可再生能源利用现状范文第1篇

关键词　农业；水资源；再生水；灌溉；可持续发展；辽宁省

中图分类号 S274.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）17-0193-01

水是生命之源，水资源短缺严重制约了工农业的发展。辽宁省作为一个严重缺水的地区，由于水污染的加剧，水资源开发利用程度很高，水资源供需矛盾越来越突出。为了保证人民生活用水和工农业用水，积极开发利用和调配各种水资源，大力推进节水型社会建设。随着人们对再生水的认识不断提高，再生水利用越来越受到重视，农业作为用水大户，水资源的短缺严重影响了农业的发展，再生水灌溉利用是世界范围内缓解农业水资源短缺的重要途径。我国也在积极推广再生水利用，并制定了相应的技术标准。辽宁省污水处理率较高，污水处理厂分布合理，日处理水量大，为辽宁省再生水利用创造了有利条件。再生水作为农业灌溉用水，具有技术可靠、水质安全、水量稳定等优点，再生水的充分利用是保证农业可持续发展的关键环节。

1 辽宁省农业水资源现状

辽宁省地处我国北方地区，是我国水资源严重缺乏的省份之一，人均及单位耕地占有水量分别为820 m3和547 m3，在全国平均指数中所占的比例仅为1/3，在全国排在倒数第3位。根据全省第二次水资源评价结果，多年来辽宁省的平均降水量为986.7亿m3，多年平均水资源总量为341.79亿m3，比20年前减少了5.8%。不仅辽宁省的水资源总量短缺，且东西部的水土资源分布也有较大的差异，如辽东地区，其耕地面积在全省中仅占4%，但平均年径流量在全省却占到28.5%；又如辽河中下游地区，其耕地面积在全省中占55.7%，年平均径流量在全省中占32.6%。目前，辽宁省的水资源平均开发利用程度已达40%，占水资源可利用总量的67%，且存在地下水超采严重等问题，多处出现地下水降落漏斗，沿海地区海水入侵等现象严重，开发潜力已十分有限。长期以来，辽宁省农业用水存在浪费严重现象，虽然“十一五”末期灌溉水有效利用系数已达0.55，比“十一五”初期提高了0.04，但与发达国家相比仍有不小的差距；另外，工业用水重复率低，造成了严重的水污染。“十一五”期间，全省新增有效灌溉面积20.00万hm2，改善有效灌溉面积35.33万hm2，新增节水灌溉面积26.67万hm2，改善易涝耕地29.67万hm2。

2 再生水灌溉利用现状

2.1 国外再生水灌溉现状

再生水是对经过或未经过污水处理厂处理的集纳雨水、工业排水、生活污水进行处理，达到规定水质标准，可以再次利用的水。再生水灌溉利用是世界范围内缓解农业水资源短缺的重要途径。世界范围内的水资源短缺推动了污水再生利用，澳大利亚、美国、日本、以色列、法国等对水资源危机进行缓解的重要举措就是对再生水进行回用，预计在水资源的总需求量中，突尼斯、以色列、澳大利亚等国的再生水回用总量将分别为10%、25%及11%。对再生水进行回用的主要形式是进行农业灌溉，美国有42%是用于农业灌溉。1897年Werribee农场（澳大利亚）开始利用再生水。

2.2 国内再生水灌溉现状

我国对再生水进行灌溉利用还处于起步阶段，于2007年3月1日了《再生水水质标准》，为再生水在我国利用与推广起到推动作用。截至2009年底，我国城镇污水处理厂已经达到1 988座，据《国家环境保护“十一五”规划》，到2010年，全国城市污水处理率不低于70%，全国城市污水处理能力达1亿t/d，而目前的回用量仅为400万～500万t/d，范围也局限于部分缺水严重的城市，如北京、天津、太原、青岛等。预计到2030年，我国的缺水量将达到130亿m3，再生水的可利用量将达到767亿m3 [1]。如果不能有效利用再生水，水资源短缺的瓶颈将很难突破。北京市到2010年建设再生水灌区4万hm2，利用再生水3亿m3。而辽宁省在再生水利用方面，尤其农业灌溉方面发展比较缓慢，充分利用再生水资源，为辽宁省农业可持续发展提供强有力的支持。

3 辽宁省再生水利用的可行性

辽宁省城镇化水平高，水资源短缺，且开发利用程度

高。为了缓解水资源短缺，积极开发利用各种水源，如云水资源、海水淡化和远距离调水等，但由于存在技术和成本等制约因素，并不能从根本上解决辽宁省的缺水问题。而再生水水量大，水质稳定，受季节和气候影响小，是一种十分宝贵的水资源，是国际公认的“城市第二水源”。在国家编制的“十二五”规划中已经明确提出了再生水的利用问题，将大力支持再生水发展。

截至2010年，辽宁省已建成运行134座污水处理厂，污水处理能力达640万t/d，全省城市污水处理率为86％，县城污水处理率为82％。污水处理厂布局合理，分布均衡，全省14个地级市、44个县（县级市）全都建有污水处理厂。可见，辽宁省利用再生水还是具有优势的。此外，再生水还具有以下优势：一是污水处理厂可以作为再生水源地，距离城市再生水用户相对较近，供水也较为方便。对污水进行再利用的规模比较灵活，可在城市的边缘地区对大型的再生水厂进行集中建设，与远距离引水相比，成本相对较低。二是较海水淡化经济。海水淡化一直是沿海地区解决缺水问题的出路之一，但由于存在技术和成本等制约因素，很难推广普及。而利用再生水，不仅技术简单，而且成本较低，应大力推广。

4 结语

近30年来，随着再生水灌溉总面积的不断增加，人们广泛地关注其是否安全，是否会对环境产生影响。经过大量的研究，结果表明再生水灌溉是安全可靠的[2-3]。随着再生水灌溉技术和制度的不断完善，污水处理率的不断提高，再生水在农业灌溉方面将会发展很快。再生水充分利用将是解决辽宁省缺水、促进农业可持续发展的重要环节[4]。

5 参考文献

[1] 刘昌明，陈志恺.中国水资源现状评价和供需发展趋势分析[M].北京：中国水利水电出版社，2001.

[2] 惠秦燕，祁君，于金平.再生水利用结合湿地在城市中的应用[J].现代农业科技，2008（9）：237-238.

可再生能源利用现状范文第2篇

关键词:新能源资源潜力发展现状对策建议

新能源的特征与分类

新能源是相对常规能源而言的,一般具有以下特征:尚未大规模作为能源开发利用,有的甚至还处于初期研发阶段;资源赋存条件和物化特征与常规能源有明显区别;开发利用技术复杂,成本较高;清洁环保,可实现二氧化碳等污染物零排放或低排放;资源量大、分布广泛,但大多具有能量密度低的缺点。根据技术发展水平和开发利用程度,不同历史时期以及不同国家和地区对新能源的界定也会有所区别。发达国家一般把煤、石油、天然气、核能以及大中型水电都作为常规能源,而把小水电归为新能源范围。

我国是发展中国家,经济、科技水平跟发达国家差距较大,能源开发利用水平和消费结构跟发达国家有着明显不同,对新能源的界定跟发达国家也存在着较大差异。小水电在我国的开发利用历史悠久,装机容量占全球小水电装机总容量的一半以上,归为新能源显然是不合适的。核能在我国的发展历史不长,在能源消费结构中所占比重很低,仅相当于全球平均水平的八分之一,比发达国家的水平更是低得多,核能在我国应该属于新能源的范围。

根据以上分析,可以把新能源范围确定为:太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能、天然气水合物、核能、核聚变能等共9个品种。生物质能在广义上分为传统生物质能和现代生物质能,传统生物质能属于非商品能源,是经济不发达国家尤其是非洲国家的主要能源,利用方式为柴草、秸秆等免费生物质的直接燃烧,用于烹饪和供热;现代生物质能包括生物质发电、沼气、生物燃料等,是生物质原料加工转换产品,新能源中的生物质能仅指现代生物质能。传统生物质能和大中小水电可称之为传统可再生能源,太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能则统称为新型可再生能源,是新能源的主要组成部分。

