(三)治理并開發六大沙漠沙地
大量地調水以治理沙漠,主要是為了盤活土地資源、保護生態環境、開發后續能源。
1、總調水量包括:“江”水從長江下游經華北平原向內蒙古高原和西北地區年均調水650億立方米,“河”水在西北地區年均分流200億立方米。
2、用水設想——能降服六大沙漠沙地,能新增耕地5200萬畝,能新增供水充足的人口2593萬人。
(1)將850億立方米中的700億立方米水用于治理騰格里等六大沙漠沙地,可使騰格里等六大沙漠沙地覆綠率達到50%以上。具體說明如下:
A、渾善達克沙地,面積3.2萬平方公里,海拔1050—1350米之間,多為固定半固定沙丘;(固定沙丘植被覆蓋率超過50%,半固定沙丘植被覆蓋率21%—50%)
B、庫布齊沙漠,面積1.61萬平方公里,海拔1000—1600米之間,其中西部、北部海拔約1200米上下,流動沙丘占80%;
C、毛烏素沙地,流動沙丘面積約1.38萬平方公里,海拔1100—1300米,系半干旱區,年降水量250—400毫米;
D、烏蘭布和沙漠,面積0.99萬平方公里,海拔1048—1053米,低于附近的黃河河道,流動、半固定、固定沙丘各占1/3;
E、騰格里沙漠,面積4.3萬平方公里,海拔1200—1400米,其中湖盆草灘面積占7%;
F、巴丹吉林沙漠,4.43萬平方公里,海拔1200—1400米,流動沙丘占83%。
這六大沙漠沙地合計總面積15.91萬平方公里,即2.3865億畝。
如果將700億立方米水通過混凝土襯砌渠道或大口徑管道分輸,又采用噴滴管設施細分,林地、草地、耕地適當搭配,那么,其調水成效極為可觀:
用途 用水量 耗水額度 面積
栽植喬木 270億立方米 1800立方米/年畝 1500萬畝;
栽植灌木和草 150億立方米 500立方米/年畝 3000萬畝;
農耕地 210億立方米 500立方米/年畝 4200萬畝;
干渠輸水損耗為10%扣除70億立方米。
(耗水額度設定說明:A、森林對水分的蒸騰強烈,據有關文獻介紹,1公頃森林每天要從地下吸水70—100噸,每年每畝喬木供水1800立方米相當于按樹林生長期每年270天匡算平均每公頃每天耗水100噸;B、灌木和草地供水500立方米/年畝,依據有關文獻對柴達木盆地草地的年澆水量計,比華北平原的年均降雨量556毫米還多每畝129立方米;C、據賈大林、劉鈺撰寫的《西北地區發展節水灌溉的作用與途徑》一文中披露,目前西北地區粗放型灌溉管理模式平均灌溉量671立方米/畝,農耕地澆水過多易導致土地鹽堿化,另據中國水利國際合作與科技網刊發的《高揚程提水灌溉系統——景泰川電力提水灌區》報道,甘肅景泰川電力提水灌區多年平均耗水量只298.37立方米/畝。)
如此用水,可使騰格里等六大沙漠沙地中喬灌草及農作物的平均覆蓋率增加36.5個百分點,連同其現有固定或半固定沙丘上的植被,總覆綠率將超過50%(輕度沙化土地的植被覆蓋率為20%—40%)。
(2)若能將850億立方米中的150億立方米水用于在西北地區發展工業、補給沙漠化的缺水耕地和增加供水充足的人口,輸水損耗按10%計扣除15億立方米,那么,其供水可容許新增工業增加值1529億元、新增人口2593萬人,并使1000萬畝沙漠化土地變成為水澆地。
具體說明如下:
A、50億立方米水用于發展工業,每萬元工業增加值耗水量按近年全國平均水平218立方米的1.5倍即327立方米計,可解決新增1529億元工業增加值的需水,這相當于2006年度寧夏工業增加值288.32億元與甘肅省規模以上企業工業增加值774.21億元之和的143.9%。
B、35億立方米水供給西北地區新增加的城鎮人口和經調水改造后的騰格里等六大沙漠沙地中勞作和居住的人口,其需水量按上海市2004年城鎮人均年綜合生活用水量135立方米(人均每天耗水370公斤)計,其供水容量可新增加人口2593萬人,這比甘肅、寧夏、內蒙古三省區目前的城鎮總人口還多360萬人。
C、50億立方米水用于在西北地區將最近幾十年中形成的沙漠化土地改造成為水澆地,其年耗水量按500立方米/畝計,又可新增水澆地1000萬畝。
3、利用沙漠沙地大規模地開發太陽能、風能發電和生物質能源——沙塵暴頻發之地能成為造福于中華民族的能源寶庫。
