中国是否有足够的水来燃烧煤炭?

中国对煤炭的需求持续上升,但这个干旱的国家在寻找足够的水来冷却燃煤发电厂方面面临挑战。

中国锡林浩特——从许多方面来看,这座中国北方的城市是成为中国“怀俄明州”的理想候选者。

它拥有比中国其他任何地区都多的褐煤储量,并且距离用电大户北京仅600公里。这里人口稀少的地貌为新的煤矿和下游企业提供了足够的空间。

但只有一个问题:煤炭工业消耗大量的水,而这片土地却是中国最干旱的地区之一。在锡林浩特的煤田外,到处都挂着提供钻井服务的非正式广告,表明冲突的紧迫性。


关于支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。


中国对煤炭的需求正在造成对水的激烈竞争。该国一直在努力寻找缓解水资源短缺的方法,但提出的补救措施引发的问题多于答案。

据香港非营利组织“中国水风险”称,目前中国一半以上的工业用水用于煤炭相关行业,包括采矿、选煤、发电、焦炭生产和煤化工工厂。这意味着中国煤炭工业的用水需求超过了所有其他行业的总和。

地理上的不匹配加剧了水资源的压力。“中国水风险”的统计数据显示,中国85%的煤炭位于北方,而北方仅拥有全国23%的水资源。由于中国大部分煤炭工业都建在煤炭储量丰富的地区,这些缺水地区面临着越来越大的供水压力。

为了满足中国日益增长的电力需求,中国决策者已决定到2015年建立16个大型煤炭工业中心。绿色和平组织和中国科学院去年联合发布的一份报告估计,如果该计划实现,这些中心每年将消耗近100亿立方米的水,相当于黄河正常年份供水量的四分之一以上。

这两个小组的研究人员表示,中国现在正面临一个艰难的选择:是应该调整旨在推动经济发展的国家煤炭发展计划,还是应该继续建设可能导致严重水危机的大型煤炭工业中心?

水质也面临风险
由于沿河工业(其中大部分与煤炭相关)过度取水,黄河(中国第二长河和中华文明的摇篮)已经处于高度警戒状态。

一些煤炭企业为了自己用水而筑坝拦河,切断了下游生态系统的生命线。在内蒙古,这种做法已将曾经是天鹅、丹顶鹤和其他物种家园的乌拉盖湿地变成了一片广阔的沙漠地区,现在这里是北京沙尘暴的源头。

水质也面临风险。根据这份联合报告,沿河煤矿每年向黄河排放超过8000万吨废水,其中大部分未经处理。中国环境监测机构发现,主要煤矿周围的河流中与煤炭生产相关的污染物危险上升。因此,那里的水不再安全触摸。

为了应对这种情况,近年来,中国领导人一直努力用可再生能源取代煤炭,进口煤炭,并提高国内煤炭行业的用水效率。汇丰全球研究上个月的一份报告指出,中国政府和各行业正在努力应对这一挑战,包括通过技术测试和最近对热电厂的用水限制。

尽管所有这些措施都有助于节约用水,但它们也面临着自身的挑战。

由于风能的间歇性,中国快速扩张的风力发电设施对电网安全构成了威胁。虽然购买外国煤炭有助于避免煤炭开采(煤炭工业中最耗水的部分),但这却是以国家能源安全为代价的。

升级改造需花费200亿美元及以上
此外,技术升级的成本也很高。

在今年发布的一项研究中,彭博新能源财经估计,用空冷系统(中国目前最流行的节水解决方案)替换燃煤发电厂现有的水冷系统,将使该国五大发电公司付出高达200亿美元的账单。

这仅仅考虑了改造费用。考虑到空冷系统会降低电厂的热效率,并且发电厂必须燃烧更多的煤炭才能维持相同的发电量,因此成本更高。

也许正是由于这些财务上的不利因素,黄河沿岸生产中国95%煤炭的省份现在正在试行另一种方法,称为“水权交易”。

在这种做法中,企业的用水量受到限制,那些想使用更多水的人必须资助节水项目,以换取新的用水权。

水权交易每年节省数百万立方米的农业用水,然后将其转移到内蒙古的煤炭工业,大多数试点都在那里进行。

然而,人们对该计划存在担忧。绿色和平中国团队的能源和气候活动家孙庆伟最近调查了黄河沿岸的水和煤炭冲突,他说,由于缺乏监督,煤炭工业往往使用超过允许的水量。

即使煤炭行业遵守规定,孙庆伟说,常见的情况是,公司投资的节水项目靠近一条河流,而他们的煤炭作业则从另一个水源取水。因此,虽然水权交易在纸面上具有统计学意义,但实际上它并不总是能将更多的水带到需要的地方。