资源评价

跟常规能源相比,新能源最显著的优势就是资源量巨大(见表1)。太阳能是资源量最大的可再生能源,即使按最保守的可开发资源量占理论资源量1%计算,每年可供人类开发的太阳能也有1.3万亿toe,约相当于目前全球能源年需求量的100倍。风能的可开发资源量较低,但开发技术难度和成本也较低,全球陆上风电年可发电量约53亿kWh,相当于46亿toe。生物质能可开发资源量为48~119亿toe,不过由于存在粮食安全和环境问题,可开发资源量难以全部转化为能源。地热能的热源主要来自于长寿命放射性同位素的衰变,每年的再生量可达200亿toe以上。按照目前的技术进展情况,全球40~50a内可开发地热资源为1200亿toe,10~20a内可开发地热资源为120亿toe。海洋能资源量并不算丰富,按照全球技术可装机容量64亿kW、年利用2000小时计算,只有11亿toe。天然气水合物属于新型的化石能源,资源量相当于传统化石能源资源量的2倍,达20万亿toe。全球铀矿资源量为992.7万t,如果用于热中子反应堆,所释放的能量约相当于1400亿toe,而如果用于快中子反应堆,所释放的能量可提高60~70倍。核聚变所消耗的燃料是氘,海水中的氘有40万亿t,理论上可释放出的能量为3万亿亿toe,按目前能源消费量计算,可供人类使用200亿年以上。氢能的制备以水为原料,燃烧后又产生水,可无限循环利用,既是二次能源也可在广义上称之为可再生能源。

从以上数据可以看出,能源资源完全不存在短缺或枯竭问题,人类需要克服的最大障碍是开发利用的技术和成本问题。随着技术的进步和能源价格的上涨,目前不可开发的新能源资源有可能变为可开发资源,因此,对新能源来说,理论资源量是相对不变的,而可开发资源量却可能会大幅度增加。

开发利用现状

不同种类的新能源在资源分布、技术难度、使用成本等多方面存在相当大的差异,因而新能源的开发利用程度各不相同。在新型可再生能源中,太阳能、风能、生物质能和地热能发展势头良好,已经进入或接近产业化阶段,尤其是太阳能热水器、风电以及生物燃料,已经形成较大的商业规模,成本也降至可接受水平。核能技术已经成熟,核电在国外已过发展高峰期,在我国则刚刚兴起。核聚变、氢能、天然气水合物、海洋能仍处于研究和发展之中,距离商业化还有较大距离。

截止到2009年2月,全球核电装机已达3.72亿kW,年发电量2.6万亿kWh,在全球一次能源结构中的比重约为6%左右。相比而言,新型可再生能源的开发利用程度还很低,以2006年为例,其在全球一次能源供应量中的比重仅为1%左右,占全部可再生能源的比例也仅为8%左右。2007年,全球新型可再生能源发电装机量为1.65亿kW,相当于全球电力装机总容量的3.7%(见表2)。德国、美国、西班牙、日本等发达国家的可再生能源产业化水平已达到较高程度,其市场规模和装备制造水平跟其他国家相比具有明显优势。我国也是世界重要的可再生能源大国,太阳能热水器产量和保有量、光伏电池产量、地热直接利用量以及沼气产量都位居世界第一。不过,我国对新型可再生能源的开发多集中在技术含量较低的供暖和制热领域,在可再生能源发电技术水平和利用规模方面跟国外相比还存在较大差距。我国新型可再生能源发电装机容量仅为905万kW,占全球5.5%,远低于我国电力装机总容量占全球16%的比重。

我国发展新能源的政策建议

我国是世界第一大碳排放国、第二大能源消费国、第三大石油进口国,发展新能源具有优化能源结构、保障能源安全、增加能源供应、减轻环境污染等多重意义,同时也是全面落实科学发展观,促进资源节约型、环境友好型社会和社会主义新农村建设,以及全面建设小康社会和实现可持续发展的重大战略举措。我国政府把发展新能源上升到国家战略的高度而加以重视,陆续出台了多部法律法规和配套措施。

从近几年的总体发展情况来看,我国新能源发展势头良好,增速远高于世界平均水平,不过由于种种原因,新能源发展过程中的许多障碍和瓶颈仍未消除,主要表现在:资源评价工作不充分,技术总体水平较低,成本跟常规能源相比不具备竞争力,产业投资不足,融资渠道不畅,市场规模偏小,公众消费意愿不强,政策法规体系不够完善。结合国内外新能源发展的历史和现状,借鉴全球各国新能源发展经验,针对目前我国新能源发展过程中存在的问题,特提出如下对策建议。

(一)正确选择新能源发展方向

根据资源状况和技术发展水平,确立以太阳能为核心、核能和风能为重点的发展方向。太阳能是资源潜力最大的可再生能源,化石能源、风能、生物质能及某些海洋能都间接或直接来自于太阳能,地球每年接收的太阳辐射能量相当于当前世界一次能源供应量的1万倍。我国的太阳能热利用已经走在世界最前列,太阳能光伏电池的产量也已经跃居世界第一,不过在太阳能光伏发电方面却与光伏电池生产大国的地位极不相符。我国应进一步扩大在太阳能热利用方面的优势,同时把发展并网光伏和屋顶光伏作为长期发展重点。风能是利用成本最低的新型可再生能源,风电成本可以在几年内降低到常规发电的水平,目前已经初步具备市场化运作的条件。我国风力资源较丰富的区域为西部地区及东部沿海,属于电网难以到达或电力供应紧张的地区,发展风电应是近期和中期的努力方向。核燃料的能量密度远高于常规能源,核电站可以在较短时间内大量建造,迅速弥补电力装机缺口,最近国家发改委已经把核电规划容量提高了一倍多。

(二)加大新能源技术研发力度

我国从事新能源技术研究的机构分布在上百个高校和科研机构,数量虽多,但由于力量分散,具有世界水平的研究成果并不多。建议整合具有一定实力的新能源研究机构,成立中央级新能源科学研究院。抓住当前因金融危机而引发全球裁员潮的有利时机,积极创造条件吸引国外高端研究人才。以新能源重大基础科学和技术的研究为重点,加强科研攻关,尽快改变我国新能源科学技术落后的面貌。密切与国外的技术合作与交流,充分利用CDM机制,注重先进技术的引进并进行消化吸收与再创新,努力实现技术水平的跨跃式发展。

可再生能源大多具有能量密度低、资源分布不均衡等缺点,对其进行低成本、高效率利用是新能源开发的首要问题。显然,可再生能源开发技术的复杂程度要比常规能源高得多,涉及资源评价、材料和设备制造、工程设计、配发和管理等多个领域,必须进行跨学科联合攻关,这对我国目前相对封闭的科研体制提出了挑战。国家需要在搞活科研创新机制、打造科研合作平台、加大知识产权保护力度等方面做更多的努力,营造良好的科研环境。

(三)有序推进新能源产业化和市场化进程

只有实现新能源的大规模产业化和市场化,才有可能使新能源的利用成本降至具有竞争力的水平,为新能源普及打下基础。在新能源开发成本较高、使用不便的情况下,推进新能源产业化和市场化必须由政府作为推手。促进产业化和市场化的措施涉及电价、配额、示范工程、技术转化、税费减免、财政补贴、投资融资等,要对各种新能源的不同特点进行充分分析,分门别类地制定合适的激励政策。为保证政策的长期有效要建立完善的督促检查机制,对违规行为进行惩处,以维护国家政策措施的严肃性。

国家应及时更新新能源产业的投资指导目录,引导、鼓励企业和个人对新能源的投资。同时,也要对新能源投资行为进行规范,避免一哄而上,造成局部重复投资或投资过热。防止企业借投资新能源套取财政补贴、减免税费或增加火电投资配额等不良行为。约束高污染新能源行业的投资行为,尤其是多晶硅副产品四氯化硅所带来的环境污染问题值得关注。

(四)及早实施“走出去”战略

我国是铀矿资源贫乏的国家,资源量远不能满足未来核电发展的需要,铀矿供应必须依赖国际市场。有关资料统计世界上铀矿资源丰富的国家有澳大利亚、美国、哈萨克斯坦、加拿大、俄罗斯等,这5个国家的资源量合计占全球的比重为三分之二。其中,澳大利亚和哈萨克斯坦都是无核电国家,所生产的铀矿主要用于出口。我国与哈萨克斯坦等国家关系良好,可作为实施铀矿“走出去”战略的重要目的国。合作重点应该放在最上游的勘探、开采领域,争取获得尽可能多的探矿权和采矿权,为我国核电站提供稳定、长期的核燃料来源。