(1)開發太陽能光伏發電。
近30年來,太陽能利用技術在研究開發、商業化生產、市場開拓方面都獲得了長足發展,現已成為世界性快速、穩定發展的新興產業之一。
西北沙漠地區太陽能豐富,未利用地廣闊,開發太陽能發電具有其他地區無可匹敵的優勢。
國內若干地區太陽能資源比較如下:
地 區 年日照時數 年太陽能總輻射量
烏蘭布和, 3181, 150千卡/平方厘米;
內蒙阿拉善, 2600—3500, 147--165千卡/平方厘米;
甘肅武威, 2730-3030, 134-138千卡/平方厘米;
廣州, 1875—1960, 105.3—109.8千卡/平方厘米;
上海松江, 年均1997.1, 年均112.4千卡/平方厘米。
據《太陽能發電:其實并不貴》(見《光明日報》2005年3月22日)一文中披露,“中國太陽能學會秘書長孟憲淦介紹說,我國有荒漠面積108萬平方公里,主要分布在光照資源豐富的西北地區。1平方公里面積可安裝10萬千瓦光伏陣列,每年可發電1.5億度。”2006年全國發電量為28344億度,按孟憲淦的介紹,用18896平方公里的沙漠地安裝18896個10萬千瓦的光伏陣列,即能提供2006年度全國的發電量。騰格里等六大沙漠沙地合計總面積15.91萬平方公里,若將其20%的面積用于開發太陽能光伏發電,那么,有可能其年發電量達到47730億度,相當于2006年度全國發電量的1.68倍。
若能在現階段通過向西北沙漠地區大量地調水而把面積廣大的騰格里等六大沙漠沙地改造成為可開發利用和可人居之地,那么,可為將來常規能源緊缺之時大規模地開發太陽能光伏發電創設下良好的開發條件!
大量地向西北調水以征服騰格里等六大沙漠沙地,其必要性還在于:其未利用土地面積廣大。因為進入大規模地利用太陽能發電時代,要將只能在太陽光較強時才能生產的電力,轉換成為電壓恒穩、365天每天24小時可供給用戶的電力,還需要將太陽能電廠所生產的電力通過電力銀行——抽水蓄能電站予以轉換,而這一轉換需要眾多梯級提送的泵站,需要建造眾多的大中型水庫,從而需要占用大量的土地。如果在東、中部人口稠密地區建造大中型水庫,不僅移民成本很高,而且將占用大量的農耕地。因此,向西北地區大量地調水以改造沙漠,既是為了在騰格里等大沙漠上興建太陽能電廠,也是為了在大沙漠邊緣的祁連山、賀蘭山等地選擇地勢地質適宜的區域修建眾多大規模的抽水蓄能電站,再退一步講,也能為將來在東中部地區建造大中型抽水蓄能電站占用耕地而預備置換用地。
太陽能電廠在現階段為什么還不能大規模地發展?主要原因是太陽能電廠在目前階段還造價較高,但隨著科學技術的進步料想其價格必然會逐漸走低。據《太陽能發電:其實并不貴》一文披露,“中國太陽能學會光伏專業委員會主任趙玉文說,太陽能電池目前的價格大約為3.15美元/瓦,并網系統價格為6美元/瓦,發電成本為0.25美元/瓦。最近完成的8兆瓦并網光伏系統的前期研究表明,目前完全商業化運作的并網光伏發電上網電價大約為每度電3.4元,尚無法同火電、風電等競爭。但是世界上近期的大規模市場發展和快速的技術進步正在使光伏系統設備和發電成本有效降低,預計到2010年光伏系統將降到3美元/瓦左右,發電成本將下降到每度0.1美元———也就是人民幣1塊錢左右。”另據唐瑋婕、陸益峰撰寫的《太陽能發電給上海不竭動力》一文中披露,太陽能電廠之所以造價較高,其中一個重要原因是:“國內企業對太陽能發電系統的核心技術已經有所掌握,但是‘把金屬硅提煉成高純度多晶硅’等工藝主要被美、德、日三國所壟斷,這是導致其成本高昂的重要原因之一。另外,作為太陽能配套裝置中的逆變器(一種把太陽能發出的直流電轉變成可以民用的220伏交流電裝置),國內產品的質量也有待提高。”
隨著太陽能科技研究的進步、高新技術的擴散和國內企業對太陽能發電產業鏈中核心技術的掌握,估計在二三十年后太陽能發電廠的造價也許會接近于火電廠、水電站的投建成本。若能如此,那么,在生態得到改善后的騰格里等六大沙漠沙地上可大規模地建造太陽能發電廠,而且為了向西北地區調水而增建的大量水電也能轉用于工業和民用,而由沙漠地區自產的太陽能電力替代。若這一設想得以實現,那么,現在常發沙塵暴給人們以惱恨的騰格里等六大沙漠沙地,二三十年后將變成為造福于中華民族的能源寶庫!
