火力发电厂用水对我国水环境的挑战

我国是一个水资源严重短缺的国家，按人均计算的水资源拥有量只有约2200m3，仅为世界人均水资源的1/4，是世界上第13个贫水国，见表1-2。

表1-2　世界上的富水国和贫水国前13名

中国不但人均水资源少，而且水资源时空分布不均衡。降水大部分集中在东南部，北方地区人口及耕地分别约占全国的46%和65%，水资源量却只占全国总量的19.5%，这些地区缺水情况十分严重。中国年降水量分布如图1-8所示。

图1-8　各省级行政区人均水资源量 (未计入境水)及多年平均降水量

随着我国经济发展和工业化、城镇化进程的加快，供水形势更为严峻，水资源短缺已成为影响我国经济和社会可持续发展的重大问题。包括北京、天津、上海三大直辖市在内的9个地区人均水拥有量小于500m3；黄河、淮河、海河三流域的水源已基本无潜力可挖，预计2010年以后，随着人口的增加，该地区人均水资源将不足400m3，缺水状况只能靠远距离从长江调水才能得以解决。而长距离调水成本高、投资大、资金筹措困难，还受到社会和环境等因素制约，工程的实施难度极大。

而与此同时，我国水资源利用相对粗放，用水效率不高，用水浪费现象严重。2002年我国每万元国内生产总值取水量为537m3，是世界平均水平的4倍。利用效率不高，是造成我国水资源短缺的另一个原因。

按照国际上通用的分类方法，用水主要分为三类——农业用水、工业用水和生活用水。这三类用水在我国的比例为：农业 (含林业、湿地等)约占总用水量的64.5%、工业约占总用水量的22.1%、生活及其他用水约占总用水量的11.9%。

我国工业用水主要集中在火电、纺织、石油化工、造纸、冶金等行业。1999年的统计显示，这5大用水巨头取水量已经达到了772亿m3，占全国工业取水量的66.6%。也就是说，仅这5个行业就“喝”掉了2/3的工业用水。

在上述5大用水行业中，火电又是我国取水量最大的行业。根据中国电力企业联合会资源与环保部2005年提供的资料，火电用水量由前几年约占工业用水总量的25%已经增加到近两年的40%。与国外先进国家的同行业相比，我国火电行业在用水效率方面存在较大差距，统计资料显示，我国平均每兆瓦时取水量为31m3(水平最高的为2.3m3，而最差的为100m3)。平均装机耗水率比国际先进水平高40%～50%，相当于一年多耗水15亿m3。水的重复利用率低 (最低的只有2.4%)是我国火电厂耗水量大的一个重要原因。(www.xing528.com)

缺水已经成为我国火电行业发展的瓶颈。我国火电厂比较多的集中在华东、华北和华南，这些地区由于人口密集、工业企业集中，水资源本来就相对紧张，随着城市化和工业化进程的加快，国民经济对电力的需求加大，电力工业需要进一步发展，水资源供需矛盾将更加突出。

水污染进一步加剧了水资源紧缺的矛盾。河流、湖泊、地下水污染日趋严重，部分地区的供水水源地的水质达不到饮用水水源地水质标准，出现了“水质型缺水”现象。

从全国范围看，超用地上水和超采地下水引起的生态破坏事例已屡见不鲜——河水断流、湿地萎缩、地面下沉，不但影响了农业生产，造成了植被破坏、生物因失去栖息地和食物而灭绝，而且已经殃及人类自己——有些地方连生活用水都不能保证。表1-3是我国近年供水情况和根据人口增长、工农业生产发展对2010年水需求的预测。估计随着时间的推移，为满足我国经济发展的需要，需水缺口还将扩大。其实不仅中国，全世界的水资源问题都将面临挑战。有未来学者预言，21世纪人类将为水而战。作为一个水资源原本就不丰富的国家，提高我们对于水资源的管理和利用水平，成为解决国民经济和社会可持续发展的重大课题。

表1-3　我国近年供（需）水量及未来预测一览表

为了解决水资源短缺问题，需要通过结构调整，限制高耗水项目及淘汰落后高耗水工艺和高耗水设备，制定规划、强化基础管理、实施技术改造等措施，引导企业减少水的消耗。建设节水型企业，是工业部门首先要做的大事。

火力发电厂在用水过程中会增加一些有害于环境的物质，这些物质在特定的环境中达到一定的浓度，并持续一定的时间后可以对环境造成污染，这些物质有的是来自燃料；有的来自生产过程中使用的化学添加剂；有的来自运行过程中的腐蚀产物。比如，为防止贝类等低等生物在系统管道内繁殖生长、堵塞管道而加入的氯；防止管道腐蚀而加入的防腐剂；防止结垢而加入的阻垢剂；煤场、灰场的排水携带的大量悬浮物；化学水处理系统加入的酸和碱；含油废水、生活废水中的油脂；生活污水中的有机污染物，富营养污染物；凝结水中的铁和铜的腐蚀产物；除灰水中甚至可能存在的放射性污染物等。这些污染物最直接的影响是对地面水环境的污染，其次是通过渗流间接影响到地下水和土壤，并通过蒸发影响到大气。

火电厂的排水还有另一种类型的污染物—— “热”。火电生产需要大量的冷却水，使用后的冷却水水温升高，再排入水体，给水体带入了大量的热量。控制不好则可能造成热污染，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，加快水库或湖泊的富营养化 (eutrophication)过程。严重时使水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡。图1-9是太湖爆发蓝藻，工作人员在清理太湖上的蓝藻。

综上所述，火电厂的用水和排水给资源和环境带来了一系列问题，在电力生产过程中节约用水和减少废水排放不但是提高电厂经济性的需要，而且也是保护环境、确保国民经济可持续发展的需要。

图1-9　工作人员在清理太湖上的蓝藻