水资源耗竭 工业节水迫在眉睫

最近有一则新闻，牵动了多少人的神经。南非开普敦市长提出，该市的饮用水资源将在今年的4月22日耗竭，开普敦将成为地球上第一个耗尽可用饮用水的主要城市。一方面，我们自小就被教育着要节约用水，通过行为节能缓解地球上的资源压力，另一方面，工业用能作为能源消耗的大部头，遇到了问题也不应藏匿于无形。

说起水的反义，下意识地可能会想到火。所谓水火不相容，但是火力发电时，恰恰是最需要水的时候。当前已知的情况是，尽管有各类新能源的平地崛起，但是火力发电目前乃至今后一段时期内在世界电力能源结构中，仍将占据着主导地位。尽管我们一直关心着世界石化资源何时会耗尽，却很少有人考虑发电对水资源的影响，即使一个典型的500兆瓦煤炭发电厂，每年也要消耗大约22亿加仑(约83亿升)水，这些水足以满足一个25万人口城市的需要。

众所周知，发电厂主要靠水来冷却，电力行业是最大的工业用水用户，但是截至目前，根据全球应用最广的发电厂信息数据库之一的世界电力数据库(World Electric Power Plants Database)显示，仅有世界发现量59%的冷却用水信息，世界上的大多数国家对其发电厂的用水情况并未披露。
据不完全统计，当前，全球依赖水进行冷却的火电厂仍以81%这一绝对百分比占据着世界电力的大部头。它们往往使用原煤、天然气或核能等燃料来制造热量，然后转化为电能。对于大多数火电厂来说，冷却过程离不开大量的水。当然，随着能源需求的增加，电力行业的用水量预计还将进一步增加，进而使稀缺的水资源变得更加紧张。

在干旱多发的国家，这种用水紧张情况尤其如此，不少国家由于缺水也造成了电力匮竭。比如世界资源研究院(WRI)曾在一份报告中提到，2016年印度因为水资源短缺而少生产的电能足够邻国斯里兰卡用上整整一年。

回顾我国的情况，截至十二五末期，我国全国火电厂的平均发电耗水量是1.4kg/kWh。根据《2015中国水资源公报》公布的数据，2015年直流火(核)电用水量达到480.5亿m3，占同期工业用水总量的36%，相当于北京市2015年的总用水量的12.5倍。

根据地理情况看，中国煤炭资源和水资源呈逆向分布，同时煤电产能过剩严重的地区与高水资源压力地区也高度契合。由此，我们对比我国燃煤电厂分布图和世界资源研究所的基线水压力地图可以看到，当前全国正在运行的燃煤电厂中，约4.37亿千瓦的煤电装机量位于高水压力地区，占全国煤电装机量的47.8%。
根据预测，到2020年，燃煤电厂将向高水压力地区进一步扩张，届时全国将有5.27亿千瓦煤电装机量位于高水压力地区，与当前相比增加9000万千瓦，耗水量将超过22亿m3，占全国煤电预计总耗水量的六成。

为此，国家发改革委、水利部和住建部专门提出了《节水型社会建设“十三五”规划》，发布了19项高耗水行业取水定额国家标准，为高耗水行业制定供水、节水规划提供依据。在工业节水方面，提出“万元工业增加值用水量降低20%;规模以上工业企业(年用水量1万m3及以上)用水定额和计划管理全覆盖;缺水地区的工业园区达到节水型工业园区标准要求。”
通过政策加码节水工作，外加上节水技术的不断精进，或许，未及2020年我们就能有效缓解煤电装机量与高水压力地区的紧张关系，遏制中国的城市和地区出现类似开普敦这样的悲惨教训。