目前全球对天然气水合物的地质工作程度还非常低,这为我国获取海外天然气水合物资源提供了绝好的机会。在油气资源领域,美国、日本等发达国家已经把全球的优质资源瓜分完毕,而在天然气水合物领域,我国还存在较多获取海外资源的机会。太平洋边缘海域陆坡、陆隆区及陆地冻土带的天然气水合物资源丰富,这一地带所涉及的国家主要是俄罗斯、美国、加拿大,应努力争取获得跟上述三国合作开发的机会。拉丁美洲国家沿海的天然气水合物资源也比较丰富,要充分利用这些国家技术力量薄弱、研究程度低的现状,加强与这些国家合作,以期能够在未来取得这些国家的天然气水合物份额。

东南亚处于热带地区,自然植被以热带雨林和热带季雨林为主,特别适合油料作物的生长,是发展生物柴油产业的理想区域。东南亚国家是我国的近邻,可为我国的生物柴油产业提供丰富而廉价的原料。我国可采取以技术、市场换资源的合作方式,在当地设立林油一体化生产基地,产品以供应我国国内为主。

(五)调整、完善新能源发展规划和政策措施

我国已经出台的新能源发展规划有《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源发展“十一五”规划》、《核电中长期发展规划(2005-2020年)》等,部分行业部门和地方地府也针对实际情况制定了各自的发展规划。部级的规划存在两个问题:一是发展目标定得偏低,如风能到2010年的发展目标为1000万kW,到2020年的发展目标为3000万kW,而事实上,1000万kW的目标已经于2008年实现,3000万kW的目标也可能提前于2012年左右实现;二是缺乏设备制造产业和资源评价方面的目标。

国家有关部门应密切跟踪国外新能源现状,充分考虑新能源资源量、技术发展水平、环境减排目标、常规能源现状等因素,对我国新能源发展规划作出适当调整和完善,为新能源产业发展提供指导。我国有关新能源与可再生能源的规定和政策措施并不比国外少,但这其中有许多已经不再符合我国的实际,应立即对不合时宜或相互矛盾的规定和措施进行清理,制定出切实可行、可操作性高的配套法规和实施细则。

(六)建立符合国际标准的新能源统计体系

做好新能源的统计可为新能源科学研究、政府部门决策、企业发展目标的制定等提供重要依据和参考。我国在新能源统计方面与发达国家相比还有着相当大的差距,目前对新能源的统计主要依靠行业协会或学会,但这些机构所提供的统计数据在系统性、时效性、科学性等方面很难令人满意。迄今为止,我国没有任何机构和个人能够对新能源发展现状进行系统、全面、及时地统计,许多涉及我国的新能源统计数据只有国外网站才能提供。建议国家有关部门调集各方力量成立专门的新能源统计机构,通过各种渠道收集国内外新能源统计数据,并把数据及时公布。

国际能源机构对一次能源进行统计时,将可再生能源的发电量直接换算成油当量,并不按火电容量因子进行折算。但我国有关部门在统计时,往往是按火电容量因子(约为33%左右)把可再生能源发电量进行折算,这意味着有关部门的统计结果要比国际能源机构所提供的统计结果大2倍左右,这样极易引起误解和混乱。国际能源机构是全球最大、最权威的能源统计和研究部门,所采取的统计方法和公布的统计数据被世界各国广泛认可。为了便于对国内外新能源发展状况进行对比研究,建议国家有关部门在统计方法方面采用国际能源机构的标准。

参考文献:

1.IEA.RenewablesInformation2008[R].Paris:InternationalEnergyAgency,2008

2.赵玉文,王斯成,王文静等.中国光伏产业发展研究报告(2006-2007)[R].中国可再生能源发展项目办公室,2008

3.中国地质调查局.我国地热资源及其开发利用现状[EB/OL].[2008-04-02]

4.WWEA.Windturbinesgeneratemorethan1%oftheglobalelectricity[R].Bonn,Germany:WorldWindEnergyAssociation,2008

5.REN21.Renewables2007GlobalStatusReport[R].Paris:RenewableEnergyPolicyNetworkforthe21stCentury,2008

可再生能源利用现状范文第3篇

区域水循环经济体系的内涵及意义我国是一个缺水国家，北方尤甚。

北方地区不仅存在资源禀赋意义上的水资源短缺，而且水环境生态功能退化而导致的“水质性”缺水问题也日益严峻。以海河流域为例，2012年海河区水质为劣，Ⅰ~Ⅲ类水河长比例为34.6%，劣Ⅴ类水河长比例为46.1%。“水质性”缺水威胁人类身体健康，增加了处理费用并带来了新的水质安全威胁。

为破解经济发展和水资源短缺、水环境污染三者之间的矛盾，同时平衡工业、市政和生态环境用水三者需求，我们需要构建新型的区域水循环经济体系。所谓区域水循环经济体系是建立在循环经济发展理念下的一种水资源利用模式，按照“减量化、再利用、再循环”3R原则开展生产与消费环节的节水减排、污水再生处理以及再生水生态利用，构建区域经济尺度上水社会循环与自然循环的有机衔接和耦合体系，促进水资源的节约利用、高效利用和循环利用以及水生态系统的健康安全。

区域水循环经济体系区别于传统体系的重要之处在于强化了水的生态再生利用。传统水循环体系中，再生水的不同用途相互独立，利用效率不高，其社会循环利用和生态利用难以兼顾，同时忽视了再生水的自然属性，导致水质安全难以保障且公众难以接受。区域水循环经济体系强化了水生态再生环节，主要措施包括建设人工湿地、河道工程等，将工程处理后的再生水通过这些生态工程进一步实现区域生态再生，从而促进再生水的河流、湖泊、湿地等生态利用与水质净化和水质安全保障。

区域再生水的利用体系的构建可以充分结合该流域污水处理厂、人工湿地以及结合湿地形成的近自然生态系统，发挥它们在水质净化过程中的作用和生态储存的功能。再生水在近自然生态系统的进一步处理与储存可以提高再生水的生态安全性能，形成提升城市景观生态形象的生态景观带，增加再生水在自然界中停留时间，实现了再生水的生态安全回用以及与城市景观的有机结合。以此理念构建的区域再生水循环利用体系，可以实现多目标多层次再生水的回用，缓解流域水资源短缺以及开采率过高问题，减少了入河污染物的排放量，实现了水生态、水污染治理与水资源的协调统一及有机融合。

山东徒骇河、马颊河流域水循环经济体系实践

山东省自“十一五”期间就倡导推行“治、用、保”治污体系来进行水循环经济体系的建设，如图1所示。

徒骇河、马颊河流域主要城市聊城市、德州市“十二五”期间积极完善“治用保”流域治污体系，把污染源治理、废水集中深度处理、再生水区域循环利用体系构建和人工湿地等生态工程建设相结合，以污水处理工程的保障废水收集和再生，以再生水区域循环体系的构建保障水资源的节约和污染物的减排，以湿地等生态工程的建设作为生态环境改善、景观效果提高的有效途径，实现流域水环境质量的持续改善。2013年、2014年聊城市和德州市分别代表山东省参加了国务院组织的《重点流域水污染防治专项规划年度实施情况考核》，取得了海河流域第一名，也是全国9大流域第一名的好成绩。

2012年徒骇河、马颊河流域直接或间接排入的城市污水处理厂共17座，该年度污水处理厂处理量约为70.5万m3/天，再生水回用量约为13.6%，其中4.7%为工业回用，8.9%为景观回用。流域内再生水利用模式单一，流域内污水处理厂再生水利用主要集中在景观环境、工业用水的再生利用，没有形成区域层面上再生水利用的模式。2012年流域内再生水管线较少，仅少数的工业再生水大用户铺设了再生水管线。基础设施的滞后更加制约了再生水的进一步利用。除此以外，流域内再生水的使用缺少政策激励以及政府引导。

徒骇河、马颊河流域实现再生水的区域循环利用具有得天独厚的条件。首先，流域内的城市污水处理厂目前均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，具备了再生水回用的条件；其次，每个城市污水处理厂均建有人工湿地进行进一步净化处理，这既可以进一步提升水质，又可以和当地景观建设相结合，起到保障水质安全的屏障作用。针对徒骇河、马颊河流域再生水现状及存在的问题，结合流域发展现状，构建高效、安全、经济的区域再生水利用体系是流域再生水利用发展的方向。

茌平县城区再生水循环利用构建案例

茌平县位于聊城，位居百强县第75位，工业经济发达（2014年数据）。2011年，茌平县污水再生利用率很低，其次工业用水地下水取用比例较高（达75%），工业废水排放量占总排放量的74%。；城区主要河流生态受损，水体自净能力较弱，城区内部分支流河道断流，河道连通性较差，部分河道之间缺乏有效的连通和互动；城区规划中的环城水系还未联通，城区生态用水缺乏，水生态环境状况整体需要改善，水循环利用系统尚未形成。