今年以來,西方發達國家對我國增加火力發電、增加二氧化碳排放多有責難,實際上,美、德、日等國若能以適當的價格有償轉讓將金屬硅提煉成高純度多晶硅的太陽能發電核心技術,那么,我國和許多發展中國家都能大規模地開發太陽能發電,從而將有效地控制地球升溫。
(2)開發風能
據彭柯珊撰寫的《西部沙漠化與沙塵暴的探討》一文披露,“在我國沙漠化地區,風力均較強,全年風速一般在3.3~3.5m/秒,風季平均風速在4~6m/秒,年起風日數為200~300天,8級以上大風日數20~80天。在時間分配上,以春季為主,一般占30%~50%,尤其是8級以上大風主要集中在這一季節。”從長江下游向西北大量地調水后,騰格里等六大沙漠沙地惡劣的環境將被得到改觀,綠色林帶形成后將來可修筑穿行沙漠腹地的公路,在大沙漠的縱深處可改造出許多個可人居的綠洲,從而將為開發沙漠沙地上的風能發電創設條件(樹林雖擋風,但可將風力發電的螺旋片架到樹梢之上)。據網上發布的多篇報道披露,目前,新疆、甘肅、寧夏、內蒙古等省、區已在沙漠沙地邊緣開發多個風力電場,風電開發成本及上網電價只略高于火電。隨著風力發電設備國產化率的逐步提高,尤其是一旦大沙漠的生態環境得到改善,那么,騰格里等六大沙漠沙地的風電能可被大規模地開發利用;而且風力發電和太陽能發電在時季上可以互補。
(3)開發生物質能源
新世紀,生物能源的開發利用已成為備受世人矚目的重大課題。經過最近二三十年的研究,燃料乙醇的開發已從實驗室走向生產線。西北地區種植玉米、甜高梁、馬鈴薯等制取燃料乙醇的原料能獲得較高的產量,所以,若能在騰格里等六大沙漠沙地中新增4200萬畝農耕地、并將西北地區1000萬畝沙漠化土地改造成為水澆地,那么,對于拓展我國生物質能的開發空間,保障石油枯竭時代的燃油供給,具有十分重要的意義。
(4)開發糧棉果藥種植業及其加工業
騰格里等六大沙漠沙地,光熱充沛,若能增加供水,那么,不僅能在那里種植上大片大片的胡楊、檉柳、榆樹等耐干旱、耐鹽堿的樹木,而且能利用檉柳發展寄生于檉柳根部的“沙漠人生”肉蓯蓉產業,發展葡萄種植及葡萄酒加工業,發展棉花種植及棉紡織業,發展黃芪等藥材的種植及加工業。估計騰格里等沙漠沙地中的新增耕地種糧也能種出高產。據媒體報道,處于騰格里沙漠邊緣的甘肅河西走廊張掖市,K型雜交春小麥組合“901”曾大面積獲得畝產600公斤以上的高產;河西走廊玉米畝產大面積達到600公斤以上。所以,大量地調水并在騰格里等六大沙漠沙地中開墾大量的耕地,不僅能為開發太陽能、風能發電創造條件,還能增產大量的小麥,還能為生產燃料乙醇提供大量的原料,還能為避免豬肉價格上漲提供充足的飼料。
(四)開發藏電3784億度/年
1、調水需要新增電力估算。
從長江下游銅陵段向華北和西北年均調水1000億立方米(其中向華北調水350億立方米),最大的制約因素是需要新增大量的電力。用電力提水,依據黃委會小西線方案計算提水的參數——每億立方米每10米揚程的平均裝機量為0.062萬千瓦、用電0.031億度來計算,若將1000億立方米水在安徽銅陵段提揚100米,再在北京西山腳下將650億立方米水向黃旗海提揚1250米,從黃旗海將水分輸給騰格里等六大沙漠沙地過程中平均再提揚100米,那么,共需新增裝機6060.5萬千瓦,新增發電量3030.25億度。