孙补充说:“在某种程度上,水权交易甚至可能成为过度用水的借口。”

省份考虑海水解决方案
在致电中国水利部黄河水利委员会(管理水权交易的政府部门)的电话中,一位官员承认,这个问题可能存在,因为该机构目前的重点是控制整体用水量。这位官员只透露了自己的姓氏李。

还存在一个问题,即水权交易和其他节水措施是否能足够快地被采用,以赶上中国煤炭的繁荣。

在内蒙古煤炭开采城市锡林浩特,2007年至2012年间,煤炭年产量增加了七倍,达到5500万吨。该市计划在三年内将这一数字翻一番。与此同时,燃煤发电厂、煤化工设施和煤制油工厂预计将如雨后春笋般涌现。

为了支持其煤炭工业,当地政府提出了一条600公里的海水管道,每天将中国东部渤海的3.4亿升水输送到锡林浩特的淡化厂。拟议的项目还包括穿过几座山脉的数英里长的岩石隧道,以及足够的泵和蓄水池,将水提升到海平面以上1300米的高度。

自从这项数十亿美元的计划宣布以来,反对者抨击其成本、技术可行性和环境影响。但是,陕西省西安交通大学的地理学家、该项目顾问之一的霍有光认为,这更是一个资源最大化的例子。

根据霍的说法,海水淡化厂将利用燃煤发电厂的废热运行。一部分净化后的水将用于热力发电,其余的将输送到附近的煤化工工厂。从海水中分离出来的盐将成为当地化工业的原材料。

自从五年前提交提案以来,锡林浩特仍在等待北京的批准。

“这个项目是首例,因此决策者必须仔细考虑。但是来这里考察项目的专家认为这是可行的,”一位熟悉拟议项目的当地官员说。他要求不要透露姓名,因为他没有被授权公开讨论此事。

“我们的孩子会怎么样?”
如果锡林浩特项目获得批准并按预期运行,则可以将其扩展并再延长2800公里。这意味着它将穿过内蒙古的其他地区,穿过甘肃省北部,并到达新疆西部地区,那里的煤炭需求上升与淡水供应减少之间的差距更大。

虽然海水管道可以为中国干旱的北部地区的煤炭加工和生产提供充足的水,但这并不是解决与煤炭开采相关的另一个问题的办法。

为了避免矿井塌方和其他事故,矿工通常在开采煤炭之前从地下抽水,导致地下水急剧下降。煤矿和选煤设施还会产生酸性矿井排水,这些排水会渗入土壤并污染地下水。

中国政府已要求煤矿重复利用地下水。它还发布了法规,以避免(或至少减少)煤炭开采造成的水污染。但是,与该国许多其他监管方面一样,执法通常是一个挑战。

在距离锡林浩特最大的煤田胜利煤田约15公里的地方,一位名叫德力格尔的34岁牧民和他的家人在2007年煤矿开始运营一年后,看到他们主要的供水资源——院子里16米深的井——干涸了。

随着时间的推移,牧民说,其他井里的水变得像咖啡一样黑,散发出硫磺和其他化学物质混合的气味。

为了追逐不断减少的淡水供应,德力格尔在过去几年里打了12口井。他目前的井深120米,有时也无法抽到水。

但这仍然被认为是好的情况。德力格尔说,这个地区的牧民曾经用铲子挖井。现在,许多含水层已经被耗尽,以至于许多当地家庭没有足够的水,或者负担不起挖更深的井的费用。因此,他们每天都会向远处的邻居购买水。

“我们现在还有水,但是我们的孩子会怎么样?” 德力格尔望着地平线上的一个煤矿说道。

经环境与能源出版有限责任公司许可,转载自Climatewire。www.eenews.net, 202-628-6500

© . All rights reserved.