针对茌平县存在的水环境问题，结合茌平规划中环城水系的建设、规划中金牛湖（茌平县城区工农业用水水源地）的建设，以及茌平县供水现状、用水现状、排水现状，提出以城市污水处理厂稳定达标排放为基础，以人工湿地、环城水系等为水质安全保障措施，以保护茌平县域地表水环境、构建城区宜居生态环境为核心目标，以再生水梯级利用、多元化利用为节约水资源手段，构建茌平再生水循环体系（如图2所示）该方案涵盖了茌平县城区“十二五”期间主要的环保及城建基础设施建设项目：茌平第一污水处理厂、第二污水处理厂升级改造项目、茌中河人工湿地工程、环城水系建设项目、金牛湖工程、工业再生水利用工程等。茌平第一污水处理厂、第二污水处理厂出水汇集后进入深度处理工程稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准。污水处理厂深度处理的出水进入城市污水处理厂后潜流湿地和茌中河河道走廊人工湿地，经湿地进一步处理后的水回用于规划建设的环城水系，改变环城水系单纯以黄河水作为补充水源的规划。将环城水系建设为环城水生态功能景观带，通过生态系统增加水体在自然生态系统中的循环，最后流入金牛湖，作为茌平县工农业补充水源。该方案实施后城区水量平衡见图3（以2011年数据为基础进行预测）。

该方案主要特点如下：

（1）再生水的安全生态利用

该方案的显著特点是再生水的安全生态利用，即污水处理厂再生水经过湿地系统处理、环城水系处理与存储再进入金牛湖。近自然生态系统的进一步处理与储存可以提高再生水的安全生态性能。

（2）再生水梯级、多元化回用

再生水的梯级、多元化回用是该方案的另一大特点。茌平污水处理厂部分再生水直接回用于电厂作为循环冷却水，其余再生水进入茌中河人工湿地工程及环城水系，进一步得到处理的同时也作为城市景观生态用水，增加了再生水在自然水体中停留时间及生态安全性，同时环城水系作为县城区工业用水水源、农业用水水源、市政浇洒及绿化用水，实现区域内再生水的梯级利用和多元化回用。

（3）水生态、水污染治理与水资源的协调统一

可再生能源利用现状范文第4篇

关键词：政府规划；可再生能源；开发利用

Abstract：Theexploitationandutilizationofrenewableenergyisacomplexsystemengineering.Scientificgovernmentplanningcaneffectivelypreventitsoperationfrombeingblindfoldandimproper.InChina，therearelotsofshortagesingovernmentplanninglikethestategovernmentplanningandlocalgovernmentplanning.Systemtheoryshouldbetakenintoaccountwhendrawinguptheplans，suchas，thinkingovertheexternalityofgovernmentplanning，theentiretyofstategovernmentplanning，andterritorialityoflocalgovernmentplanning.

Keywords：governmentplanning；renewableenergy；exploitationandutilization

可再生能源，是在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充的能源，可以循环再生，不会因长期使用而减少，主要指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源，这些能源基本上直接或间接来自太阳能，是可连续再生和永续利用的能源形式。这类能源的推广有助于缓解能源供应压力和环境污染压力，促进经济社会发展。

可再生能源的开发利用，是一项庞大复杂的系统工程，涉及多个主体、多个环节，同时又依赖于环境的支撑，受环境的制约，其中任何一个环节或影响因素出现不协调，都会阻碍可再生能源开发利用的顺利进行。按照可再生能源开发利用的总体目标的要求以及其自身的发展规律，笔者拟从宏观上考量政府规划与可再生能源开发利用的联系。

一、问题的提出

政府规划是对将来一定期限内实现某个特定目的或构想的确定，科学的政府规划可以为可再生能源开发利用提供明确的目标和途径，有效促进可再生能源的推广，避免因为发展目标不明确而带来的浪费。政府规划是可再生能源开发利用系统中的核心部分，它对系统内部与外部都会产生重要的影响。一个可以避免机会主义的政府规划至少应该包括三个部分：首先，应该有非常明确的战略目标，而不是泛泛而谈的宏伟蓝图，应该包括细化的目标及其达成时间、具体的发展区域划分、具体的考察指标等等，由这些细化的目标构建一个整体的发展前景。其次，一个确保目标能够得以顺利实现的配套方案。为实现既定目标或构想，政府规划必须同时综合、系统地选择和提出一系列必要的配套制度和措施，从这个意义上来说，政府规划实质上是为未来的大规模活动制订的行动方案。再次，应变方案。政府规划对于可再生能源开发利用中可能出现的各种不确定因素应该有所预料，并对可能采取的政策调整做出合理估计。

实践证明，制订这样的政府规划并不容易，而科学的政府规划将会给可再生能源的推广和发展带来重大的积极影响。以英国为例，在1990～2003年可再生能源发展过程中，英国都没有逃脱机会主义的模式，直到2003年，明确的可再生能源发展目标和对不确定性的研究出现在政府的可再生能源发展白皮书中，英国的可再生能源推广才取得了重大进展，而这一进步也被英国评论界认为具有里程碑意义(注：CatherineMitchell，PeterConnor，RenewableEnergyPolicyintheUK1990-2003，EnergyPolicy(journal)，2004。)。

可再生能源开发利用并非一件简单事宜，而是一个复杂的系统工程，因此，必须先纳入系统的政府规划范畴，以避免盲目和不当。可再生能源开发利用政府规划，应是一个多层次的系统集合，大致可以划分为整体意义上的国家规划和作为其子系统的区域规划(注：事实上，区域规划下还存在次一层或多层的政府规划(如江苏省长三角区域)，为论述的清晰，在此不论。)。我们一方面需要从整体和宏观上把握可再生能源的发展，统筹考虑国家的能源需求和大政方针，另一方面也需要同时考虑可再生能源开发利用系统下的区域子系统的发展特点，整体与局部相统筹，实现最优目标。

二、全国性规划：我国可再生能源国家规划的现状及检讨

从国际经验来看，在进入20世纪90年代以后，一些发达的资本主义国家先后制订了长期的发展目标。例如，欧盟提出到2020年风力发电将达到150吉瓦，风力发电装机占整个欧盟国家发电装机总量的15%以上。到2050年，再生能源要占整个能源比重的50%。更重要的是，各国纷纷通过可再生能源立法，把提出的目标变成强制性的指标。如，澳大利亚2001年4月通过了《可再生能源(电力)法》，提出了强制性可再生能源目标政策(MRET)。该法案规定，到2010年，全国增加9500GW·h(2%)的可再生能源发电，可再生能源发电可以提供相当于整个悉尼市的用电量，整个可再生能源产业的产值在2010年要达到40亿澳元。总量目标的制定，对未来的市场容量和走向起到一个明确的指示作用，特别是通过立法明确表明了政府发展可再生能源的决心，投资者可以清晰地知道国家支持的重点所在，从而有利于引导投资方做出果断和正确决策[1]。

可见，对于可再生能源的国家规划而言，明确性和强制性是确保其成效的重点所在。而我国在这一方面尚存在不少问题。

“九五”规划期间，原电力部明确提出到2000年我国风电装机达到100万kW的规划目标，但这一“宏伟”目标并没有得到实现，主要原因在于没有强有力的立法保障和相关有效的配套政策。事实上，这也是我国可再生能源开发利用发展缓慢和市场容量狭小的主要原因[1]。

2005年2月28日，《中华人民共和国可再生能源法》(以下简称《可再生能源法》)在人大常委会获审议通过。该法明确提出了政府和社会在可再生能源开发利用方面的责任与义务，确立了一系列制度和措施，把发展可再生能源提升到了法律的高度。该法明确提出了总量目标制度，但是，在总量目标制度中并没有任何明确的目标。据查，2004年8月5日全国人大环资委发给各相关部门的草案征求意见稿，曾在最能体现该法明确性和可操作性的可再生能源配额制度和总量目标制度中明确提出2010年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量的5%，2020年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量的10%，然而，这些规定却在最终审议稿中被删除了。《可再生能源法》最终还是成为一部以综合性、原则性、指导性特征为主的法律，其所确定的发展总量目标制度虽然具备了政府规划的外形，却因为没有明确的目标规定而存在先天欠缺，立法的强制性在无形中被卸去了功用。

