn)面積占水稻種植總面積的10.3%；2.0°C升溫背景下中國水稻單產(chǎn)平均減幅12.02%，減產(chǎn)面積占水稻種植總面積的70.6%，嚴(yán)重減產(chǎn)面積占水稻種植總面積的18.7%。

由此可見，應(yīng)對氣候變化、控制碳排放是我們在本世紀(jì)面臨的重大挑戰(zhàn)之一。2021年3月15日，習(xí)近平總書記主持召開中央財經(jīng)委員會第九次會議強調(diào)，實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)性變革，要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的目標(biāo)……我國力爭2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實現(xiàn)碳中和，是黨中央經(jīng)過深思熟慮作出的重大戰(zhàn)略決策，事關(guān)中華民族永續(xù)發(fā)展和構(gòu)建人類命運共同體。今年3月發(fā)布的“十四五“規(guī)劃綱要也指出，廣泛形成綠色生產(chǎn)生活方式，碳排放達(dá)峰后穩(wěn)中有降，生態(tài)環(huán)境根本好轉(zhuǎn)，美麗中國建設(shè)目標(biāo)基本實現(xiàn)。降低碳排放強度，支持有條件的地方率先達(dá)到碳排放峰值，制定2030年前碳排放達(dá)峰行動方案。在能源領(lǐng)域，國家能源局表示，“到2030年非化石能源的一次能源消費比重要達(dá)到25%左右，風(fēng)電、太陽能總裝機容量要達(dá) 到12億千瓦以上，這兩個目標(biāo)任務(wù)非常艱巨”，需要更加積極的新能源發(fā)展目標(biāo)，加快發(fā)展風(fēng)電和太陽能發(fā)電，因地制宜開發(fā)水電，在確保安全的前提下發(fā)展核電，同時要加快推進(jìn)抽水蓄能、新型儲能等調(diào)節(jié)電源建設(shè)，增強電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，大力提升新能源消納水平。在科技領(lǐng)域，科技部已部署全球氣候變化應(yīng)對專項，國家基金委4月30日已公布面向國家碳中和的重大基礎(chǔ)科學(xué)研究專項指南。

實現(xiàn)雙碳目標(biāo)，水利能作出什么貢獻(xiàn)

2021年3月15日中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第九次會議指出，要堅定不移貫徹新發(fā)展理念，堅持系統(tǒng)觀念，處理好發(fā)展和減排、整體和局部、短期和中長期的關(guān)系，以經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型為引領(lǐng)，以能源綠色低碳發(fā)展為關(guān)鍵，加快形成節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生活方式、空間格局，堅定不移走生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳的高質(zhì)量發(fā)展道路；要把節(jié)約能源資源放在首位，實行全面節(jié)約戰(zhàn)略，倡導(dǎo)簡約適度、綠色低碳生活方式；實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場硬仗，也是對我們黨治國理政能力的一場大考。參照這一部署，水利行業(yè)可以從以下幾個方面給“雙碳目標(biāo)”貢獻(xiàn)力量。

加大水電開發(fā)

為了落實雙碳目標(biāo)，國家十四五能源發(fā)展規(guī)劃提出制定更加積極的新能源發(fā)展目標(biāo)，加快發(fā)展風(fēng)電和太陽能發(fā)電，因地制宜開發(fā)水電，在確保安全的前提下發(fā)展核電，同時要加快推進(jìn)抽水蓄能、新型儲能等調(diào)節(jié)電源建設(shè)，增強電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，大力提升新能源消納水平。同時，十四五規(guī)劃和2035遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議中，明確提出了“實施雅魯藏布江下游水電開發(fā)”。雖然中國的能源消耗結(jié)構(gòu)在逐步優(yōu)化，但2019年，火電仍然是電力生產(chǎn)的主力電源，水電的比例僅為17.8%。

如果以燃燒煤炭的火力發(fā)電為參考計算減排效益，有關(guān)研究表明：每節(jié)約1度電，就相應(yīng)節(jié)約了0.4千克標(biāo)準(zhǔn)煤，同時減少污染排放0.272千克碳粉塵、0.997千克二氧化碳(CO2)、0.03千克二氧化硫(SO2)、0.015千克氮氧化物(NOX)。按照這一標(biāo)準(zhǔn)，2020年，水電發(fā)電量累計為1.21萬億千瓦時，減排二氧化碳12億噸；僅三峽電站2020年發(fā)電量達(dá)1118億千瓦時，減排二氧化碳1.115億噸，水力發(fā)電的減排效益十分顯著。

