水资源与能源生产

水资源与能源生产

通过技术改进、加上有效的政策杠杆指导，中国在2020年可以将用水量减少到目前水平以下。

水、土地和矿产资源对我们的生活至关重要。这些自然资源是食品和饲料

研究

要。

70%用于

业用水用于冷却，特别是用于能源生产的冷却系统。因而，在这里，我们主要谈谈化石能源与水的使用问题。

水的局限性与能源生产

首先，我要澄清两个有关水的概念：一般说到水的使用时，有两层含义，一个是表示水的取水量，另一个是表示消耗量。取水量的意思是说，把水从当地流

域里提取出来进行使用的量，但水使用后可重新再利用；另一种情况是水从当地流域提取后没有返回的量，即水被消耗了。混淆取水量与消耗量的区别可能导致结论有失偏颇。

以火电行业为例，人们通常认为火电是一个耗水的行业。事实上，全世界使用淡水大约为4万亿立方米，其中火电行业取水量为4000亿立方米，其中的一半

/每桶石油。

桶水/桶

与此同时，我们应该注意到，水资源分布的地区差异也对能源的生产产生巨大影响。清华大学和加州大学圣地亚哥分校的“能源可持续性挑战”项目主要研究中国的水资源问题。中国人均水资源仅为世界平均水平的1/4，且全国分布极不均。中国北方的水资源在全国总量中的比例不到8%，但却必须供给1/3的全国人口，灌溉全国2/5的农田，实现1/3的GDP增长。

在中国，煤炭是能源消费的主体。中国使用煤比其他地区都要多。生产煤的区域水资源有限，中国政府对水资源非常担忧，政策上设定了水使用量目标。如果持续像现在这样使用水，超过政府设定线。同时，中国仍在煤炭资源丰富但水资源匮乏的地区发展水资源密集型行业（例如煤化工行业）。

技术和治理是关键

25%。

采掘行业已经开发了许多采掘过程中减少使用淡水的方法。除了水资源重复利用和循环外，使用低品质水已经在减少淡水需求方面发挥了很大作用。有一种通过注水驱油以及驱油填地层水的方法。每向油层注入6桶水，就可以开采1桶石油和5桶油田地层水。注入水由5桶再利用的采出地层水、0.5桶非淡水和0.5桶淡水构成，因此淡水强度就变为每桶石油0.5桶淡水。

在项目开展过程中，我们发现可以通过改变用水方式来生产能源。20年前BP一名科学家做了一个小实验。我们一般用咸水挤压石头的缝隙进行油气开采，但科学家发现，低盐度的水挤压出来的石油更多。去年我们在一个新的钻井平台上用了这项研究成果，用淡化后的海水开采石油，效果很好。

在天然气液化厂中严格的水资源管理能够消除对淡水抽取的需求。改进费

在

的解决之道。“能源可持续性研究”也表明，洗煤过程中水的使用，能够提高燃煤效率，节约电厂环节的用水。只有通过政策激励抵消运营成本的增加，才有可能实现使用精洗煤带来的更高能效。

当然，能源成本自身对水资源的选择至关重要。例如，如果淡水必须被泵压到很高的海拔或者经过长途运输交付给消费者，水资源运输的能源成本可能会达

到或超过咸水淡化的成本。在西班牙北部，从埃布罗河运水到阿瓜杜耳塞将跨越大约700公里的距离，净垂直运输高度为1公里，需要消耗超过4千瓦时/立方米的能源。这将多于将半咸水进行反渗透处理的能源需求，说明如果有半咸水供应，则本地咸水淡化处理将更节约能源。