2007年6月7日，国务院审议并原则通过《可再生能源中长期发展规划》，根据此规划，到2020年可再生能源在我国能源结构中的比例争取达到16%，水电总装机达到3×108kW，风电装机目标为3000万kW，生物质发电达到3000万kW，沼气年利用总量达到4.43×1010m3，太阳能发电装机180万kW，太阳能热水器总集热面积达到3×108m2，燃料乙醇的年生产能力达到1000万t，生物柴油的年生产能力达到200万t。并且将采取以下措施保障规划目标的实现：一是建立持续稳定的可再生能源市场，特别是对非水电可再生能源发电规定强制性市场份额目标；二是落实优惠电价和费用分摊政策，按照有利于可再生能源发展和经济合理的原则，制定可再生能源发电上网电价；三是加大财政投入和税收优惠力度，建立可再生能源发展专项资金，用于支持可再生能源技术研发、产业体系建设等；四是建立可再生能源产业服务体系，根据需要整合现有可再生能源技术资源，完善技术和产业服务体系，加快人才培养，设立综合性的可再生能源研究开发机构[2]。虽然在目标明确性上符合政府规划的要求，也配套了相关制度和措施，但终究欠缺了法律的强制力保障。

三、区域性规划：我国可再生能源区域规划的现状及检讨

可再生能源区域规划在我国尚处于起步阶段，以地方规划为主，还没有真正将目光投到可再生能源开发利用的区域合作中。而且，我国关于可再生能源开发利用专门性的区域规划极少，基本上都是容身于地方政府规划中。

据查，我国目前以规范性文件形式确定的地方规划仅有：《山东省人民政府办公厅关于进一步加快发展农村沼气等可再生能源的意见》(2006年10月30日)、《德州市人民政府办公室关于进一步加快发展农村沼气等可再生能源的意见》(2007年2月2日)(注：此搜索结果来自法律图书馆新法规速递数据库(http：//law-)，特此感谢。)。2005年11月28日经湖南省第十届人民代表大会常务委员会第十八次会议通过的《湖南省农村可再生能源条例》与2007年2月12日经晋城市人民政府第十一次常务会议讨论通过的《晋城市农村可再生能源开发利用促进办法》虽然效力层次较高，却未涉及规划。

总体来看，我国的可再生能源区域规划主要存在以下问题：①真正意义上的可再生能源区域规划很少，缺少更为宏观的规划视野，没有考虑到地方区域合作的优势；②缺乏专门性的可再生能源区域规划(包括地方规划)，如此，便无法有针对性地对可再生能源开发利用进行合理规划，也无法给予具体的制度配套；③存在与可再生能源开发利用的全国规划脱节的现象；④规划没有充分考虑到自身的区域或地方特色，脱离实际情况，缺乏操作的可行性；⑤规划缺乏切实有效的政策与制度保障，规划目标停留在口号阶段。

四、政府规划科学制订的保证：系统论的考量

鉴于我国可再生能源政府规划的现状，笔者认为应用系统论的思路对其进行考量。系统论的创立者贝塔朗菲强调，任何系统都是一个有机的整体，它不是各个部分的机械组合或简单相加，系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的新质，其实质即是亚里士多德所说的“整体大于部分之和”，而这句名言正可谓可再生能源开发利用国家发展规划与区域发展规划系统性整合的最佳指导。可再生能源政府规划的系统性整合包括以下两个层面：其一，国家发展规划与区域发展规范之间。国家发展规划系统是一个有着多个子系统组成的复杂大系统，它与区域发展规划子系统整体处于一种动态的关系之中。系统整体提纲挈领，对子系统的形成和发展都发挥着重要作用，而子系统的某种改变也必然会影响到系统整体，这种影响力主要反映在规划配套制度的建立和实施以及规划目标的实现效果上。其二，区域发展规划之间。系统论认为，任何子系统的各个要素之间遵循组合规则，从而形成相应结构。同时，子系统与子系统之间也有着一定的联系方式，从而形成一定的系统结构。这一理论主要体现为可再生能源开发利用的区域合作和互补。

1.充分考虑“外部性”

可再生能源的开发利用不是一个独立的系统，任何系统都是在一定环境下产生、生存、运行和演化的，不存在脱离外部环境独立存在的系统。在制订可再生能源开发利用的政府规划时，我们应充分考虑其“外部性”。笔者认为，环境和经济发展是其最为重要的“外部性”因素。第一，可再生能源开发利用与环境因素。我国的能源结构以煤为主，约占70%左右。以煤炭为主的能源消费结构，造成了严重的环境污染。粉尘、SO2、NOx等地方和区域大气污染的70%～90%来自煤炭燃烧。酸雨面积已占全国的1/3，大气污染造成的经济损失已相当于GDP的2%～3%，每年超过1000亿元[3]。我国一些大中工业城市如沈阳、兰州、太原等消耗的能源仍以燃煤为主，冬季污染指数常常高达300以上。这样的能源结构现状使我国环境与发展的矛盾日益突出，随着人们对环境价值越来越多的认识和重视，因环境问题而导致的争议也越来越多。而与以煤、天然气、石油为代表的不可再生能源相比，可再生能源对环境的污染则要小得多。水电、风电、太阳能等几乎没有污染物的排放，生物质能的利用不会增加大气中的碳排放量，粉尘、SO2、NOx等地方和区域大气污染物的排放也很少，沼气不但可以解决农村的用能问题，还可以减少农药、化肥的污染，增加农民的收入，创造新的就业机会，保护农村生态环境。

第二，可再生能源开发利用与经济发展因素。不可再生能源是经过亿万年形成的、短期内无法恢复，如煤炭、石油、天然气、核燃料等，它们会随着大规模的开采利用，储量逐渐减少直到枯竭。因而，不可再生能源的一大特点就是其有限性。我国从不可再生资源总量看是一个资源大国，资源总储量居世界第三位，一些重要资源拥有量位居世界前列，但从人均资源占有量看，我国却是一个名副其实的“资源小国”，人均占有量仅为世界人均占有量的1/2。长期以来，我国能源资源结构以煤为主，依据我国煤炭探明的可利用储量近2×105Mt这一数据，专家预测，如果按照年产2.5×104Mt原煤的速度推算大概还可以供应80年。而我国已探明的石油可采储量约为2.3×104Mt，仅可供开采14年左右[4]。加之我国不可再生能源利用效率的低下以及节能观念与措施的落后所导致的能源过分消耗，无不加速了不可再生能源的枯竭。

与此相应，目前我国正面临新一轮经济增长，对能源的需求量急速增加，而产业结构调整、居民消费结构升级、城市化进程加速等因素都增加了我国对能源的依存度，能源供需不平衡的状况日渐突出。目前的能源供应已经满足不了能源需求，存在较大的缺口。以石油为例，目前我国石油的对外依存度已超过1/3，今后新增的石油需求量几乎要全部依靠进口。这种状况使我国越来越多地受到世界石油市场的不确定性和石油产区政局动荡的影响，直接关系到国家的能源安全。

可再生能源的开发利用是解决这一困境的最佳思路之一。相比较不可再生资源的有限性，用之不竭的可再生能源越来越多地受到各国重视。我国幅员辽阔，可再生能源资源品种多，储量丰富，进行开发的潜力巨大。①太阳能。太阳能辐射量在3300MJ/(m2·a)到8400MJ/(m2·a)之间。其中2/3国土面积超过6000MJ/(m2·a)(200w/m2)，年日照数大于2000小时，相当于每年2.4×108Mt标准煤的储量。可以说只要技术可行、成本可接受，如此巨大的太阳能资源的开发利用量是没有上限的。②风能。我国陆地上离地面10米高度层上风能资源总储量约3.226×109kW，可开发利用的储量为2.53×108kW。近海可开发利用的储量有7.5×108kW，共计有1×109kW。③水能。我国拥有丰富的水能资源，其中技术可开发的小水电资源量为1.28×108kW，年生产电力4.5×1011kW时，占我国可开发的水电资源总量的29.7%，也居世界首位。④生物质能。目前农作物秸秆年产量有7×103Mt，可用作能源的约占50%，为3.5×103Mt，薪材合理年开采量为2.2×103Mt，各种工农业有机废弃物通过技术转换成沼气的资源潜力有3.1×1010m3，而且，秸秆、薪材、各种废弃物资源都随着时间在不断增加。此外，通过我国大量低质土地种植能源作物以及对自然生长的多种能源植物通过改造育字，在未来也将有几亿吨甚至更多的生物质资源潜力。⑤其他。我国有几千公里的海岸线，有潮汐能、波浪能、温差能、盐差能等各种海洋能资源。据专家估计，可供开发利用量为5×107kW，其中在我国已能够开发利用的潮汐能为2.2×107kW。我国是以中低温为主的地热资源大国，其资源潜力占世界的7.9%。总盆地资源潜力在2×108Mt标准煤，其中可供开发的高温发电和中低温热利用的资源量分别为600万kW和3.3×103Mt标准煤[5]。开发利用可再生能源，将有效解决我国能源的供需问题，有力支持社会经济的进一步快速发展。

