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中国工程院院士刘合:西部化石能源开发用水难题,放在国家战略配置中寻求系统解决方案

时间:2020-12-17 17:35 来源:中国石油新闻中心 点击:

能源开发利用的全过程,都与水资源密切相关

当前,我国能源生产增长缓慢,能源消费却快速增加,人均能源消费量远低于发达国家。在油气对外依存度不断升高的背景下,保障能源安全更显重要。“尽管现在‘去化石能源’呼声高涨,但在很长一段时间内,煤炭、油气的主体能源地位不会动摇。也正因此,西部能源生产肩负重任。”刘合称。

西部能源资源富集,却又不得不面对用水短缺的现实。“能源开发利用的全过程都与水资源密切相关。但近年来,西部多地实际降水量不断减少,供水面临较大挑战。”刘合举例,每洗选1吨煤耗水0.25吨,每发1度电耗水1.4吨,生产1吨煤制油、煤制烯烃产品的水耗分别在5.7吨、20-30吨。油气勘探、开发、炼化、储运等过程,平均用水4万立方米/井/次。“特别是随着压裂水平不断提高,石油开发对水资源的依赖性更强。产量上升、井数增加,耗水量也大幅度提高。”

值得注意的是,气候变化因素进一步带来不确定性。刘合表示,西部是我国气候变化敏感区,近60年来区域增温明显。表面上看,气温持续升高可能带来降水增加,但西部降水的绝对值增数并不算多。此外,升温导致冰川、积雪等加速消融,融水量呈现“先增后减”态势,预计到本世纪中期,冰川融水将大幅减少。积雪、冻土等“固体水库”退化,水资源涵养与调蓄能力下降,进而对能源开发造成不利影响。

“由于能源生产的连续性,对用水保证率要求较高。科学识别气候变化背景下,西部地区水资源与能源的纽带关系及保障风险至关重要。”刘合指出。

“能源生产消费的异地性,带来大量虚拟水流通”

反过来,能源开发利用也直接影响水资源及生态环境。记者了解到,西部地区能源行业的用水效率已达国内、甚至国际先进水平。尽管如此,保护力度仍需加强。

以油气开发为例,刘合表示,西部油气增储上产潜力最大,通过节水管控、高效利用等措施,新鲜用水总量得以控制,但部分非常规资源开发仍大量耗水。“以低渗、稠油、碳酸盐等低品位或复杂油藏为主的长庆、新疆和塔里木油田,目前仍是用水大户,用水量占到西部油气田用水总量的80%以上。压裂一口井动辄耗水几万方,用水效率亟待进一步提升。”

再如煤炭行业,从开采、洗选加工到运输、下游发电等环节,均对水资源造成压力。刘合表示,对山西180座煤矿调研测算发现,平均每采1吨煤,井工煤矿、露天煤矿分别影响与破坏水资源1.65立方米、0.93立方米。“若不加以合理优化控制,预计到2035年,西部矿井煤炭开采耗水量将达10亿立方米。”

此外,能源输送也产生大量水耗。刘合称,西部地区能源生产和消费异地性明显,西电东送等工程带来“虚拟水”流通。截至2017年,西部所有省区均为能源虚拟水输出区,除青海外,各地压力都比较大。

所谓虚拟水流通,是指能源产品流通所隐含的耗水量。例如发电用水,相当于把缺水地区的虚拟水送到水资源富集的东部。“2017年,西北地区能源贸易伴随4.9亿立方米的虚拟水流出,规模占到能源生产耗水总量的20%,内蒙古一地就达2.3亿立方米,输出量最大。”刘合坦言,虚拟水流通量持续上升,输出区压力持续加大。

“放在国家战略配置中,寻求系统解决方案”

“基于用水管理政策和水资源可利用量限制,即便在大量节水的情景下,未来仅青海新增水量需求可被满足,其他省份能源生产新增需求规模,很可能达不到要求。”刘合指出,能源是西部经济社会发展的支柱产业,也是提高水资源利用比较效益的最主要途径,应将能源产业的水资源安全保障放在突出位置。

刘合认为,构建化石能源产业与水资源、水环境的协同发展政策与技术体系,是实现我国能源产业可持续发展、水资源可持续利用的重大战略问题。“加强能源-水资源-气候变化领域的协同管理,加快完善能源产业的水资源综合配置保障体系。对区域性保障能力和挑战进行细化分析,制定合理的能源保障与水资源利用关系。”

对于西部而言,节水是前提和优先要求。刘合提出三个重点方向:进一步强化水的循环再生利用;因地制宜加大非常规水资源用量;严格用水精细化管理,推广替代性节水技术应用。同时,建议将能源作为西部地区高质量发展的战略性支柱产业,打破遍地开花、标准不一的发展状况,高标准、高起点做好顶层设计,规划建设一批“国家集约绿色能源示范区”,确定最严格标准、制定最优惠政策、提出最可靠保障。以示范区为突破口和抓手,带动全域生态保护和高质量发展。

“我们要以居安思危的精神和过紧日子的态度,未雨绸缪抢抓机遇,实现能源与水的协同发展,把能源和水资源利用规模控制住。”刘合称,围绕西部地区能源与水的协同安全保障,从更高格局、更远视野、更大范围去考虑,跳出西部、跳出能源与水来,将其放在国家战略配置中寻求系统解决方案,两方面同时强化。