考慮到北調“江”水主要是在長江豐水年和豐水時節調水,而在長江下游徑流量較小時要適當地減小提水量,所以,年均北調“江”水1000億立方米所需電力還宜增加一個變動量20%,即估計新增裝機及發電量要分別達到7272.6萬千瓦、3636.3億度。如果將“河”水分流給黃河中游已建水電站將造成的發電損失(三門峽60億度、小浪底50億度、萬家寨27億度、天橋11億度)總量148億度計算在內,那么,本文所述“江”水北調、“河”水分流大約共需新增裝機7568.6萬千瓦,新增年發電量3784.3億度。
2、水電還有較大的開發空間。
這么多的新增電力能否通過開發水電予以解決?答案應該說是通過各方努力可以得到解決。據中國工程院院士、中國長江三峽工程開發總公司原總經理陸佑楣去年在答中國電力新聞網記者蔣學林時(見《陸佑楣:水能資源應成為能源利用首選》稱:“我國擁有豐富的水能資源。根據最新的普查資料,全國水能資源理論蘊藏量為6.94億千瓦,年發電量可達6.08萬億千瓦時。截至2006年9月底,全國水電裝機總規模達到1.23億千瓦,約占經濟可開發量的30%(至2006年底,全國水電裝機達到1.2857億千瓦)。這遠遠低于世界部分發達國家的開發水平,開發潛力十分巨大。”
另據唐家友在《發展循環經濟,加快西南水電開發》(長江水利網2005年11月刊發)一文中所描畫的水電站可開發前景,結合川電開發的相關報道看,在青藏高原邊緣地區(包括四川西南、云南西北地區,海拔在3000米以下區域)還能規劃開發大量的水電:
雅魯藏布江可開發電能達6800萬千瓦,年發電量超過3500億度;
怒江13個梯級,總裝機容量2200萬千瓦,年發電量約1000億度;
瀾滄江15個梯級,總裝機容量2560萬千瓦,年發電量1190億度;
金沙江干流巴塘口至宜賓規劃21個梯級,利用總落差3000米,除了在建的向家壩、溪洛渡和已經規劃開發的烏東德、白鶴灘電站設計年發電量共1837億度之外,還可規劃開發17個電站、總裝機容量3720萬千瓦、年發電量1743億度;
雅礱江干流從呷衣寺至江口規劃21個開發梯級,利用落差2600米,除了已建的二灘、在建的錦屏一二級和官地電站設計年發電量共694億度之外,還可開發17個電站、總裝機容量1480萬千瓦、年發電量806億度;
大渡河干流雙江口至銅街子段規劃17個開發梯級,總利用落差1923米,除了已建的龔嘴、銅街子和在建的瀑布溝電站設計年發電量共211億度之外,還可開發14個電站、總裝機容量1722萬千瓦、年發電量841億度。
六大江還可規劃開發水電合計:總裝機容量18482萬千瓦、年發電量9080億度。本文所述調水構想所需新增裝機7568.6萬千瓦、新增年發電量3784.3億度只分別相當于目前青藏高原上雅魯藏布江等六大江還可規劃開發水電裝機容量的41.0%、年發電量的41.7%。
結論:只要下決心北調“江”水,下決心開發青藏高原上的水電,那么,“江”水北調、“河”水分流所需要的電力可以由開發水電予以解決。
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