环境和经济这两个外部因素直接决定了我国开发利用不可再生能源的重要性。也正因为如此，在不可再生能源开发利用的政府规划中，必须充分考虑不可再生能源对环境、经济的影响，如减排量。

2.国家规划“整体性”与“全局性”

可再生能源开发利用国家规划是区域规划的原则和方向，是对全国可再生能源发展的全面把握，“整体性”和“全局性”是其精髓所在。具体而言，体现在以下几个层次：

第一，可再生能源开发利用国家规划应立足能源战略的高度，考虑全球能源态势以及国内能源需求的增长情况。

第二，中长期规划与短期计划相结合。我国可再生能源的开发利用，起步较晚，且由于当前技术的局限，必须经历一定时间的发展，不可能一蹴而就。因而，既要有中长期目标，也要有短期的阶段性目标，而且，这种目标必须具备明确性，且相互配合和保持动态一致，为企业、科研院所等相关主体提供明确的行动导向。

第三，国家规划应充分考虑我国的地域特点。我国地域广阔，可再生资源分布不平衡，情况复杂。而与此同时，我国对能源的需求以及开发利用的能力也不平衡。因此，在制订国家规划时应从整体考虑，对可再生能源的开发利用做出协调和互补考虑。

第四，国家规划应配套以强有力的政策与制度保障。简单而言，一个完整的国家规划应包括目标与达成目标的途径两个方面，缺一不可，政策与制度保障即是典型的达成目标的途径。而且，这种政策与制度保障也是区域规划中次级政策与制度的基础和指导。

第五，国家规划应贯穿可再生能源开发利用中技术研发、成果转化、产品开发和商业运作四个环节，全面考虑国家、各级政府主管部门、企业、科研院校和社会公众各自的定位和合作。

第六，国家规划应考虑太阳能、风能、生物质能、地热能等各种可再生能源的特点，全局考虑可再生能源的发展，促进可再生能源的开发利用。

第七，国家规划的制订，应考虑与当前不可再生能源的竞争关系，充分突出且进一步扩大可再生能源的优势特点，更好地扮演替代能源的角色。

3.区域规划“地域性”与“特色性”

可再生能源开发利用区域规划是国家规划的延伸和具体化，制订符合区域特点且专门的可再生能源开发利用区域规划，有利于有针对性地推动可再生能源区域发展，进而促进国家规划目标的达成。区域规划必须与国家规划保持一致性，但同时，区域规划又具有相对独立性，应充分体现“地域性”与“特色性”。

不同的地区存在不同的环境要素，地区特征突出，差异性较大。以风能为例，我国风能资源丰富的地区主要集中在北部、西北和东北的草原、戈壁滩以及东部、东南部的沿海地带和岛屿上。这些地区缺少煤炭及其他常规能源，并且冬春季节风速高，雨水少；夏季风速小，降雨多，风能和水能具有非常好的季节补偿。另外，在中国内陆地区，由于特殊的地理条件，有些地区具有丰富的风能资源，适合发展风电，比如江西省鄱阳湖地区以及湖北省通山地区。因此，区域规划在国家规划的指导下，应充分考虑本地区的实际状况，在制订可再生能源开发利用的发展策略时应因地制宜，不能随大流，盲目跟进，否则事倍功半。对此，我国《可再生能源法》第18条也明确规定：国家鼓励和支持农村地区的可再生能源开发利用。县级以上地方人民政府管理能源工作的部门会同有关部门，根据当地经济社会发展、生态保护和卫生综合治理需要等实际情况，制订农村地区可再生能源发展规划，因地制宜地推广应用沼气等生物质资源转化、户用太阳能、小型风能、小型水能等技术。

此外，对于可再生能源开发利用区域规划而言，“区域”是一个开放性的概念，可大可小，不必受到行政区划的限制，也不必是相邻的区域。区域规划在制订中综合考虑区域内的技术、资源、环境、空间等因素，对于可再生能源的开发利用可以起到互补长短的共进作用，并有利于可再生能源的规模化发展。

参考文献：

[1]任东明.关于建立中国可再生能源发展总量目标制度若干问题的探讨[J].中国能源，2005(4)：21-25.

[2]主持国务院常委会审议可再生能源中长期发展规划[EB/OL].[2007-06-07].

[3]王玉庆.中国能源消费与环境保护[R].中国发展高层论坛，2003.

可再生能源利用现状范文第5篇

关键词 北京;水资源;人口承载力

中图分类号 F062.2 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2010)09-0042-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.09.008

水资源是一个城市人口发展和经济社会发展最重要的不可或缺的资源,而且是难以在短期内增加的资源,因此常常成为决定一个地区或者城市承载力的最“短板因素”而受到极大重视。北京是一个处在我国北方地区的典型缺水城市,随着人口的增长和社会经济的发展,水资源紧张的问题显得日益突出。如何协调人口发展与水资源、环境之间的关系,促进人口、资源、环境和经济健康持续发展,成为摆在人们面前的重大问题。水资源人口承载力的研究可以为此提供有益的参考。

不少学者也曾对北京市的水资源承载力做过研究[1-7]。然而因为所用的方法和采用的指标等不同,因此得到的人口承载力结果相差很大,最大可以达到30倍。而且很多学者的研究,基本上都是一种静态的分析模式。为了能够了解水资源人口承载力变动的内在机制,承载力与其制约因素之间的相互关系,并最终模拟和考察不同参数变化情况下水资源人口承载力的动态变化,从而为政策调控提供参考依据,本文选择系统动力学方法对首都北京的水资源人口承载力进行了定量的动态的分析。

1 方法及原理

系统动力学(System Dynamics)是一种以系统论、信息反馈控制理论为基础,以计算机仿真技术为手段,研究复杂社会经济系统的定量方法。该方法是上个世纪50年代由美国麻省理工学院的J。福瑞斯特教授发明的,最初应用于工业经济中,后来被广泛用于社会、经济和资源环境等多个领域。

其基本原理是:首先,将所研究的具体对象和涉及到的主要因素划归到一个系统中,区分出系统的边界。然后,用正反馈(即一个因素的变化引起另一个因素同方向的变化,例如都增加或者都减少)和负反馈(一个因素的变化引起另一个因素反方向的变化)的分析方式,分析这个系统内不同因素之间存在的因果关系,这样可以将系统内各个因素之间以直接或者间接的关系全部联系起来,形成有多个反馈关系或正负反馈环联系起来的分析系统。再次,分辨系统要素中的主要变量类型,以最基本的状态变量(该变量的任何一时点的值,都等于其上一个时点的值与两个时点之间的变化量)为基础,写出各因素之间的定量方程,并以特定的DYNAMO语言写入计算机,实现计算机的仿真输出。最后,在给定不同的参数条件下,系统将会给出各种可能的系统个变量输出结果,依此可以观察各种方案设置下的系统运算结果,并进行政策性分析。

系统动力学模型本质上是带时滞的微分方程组,能方便地处理非线性和时变现象,并能做长期、动态、战略性的仿真分析与研究。这一研究方法较适用于分析研究系统的结构与动态行为,尤其适合于研究复杂、动态的系统问题,特别是对系统行为进行模拟,可以得到各种不同前提假设下的系统运行的结果,为决策者提供直观的决策后果,被称为社会经济学研究的实验室。

2 首都水资源人口承载力的模型构建

2.1 模型因果关系及分析

本文考虑的北京市水资源人口承载力,包括从总水量和从生活供水两个方面计算的水资源人口承载力。总供水量涉及地表水开发,地下水开采、外调水量以及再生水利用等,生活供水主要由总供水,以及工业用水、农业用水和未来的生态用水决定。工业用水和农业用水都分别与各自的经济发展规模以及单位产值的用水效率有关。再生水由污水排放及其处理率,以及再生水利用率决定。污水排放则与工业发展和人口增长本身有关。按照上述分析,我们建立了系统因果关系图,可以一目了然地看到这些基本的关系(见图1)。