加快推進(jìn)抽水蓄能

抽水蓄能是利用電網(wǎng)中負(fù)荷低谷時的電力，由下水庫抽水到上水庫蓄能，待電網(wǎng)高峰負(fù)荷時，放水回到下水庫發(fā)電的水電站，又稱蓄能式水電站。這一做法可以為電力安全和運行效益發(fā)揮了巨大的作用。目前，中國抽水蓄能電站裝機容量已居世界第一，2020年，運行總?cè)萘考s4000萬千瓦，規(guī)劃到2025年發(fā)展到6800萬千瓦。

因地制宜發(fā)展小水電

今年7月22日，《中共中央 國務(wù)院關(guān)于新時代推動中部地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的意見》發(fā)布。意見提出，因地制宜發(fā)展綠色小水電、分布式光伏發(fā)電，加快農(nóng)村能源服務(wù)體系建設(shè)。這是農(nóng)村小水電遇到新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。

截至2020年底，全國共有農(nóng)村水電站（≤5萬kW）43,957座，農(nóng)村水電總裝機容量達(dá)到8,133.8萬kW，較2019年有所下降。年發(fā)電量達(dá)2423.7億kW·h。相當(dāng)于每年節(jié)約了7400萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，節(jié)能減排效益顯著。

小水電發(fā)展目前面臨著突出的問題：首先是隨著風(fēng)-光電技術(shù)發(fā)展和政策影響，小水電的成本競爭優(yōu)勢逐步喪失；其次是部分小水電造成下游河道脫水等現(xiàn)象，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響；再之是項目的目標(biāo)單一，未能發(fā)揮綜合效益；最后是許多項目年久失修，設(shè)備老化，效率低下。

針對少數(shù)小水電工程存在生態(tài)流量泄放與監(jiān)測不到位、存在減脫水等問題，2018年末，水利部、國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展長江經(jīng)濟(jì)帶小水電清理整改工作的意見》，建立了問題核查、分類評估、一站一策、清理整改、評估驗收的工作思路。

因此，在新的發(fā)展機遇面前，小水電開發(fā)需要做到：（一）堅持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的原則，構(gòu)建綠色小水電示范區(qū)。對建在自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)和緩沖區(qū)的、嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境的小水電工程堅決清理；無河流生態(tài)流量下泄設(shè)施的，盡快改造，增加生態(tài)流量下泄設(shè)施；建站時間長，失修嚴(yán)重，效率低，論證后清理退出或按標(biāo)準(zhǔn)重建；加強生態(tài)調(diào)度運行，保障河流生態(tài)流量。（二）抓住機遇，發(fā)展農(nóng)村綠色小水電，加快農(nóng)村能源服務(wù)體系建設(shè)。小水電是脫貧攻堅工作的重要內(nèi)容，也是美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的重要抓手，更是助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)的重要措施。

加大地?zé)豳Y源的開發(fā)利用

中國的地?zé)崮軆α渴挚捎^。據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局資料，我國可采地?zé)崮茉纯偭繛槊磕?6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量，超過2020年全國一次能耗的一半。地?zé)豳Y源的分布也十分廣泛，淺層地?zé)崮茉幢椴既珖械蜏氐責(zé)崮茉捶植加诔练e盆地和隆起山區(qū)，高溫地?zé)崮茉捶植加谙柴R拉雅地?zé)釒Ш团_灣等。

地?zé)崮茉?strong>建筑供熱制冷領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大，而建筑碳排放是全國能源碳排放的主要來源之一。根據(jù)中國建筑節(jié)能協(xié)會能耗統(tǒng)計專委會的研究，2017年建筑碳排放相當(dāng)于20.44億噸二氧化碳，占全國能源碳排放的20%；預(yù)計2050年將達(dá)到50%，是排放大戶與平碳的重點領(lǐng)域。雖然2020年底，中國地?zé)峁┡娣e已經(jīng)接近14億平方米，位居世界第一，但目前項目大多集中在京津冀魯豫遼等地。

建筑供熱制冷領(lǐng)域的地?zé)豳Y源利用主要可以依靠兩個途徑。一是淺層地?zé)崮芾?/strong>，即高效節(jié)能空調(diào)技術(shù)，利用淺層地?zé)崮茉醇瓤晒嵊挚芍评涞母咝Ч?jié)能的空調(diào)技術(shù)，實現(xiàn)對建筑物的能源供給，是目前淺層地?zé)崮茏钪饕拈_發(fā)利用方式。二是中深層水熱型地?zé)崮芾?/strong>，一般埋深在3000米以內(nèi)，由地下水作為載體，可以通過抽取熱水或者水汽混合物提取熱量；水熱型地?zé)崛∨夹g(shù)通過開采井抽取地?zé)崴ㄟ^換熱站將熱量傳遞給供熱管網(wǎng)中的循環(huán)水，輸送給用戶，溫度降低后的地?zé)嵛菜ㄟ^回灌井注入地下。