編者按

最近十幾年里，大型水電建設項目，受到了來自社會各界的尖銳批評。特別是三峽工程建設完成后，社會各界圍繞三峽工程對水電的作用、水電是否應該屬于綠色能源提出了質(zhì)疑。然而國內(nèi)針對此類批評和質(zhì)疑的回答仍顯不足。為營造水電開發(fā)的良好環(huán)境，探討水電開發(fā)中的各種問題，中國水力發(fā)電工程學會、中國大壩協(xié)會和中國水利水電科學研究院等單位共同組織開展了“關于水電的綠色能源特性研究”項目。本報從本期開始連載該項目研究成果，敬請關注。

在人類的工業(yè)化之前，人們還沒有能力大規(guī)模開采煤炭、石油。因此，人類活動對地球碳循環(huán)的影響是極其有限的。但是，當我們學會了開采利用煤炭、石油這些礦物化石能源之后，現(xiàn)代社會對能源的巨大需求，導致大量的化石能源被燃燒。燃燒不斷產(chǎn)生出二氧化碳和其它溫室氣體，使得原來沉積在地下的碳元素，大量地被釋放到空氣中去。這必然會導致地球大氣中的二氧化碳等溫室氣體含量急劇升高，帶來強烈的溫室效應，可能會產(chǎn)生溫度增高、冰山融化、海水上漲、淹沒大陸、氣候環(huán)境變化異常等一系列可怕的后果。

最近美國《科學》雜志刊發(fā)的一篇研究報告也指出：如果人類將地球上所有的礦物資源耗盡，大氣中二氧化碳的含量將增加到3億年前古生代晚期時2000ppm的水平�？茖W研究證實：快速地、過量地釋放了埋藏于地下的化石能源，就是地球溫室氣體排放問題的本質(zhì)所在。為此，我們必須改變現(xiàn)在快速地把幾億年以前就已經(jīng)不參與碳循環(huán)的地下碳源（礦物能源）不斷釋放出來的趨勢。目前，全世界公認的解決這種非正常的溫室氣體過量排放的辦法，就是減少礦物能源的燃燒，除此之外似乎還沒找到有什么更好的解決途徑。這也是全球需要制定和實施《京都議定書》的原因和目的。

不必擔心水庫的甲烷排放

2008年路透社的一篇《中國水電建設或許成為全球變暖的定時炸彈》的文章，引起了人們對水庫溫室氣體排放問題的關注。然而，越是重要的問題，就越應該慎重對待。

關于水庫淹沒將釋放甲烷氣體的現(xiàn)象，這就好像沼氣發(fā)酵。但是，路透社的文章所說的“如果一個國家的水力發(fā)電能力增長一倍，其釋放甲烷氣體的量也將增加8％。”的說法，是不可能成立的。因為，甲烷氣體并非只有水庫才排放，每一個國家的水電在其所有的甲烷氣體排放中的比重差距極大。例如，聯(lián)合國糧農(nóng)組織報告養(yǎng)牛業(yè)大量排放甲烷的問題。再加上每個水庫溫室氣體的排放情況，與水庫所處的緯度（類似沼氣制造中的溫度作用）關系極為密切。因此，我們可以明確地肯定這種定量的研究結(jié)論，只能針對某些特別的國家或者地區(qū)，不可能具有普遍意義。

此外，關于甲烷的溫室氣體作用要比二氧化碳高出若干倍的警告，也不夠全面。首先，至今我們還不能非常確切地解釋溫室氣體產(chǎn)生的全部機理，對于溫室氣體造成的危害的認識不夠全面。因為人類對地球空間的認識還有很大的局限性。我們還不能肯定某些實驗條件下得到的結(jié)論，是否完全反映了地球大氣的實際情況。再者，甲烷是一種可燃氣體，在自然界中的狀態(tài)極不穩(wěn)定，燃燒后將會與氧氣結(jié)合產(chǎn)生二氧化碳，甲烷在自然界中長期保存的幾率不大。溫室氣體作用長期影響的因素，最終可以統(tǒng)一歸納為大氣成分中的碳含量，并以考慮其中最為穩(wěn)定的二氧化碳含量為主。所以，從宏觀的層面上看，我們不必過分關注所排放溫室氣體的種類，以及其可能產(chǎn)生的全球溫室氣體效應的差別。

水電碳排放與火電有別

水電的溫室氣體排放高于火電的說法，更是一種邏輯上的錯誤。水庫屬于人工濕地，其本質(zhì)與天然濕地沒有什么差別。所有濕地都會有溫室氣體的排放，這是幾萬年來濕地參與地球生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的一部分。即使我們現(xiàn)在為了解決天然水資源的時空分布不均的矛盾（同時包括發(fā)電獲取水能資源），需要建造很多水庫。但是，水庫這種人造濕地的出現(xiàn)，相對由于近代人類的社會化活動造成的濕地面積縮小，并沒有從總體上改變地球表面的濕地面積下降的趨勢。

濕地是維持地球生態(tài)系統(tǒng)平衡的重要組成部分，素有“地球之腎”的美喻。濕地具有滋潤養(yǎng)育動植物的重要作用，其功能既能夠幫助濕地周圍的植物把二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣，也有可能會由于季節(jié)或水位的變化，把某些植物淹沒在水中，產(chǎn)生一定的溫室氣體。類似南美的熱帶雨林遭遇洪水后被淹沒在水中，釋放出大量的溫室氣體的現(xiàn)象，在自然界中并不算少。相反，巴西的那種人造水庫造成的熱帶雨林被淹沒的情況反倒是極其罕見。因為，水庫的淹沒是人們有意識的行為，大多數(shù)情況下人們都會在蓄水前盡可能的清理庫區(qū)，減少未來水庫水體中的雜質(zhì)。因此在一般情況下，人造濕地（水庫）會比天然濕地造成的溫室氣體排放更小。

關于水庫會釋放二氧化碳的問題，也是出于對生態(tài)學的誤解。任何土地都會釋放二氧化碳，只有有機質(zhì)含量很低、微生物活動微弱的冰原、裸巖和荒漠的二氧化碳釋放速度相對低些，因此單獨強調(diào)二氧化碳釋放速度是沒有意義的，真正對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響的是二氧化碳的凈釋放速度。從這一點說，成熟的原始森林對控制全球變暖是無用的，因為成熟的森林生態(tài)系統(tǒng)光合作用與呼吸作用相等，二氧化碳的凈吸收速度基本為零。

將水庫和火電站釋放二氧化碳等同起來，實際上是混淆了兩種不同類型的碳釋放。在森林區(qū)修建水庫，由于淹沒土地上每公頃森林中可能儲存著幾百噸有機質(zhì)，這些林木在水下慢慢腐爛，可能產(chǎn)生大量的二氧化碳，但這是可以通過清庫避免的。即使水庫有碳釋放，但這種碳釋放是一次性的，和火電不同。因為質(zhì)量守恒是化學的最基本原理，當被淹沒植被腐爛殆盡后，水庫就不會有二氧化碳凈釋放，水庫即使有二氧化碳釋放也只存在于蓄水的前期，這與火電廠只要工作，就有大量的二氧化碳不持續(xù)釋放是不同的。

報告完成時間：2009年12月

報告負責人：張博庭 賈金生

報告研究單位：中國水力發(fā)電工程學會中國大壩協(xié)會

中國水利水電科學研究院

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