图1 水资源人口承载力的系统内在关系图

Fig.1 Interaction between factors in the dynamic system of

population carrying capacity

童玉芬:北京市水资源人口承载力的动态模拟与分析

中国人口•资源与环境 2010年 第9期2.2 系统的流程图

在上述的因果关系图基础上,我们分辨出工业产值、农业产值、户籍人口、外来人口、地表水供给量、地下水开采量等几个变量为状态变量。其他因素则基本上是一些

图2 北京市水资源承载力的系统流程图

Fig.2 Flow chart of population carrying capacity of Beijing辅变量或常量。按照各因素之间的内在关系,建立系统流程图见图2。

图中,方框中的是水平变量(状态变量),它们是随着时间变化逐年累积的变量,其他变量是辅助变量或者常量。应用系统动力学专用的VENSIM软件,可以方便的写出图2中各类变量以及不同因素之间的定量关系式。然后给出相应的参数和初始值,就可以进行动态的模拟。

3 首都水资源开发利用状况及潜力分析

3.1 水资源量及其开发潜力

如前所述,北京市本地水资源总量少,仅仅依靠本地水资源完全不能满足人口和社会经济发展的需要。境内多年平均降水595 mm,年均降水总量99.96亿m3,形成地表径流21.98亿m3,地下水资源27.09亿m3,扣除地表水地下水重复计算量9.08亿m3,当地自产天然水资源总量为39.99亿m3。受水气补充条件和地理位置、地形等条件的影响,境内降水具有时空分布不均、丰枯交替发生等特点。丰枯连续出现的时间一般为2-3年,最长连丰年可达6年,连枯年可达9年,历史记载最长枯水期为20年。1999年以后,北京连续9年严重干旱。根据北京市水资源公报,2007年北京市的地表水资源量为7.6亿m3,地下水资源量为18.2亿m3。而据统计资料,在丰水年时,北京市的地表水资源量曾经达到20亿m3以上。

根据相关的研究,以及历年的水资源统计数据,北京市在不同水平年的地表水资源量有很大差异。水资源量在平水年(保证率50%)偏枯年(75%)和枯水年(95%)情况下,很不一样,不同的情况下,可开发利用的地表水资源从而总的供水量将会出现很大的不同。参考相关文献[2-4]的分析,并结合《北京市“十一五”水资源利用规划》、北京市2005、2006年水资源公报等资料计算,得到北京市在不同情况下的地表和地下水资源可利用潜力的值如下(见表1):其中在平水年,北京市本地水资源最大可开发利用43亿m3,偏枯水年36亿m3,枯水年只有29亿m3。

表1 不同水资源保证率的可利用量水资源估计(亿m3)

Tab.1 Available water resource under different guarantee rate

项目Item水资源保证率GuaranteeRate平水年(50%)

Normal year偏枯年(75%)

Drier year枯水年(90%)

Dry year(90%)可利用水量433629地表水20136地下水2323233.2 北京市的供水量

北京市的供水基本分为四个来源:即本地地表水、本地地下水开采,跨流域调水以及再生水的利用。地表供水绝对量和比重近年来逐年减少,地下水严重超采,外流域调水和再生水在供水中的份额逐步增大。

表15是2000年以来北京市的供水情况。可以看到,北京市的供水中,以地下水开采量为主,2007年达到24.1亿m3,占总供水量的69.25%,地表水供水量逐年减少,从2002年的9.65亿m3减少到2007年的5.7亿m3,比重则从27.87%减少到16.38%。其他供水比重逐年增大,这里包括了再生水的利用以及跨流域应急调水。

为了弥补供水不足的压力,北京市计划通过南水北调解决北京市的严重供水不足问题。计划在到2010年将引进汉江水10亿m3,2020年引进14亿m3。这将在很大程度上缓解北京市的用水问题,但是难以从根本上改变,而且带来了城市发展的水资源安全隐患。

表2 2002年以来北京市的供水情况 (亿m3)

Tab.2 Water supply of Beijing since 2002

年份

Year供水总量

Total water

supply地表水供水

Surface water地下水供水

groundwater其他供水

others200138.911.727.20.0 200234.62 9.65 24.24 0.73 200335.00 8.33 25.42 1.25 200434.55 5.7126.792.04 200534.50 7.00 24.90 2.60 200634.30 6.35 24.34 3.60 200734.85.724.15.0资料来源:北京市统计网,《北京市统计年鉴2008》

3.3 北京市的用水状况与结构

据北京市水资源公报,北京市每年的用水量从2002年以来一直维持在34亿-35亿m3之间,2007年为34.8亿m3。在各种用水类型中,农业用水在2001年以前一直是最主要的用水大户,近年来逐年减少,2004年开始让位于生活用水排在第二位,但2007年农业用水比重依然占到35.63%。工业用水无论是绝对量还是相对量都呈现显著的下降趋势。生态环境用水量则呈现明显的上升趋势,从2000年的0.43亿m3,已经增加到2007年的2.7亿m3。特别值得注意的是,生活用水无论是绝对值还是相对量,都在上升。2007年生活用水量达到13.9亿m3,为各种用水类型中的第一位,占总用水量的3994%。

表3 北京市的用水量及用水结构(亿m3)

Tab.3 Water use and its structure in Beijing

年份

Year用水总量

Total water

use农业

Water

use for

agriculture工业用水

Water

use for

industry生活用水

Water

use for

life activity生态用水

Water use for

environment199941.7018.4510.5610.122.58200040.4016.4910.5212.960.43200138.9817.409.1812.050.30200234.6215.457.5411.030.80200335.0012.927.6513.490.95200434.5512.977.6512.911.00200534.5012.676.8013.931.10200634.3012.056.2014.431.62200734.812.45.813.92.7资料来源:北京市统计年鉴,北京市水资源公报

4 动态模拟结果及分析

4.1 方案设置

方案1:假定所有指标均保持现状,即不考虑南水北调和再生水的利用,其他方面包括供水结构、用水结构和用水效益等均保持现状不变。该方案可作为其他方案的参照方案。

方案2:增加水资源的综合可利用量,即考虑规划中的南水北调水量以及再生水利用量,其中南水北调水量:按照相关规划,2008-2010年,每年调水3亿m3,2010年至2019年,每年调水10亿m3,2020年以后,每年调水14亿m3,再生水利用:现状为亿m3,利用率为0.37,按照有关规划,2020年达到60%,水量为8亿m3。但不考虑工农业单位产值用水效率的提高。

方案3:在考虑南水北调和再生水的利用基础上,进一步提高生产用水的利用效率。具体设置为:万元工业产值用水假定2010年降为6 m3,2020年降为2.8 m3, 2005年每万元农业产值用水529 m3,假定2010年为450 m3,2020年降为360 m3。

此外,模型还做了一些基本参数设定:

(1)由于水资源的保证程度不同,不同水平年水资源的可利用量也不同。这里假定从现在到2020年北京市水资源保证达到75%的中等保证率作为所有方案的基本假定。

(2)2005年北京市人均总用水量为213 m3/人(这里按照实际用水总量计算,与模型内指标含义一致。如按照水资源计,则人均水平为171 m3/人),人均综合生活用水量现状值为85 m3/人(相当于233L/人.日)。参照联合国给定的人均水资源标准,以及国内其他城市用水标准,并参照北京市城市规划以及“十一五”水资源规划,考虑到未来可能,在前文的可能满意度之间选择了两个人均用水标准:总可利用水的人均水资源标准现状取为250 m3/人.年,到2010年取300 m3/人.年,2020年选择350 m3/人.年;人均生活用水标准现状取90 m3/人,2010年取120 m3/人.年,2020年取135 m3/人.年。因此,本模型中的人均用水标准是两条逐渐升高的曲线。

(3)模型中的其他参数,如工业、农业年增长率、户籍人口的自然增长和迁移,流动人口的年增加量等等,都根据相关规划做了合理的假定。

4.2 模拟运算结果与分析

本模型以2005年为初始年,以2020年为末年进行模拟。步长为1年。

按照总的水资源量,以及生活用水得到的未来北京市人口承载力动态变化结果如表4和图3、图4所示。

表4 不同方案下北京市水资源人口承载力(万人)

Tab.4 Population carrying capacity of beijing

under various scenarios

年份Year方案1Scenarios 1方案2Scenarios 2方案3Scenarios 3生活供水

承载力

Carrying

capacity

of water

use for

life activity总水资源承载力

Carrying

capacity

of total

water use 生活供水承载力

Carrying

capacity

of water

use for

life activity总水资源

承载力

Carrying

capacity

of total

water use生活供水

承载力

Carrying

capacity

of water

use for

life activity总水资源

承载力

Carrying

capacity

of total

water use2005944.3561 2361 274.621 380.651 274.621 380.652006876.1371 206.121 150.931 379.471 338.891 379.472007809.9641 177.14970.6091 377.541 309.041 377.542008745.7771 083.98976.6811 402.651 358.661 402.652009745.7771 025.91869.911 382.951 311.21 382.952010952.3491 090.851 302.581 620.641 769.561 620.642011944.2551 069.461 193.281 595.861 748.091 595.862012936.2981 048.91 080.71 572.131 729.151 572.132013928.4741 029.11964.4951 549.371 713.071 549.372014920.7791 010.05844.2731 527.521 700.211 527.522015913.211991.684719.6261 506.511 690.981 506.512016905.766973.975589.091 485.851 676.721 485.852017898.442956.888453.1711 465.881 665.691 465.882018891.235940.39311.3561 446.531 658.291 446.532019884.143924.451163.0891 427.731 654.961 427.732020877.163909.043296.1661 520.531 800.641 520.53

结果分析如下:

(1)在方案1的情况下,如果一切保持现状不变,无论是总水资源计算的人口承载力,还是按照生活用水计算的 人口承载力都将比现状略有减少。

我们来分析其中的原因。在方案1的情况下,因为一切维持现状,因此无论是总的水量,还是生活用水的供给量,都也将保持原状,但是我们在计算中,所假定的生活水平是上升的,因此,随着时间的推移,人口承载力出现了下降。

因此,这种状况是我们必须要避免地,即随着生活水平的提高,必须要相应地增加水资源的实际可供应量。

(2)方案2中,我们假设按照规划增加了南水北调水量,而且将再生水的利用率从现状37%提高到了60%,但假定工农业用水的效率是不变的。结果是:按照水资源的总水量计算的人口承载力相比方案结果,有了大幅度提高,从当前的1 380万人提高到2010年的1 620万人,随后出现再次减少,直到2020年时再次增加,达到1 520万人。但是按照生活用水计算的人口承载力结果却呈现快速的下降趋势,由于工农业用水量再不降低用水标准的情况下大增,因此即便总水量增加,但因为工农业占用大量的水量,因此生活用水所剩无几,可承载的人口也必然大幅下降,到2019年甚至只能承载163万人,2020年由于南水北

图3 三种方案下生活供水的人口承载力

Fig.3 Population carrying capacity of water use for life

activity under three scenarios

图4 三种方案下总水资源的人口承载力

Fig.4 Population carrying capacity of total water

use under three scenarios调增加14个亿,也才能承载296万人。

因此我们看到,依靠外援和再生水可以使得总水量的人口承载力出现显著的增加,但若不能同时提高水资源利用效率,以生活供水计算的水资源承载力却发生急剧的收缩,其承载力大大低于总水量的承载力,成为首都人口的最大限制因子,导致实际的首都人口承载力的急剧下降。

在方案3的情况下,因为同时考虑了总水量的增加和工农业用水效率的提高,总水资源承载力与方案2保持一样,可见提高水的利用效率对以水资源总量来计算的人口承载力并无影响,但是对以生活供水计算的人口承载力却有着极大影响,其人口承载力呈现了明显的改善和提高:即在2010年的小幅度提高达到1 769万人,随后出现下降,2020年再次出现提高,达到1 800万人的高值。

我们从模拟中发现,按照方案3中的工、农业产值增速,虽然农业总产值从2005年的239亿元(现价,包括农林牧副渔业) 增加到了2020年的322亿元,工业总产值从6 946亿元(现价)增加到 22 034亿元,但是农业用水和工业用水总量却没有什么增加,基本维持现状。在这种状况下,能供给生活的用水随着总水量增加较多,因此生活供水的人口承载力也就呈现比较大的增加。

5 结 论

今后首都的水资源人口承载力将随着两次南水北调水量的增加而出现波动。在2010年南水北调10亿m3时,水资源人口何承载力将有明显的升高,但随后开始随着人均用水标准的提高而出现停滞甚至下降,到2020年调水2020年以后再次出现一个阶跃式增加。本模型只展示了到2020年这一时段的人口承载力变化,实际上2020年以后,人口承载力的增加还会再次停止甚至下降。因此我们看到,南水北调只能解决一时的问题,难以从根本上解决水资源紧张的问题。

我们计算的两个不同口径的水资源人口承载力,结果有很大不同。总的供水量决定的人口承载力,在未厉行节约用水的情况下大于生活用水的承载力,这时生活用水承载力将成为最短板的制约因素,而且情况非常糟糕。在大力提高生产用水效率的情况下,生活用水的制约会大幅减弱,其人口承载力会大幅度提高,并超过总水量的人口承载力,但总水量的人口承载力并不受此影响而出现增加,从而成为最短板的制约因素。

按照到2020年保持偏枯水年的假设,同时按照本模型选择的人均水资源和人均生活用水逐步提高的标准,则在北京市进行南水北调和提高再生水的利用,同时进一步降低工农业生产耗水的情况下,北京市水资源总量在2010年可以承载1 620万人,2020年只能承载1 520万人;按照生活用水计算的水资源承载力将略高于总水资源承载力,2010年为1 769万人,2020年可以承载 1 800万人。

无论从现状,还是到2020年,北京市的人口水资源承载力都不高,人口对水资源的承载压力是十分巨大的。因此,适当控制人口增长,采用水资源集约型的经济增长方式和结构,大力推行节约用水,都是十分必要的。

参考文献(References)

[1]北京市社会科学院. 水资源制约下的北京人口容量模型与预测[J].北京社会科学,2000,(1):35-39. [Beijing Academy of Social Science: The Population Carrying Capacity Model And Projection of Beijing Under the Water Restraining, Beijing Social Science, 2000,(1): 35-39]

[2]赵慧英.北京市水资源与人口规模关系探析[J].中国城市经济,2008,(4):50-52.[Zhao Huiying. A Research on the Interrelationship between Water Resource and Population Scale of Beijing[J]. China City Economy,2008,(4):50-52]

[3]范英英,刘永,郭怀成,王树通,姜玉梅.北京市水资源政策对水资源承载力的影响研究[J].资源科学,2005,(5):113-119.[ Fan Yingying, Liu Yong, Guo Huaicheng, Wang Shutong, Jiang Yumei. The Effects of Water Resources Policies on Water Resources Carrying Capacity in Beijing City[J]. Resources Science, 2005,(5):113-119.]

[4]孟凡德,王晓燕.北京市水资源承载力的变化趋势及驱动力研究,首都师范大学学报:自然科学版,2004,(3):100-105.[Meng Fande, Wang Xiaoyan. A Study on Trend and Driving Forces of Carrying Capacity Change For Water Resources in Beijing[J].Journal of Capital Normal University:Natural Science Edition,2004,(3):100-105.]

[5]北京市经济与社会发展研究所. 首都人口、资源、环境、生态总体关系研究[R].北京市人口计生委招标项目,2008.[Research Institute of Economy and Social Development of Beijing. The Total Relationship between Population, Resource, Environment and Ecology in Capital City, the Report from the Research Project of Population and Family Planning committee of Beijing,2008.]

[6]冯海燕等.北京市水资源承载力系统动力学模拟[J].中国农业大学学报,2006,11(6):106-110.[FengHaiyan,et al. A System Dynamic Model and Simulation for Water Resources Carrying Capacity In Beijing[J].Journal of China Agricultural University, 2006,11(6):106-110.]

[7]杨开忠.构建和谐首都中的人口问题:北京市人口超载形势与对策[J].人口研究,2007,(1):49-53.[The Situation of Population Overloading and Countermeasure in Beijing[J].Population Research, 2007(1):49-53.]

[8]候东民. 北京市人口规模控制体制和机制研究. 载于人口与发展―首都人口与发展论坛文辑第二辑[M]. 北京:清华大学出版社,2006.[Hou Dongmin. The Control Mechanics of Population Scale of Beijing,from Population and Development: Memoir of Capital Population and Development (2)[M].Beijing: Tsinghua University Press,2006.]

Dynamic Simulation and Analysis to Population Carrying Capacity of Beijing

TONG Yufen

(Capital University of Economics and Business, Beijing100070,China)