自《巴黎協定》簽署至今，全球氣候治理進度緩慢。2020年，在新冠疫情的催化下，本就處於氣候變化影響之下的世界可持續發展再遇挑戰，水資源、能源等領域的矛盾愈發突出。
水，是所有能源和電力生產過程中難以替代的核心要素，是氣候變化影響地球生態系統、民生和社會福祉的重要媒介[1]。隨著全球人口和經濟規模的快速擴張，人類社會對於水資源和能源的需求也相應增長。然而，根據聯合國教科文組織世界水評估計劃預測數據，當下全球已有25％人口的基本生產生活用水無法得到保障，到2025年該比例將高達60% ，2050年全球用水需求量將比現下高出20%-30% [2]。到2035 年，全球能源消耗量將在現在的基礎上增加約50％，而非經合組織國家佔到了這一增長量的84% [1]。
水資源、化石能源及氣候變化三者密切相連。© Greenpeace
由此可見，能否科學有效地利用和管理水資源，是我們成功應對氣候變化、實現可持續發展與否的重中之重。要做到這一點，我們需要統籌分析水資源、能源和氣候變化之間的密切關聯，找到突破節點。
化石能源，就是關鍵之一。
黃河流域：“水-能”形勢不容輕視
化石能源一方面會帶來大量的溫室氣體排放，直接加劇全球氣候變化；另一方面，其生產和使用過程會消耗大量水資源，帶來水汙染問題，大大降低水資源質量，嚴重影響周邊生態。
在中國，不少水資源壓力較高的地區與重要化石能源基地存在重合。黃河流域是我國主要的化石能源產區之一，煤炭、石油和天然氣資源豐富，其中煤炭儲量佔全國一半以上 [3]。我國前三大煤炭生產省份，內蒙古、山西和陝西均處於黃河流域。基於如此優越的煤炭資源稟賦，黃河流域的火電裝機增長迅速， 2017年流域內火電廠數量飆升至692個，火電裝機總量擴大到2003年的6倍左右。從裝機容量上看，這些火電廠整體上裝機容量偏小，運行效率偏低，清潔程度不高，尤其是在山東、山西、甘肅等省份，裝機容量低於10萬千瓦的火電電廠佔比超過70% [3]。
黃河流域是我國主要的化石能源產區之一。 © Lu Guang / Greenpeace
化石能源的上下游均屬高耗水行業，火力發電更是工業用水大戶，其所需消耗的水資源量以及帶來的汙染風險不容小覷。而黃河流域大部分為我國北方乾旱、半乾旱地區，本身就面臨著較高的水資源壓力。不僅如此，黃河流域連接青藏高原、黃土高原、華北平原的生態廊道，構成了我國重要的生態屏障，其流經的大部分生態功能區都是國家主體功能區中的生態脆弱區，這些區域對於黃河流域的生態保護乃至全國的生態安全有著不可替代的重要作用[4]。一旦當地的化石能源發展不能得到合理的規劃和限制，不僅會使水、能矛盾進一步尖銳，更會影響到國家整體生態系統的穩定和安全。
2017年黃河流域內6000千瓦及以上的電廠分佈情況。圖源見腳註[3].
雖然近年來政府相繼出臺了若干煤炭工業相關水資源管理政策，也推行了煤炭工業節水措施，但化石能源工業開發給黃河流域帶來的水壓力、水風險等問題遠比我們目前認識到更加嚴峻，相應的規劃及管理措施亟需完善。
虛擬水：讓你看見更真實的“水-能”危機
事實上，我們肉眼可見的水資源消耗和汙染只是黃河流域“水-能”危機的局部。為了更加直觀、全面地展現能源產品貿易對水資源分佈的影響，我們需要引入“虛擬水”的概念。這一概念最早由英國學者 John Anthony Allan 教授於 1993 年提出，用來表徵包含在生產商品和服務過程中的“看不見”的水資源數量。這些商品一旦在市場上流通，則產生了“虛擬水貿易”或“虛擬水流” [5]。
黃河流域在本身水資源並不富足的狀況下，仍然通過各類能源產品的傳輸向外輸出大量的虛擬水，包括煤炭、石油、天然氣等一次能源產品和電力等二次能源產品。 以山西省為例，該省出產的煤炭有六成以各種形式被輸送到其他省份。中國西電東送的北部通道運輸的絕大多數電力也是來自黃河流域內山西、陝西、寧夏和內蒙古等地的大型煤電基地所發的火電。這些出口無疑將進一步加劇黃河流域的水資源壓力。
火電站分佈及其所在流域水資源風險等級示意圖。圓圈大小代表火電站裝機容量（單位：兆瓦），數據來源為"Global Coal Plant Tracker," Global Energy Monitor, January 2020。圓圈顏色由黃至紅代表水資源壓力由低至極高。數據來源：Aqueduct Global Maps 3.0 Data.
相應的，通過進口來自黃河流域內產區的能源產品，許多消費省緩解了其本地的水壓力，例如京津冀城市群。雖然京津冀城市群等也面臨著較大的水資源壓力，但是通過進口能源產品，京津冀城市群將水資源壓力部分轉移到了黃河流域的能源生產省份。
火電廠分佈與1951-2018年黃河流域年降水量變化趨勢示意圖。黃色圓圈代表火電站分佈，數據來源為"Global Coal Plant Tracker," Global Energy Monitor, January 2020. 年降水量趨勢圖引用見腳註[6].
由此可見，我們有必要對黃河流域能源出口（包括煤炭、石油、天然氣和電力）所帶來的虛擬水流動進行評估，並量化能源出口所帶來的虛擬水轉移對於黃河流域水資源壓力的影響，進而分析黃河流域水資源壓力通過能源出口的轉移機制，為黃河流域水資源保護以及全國其它依賴於黃河流域能源出口省份的能源安全保障提供相應的政策建議。
“十四五”開局在即，統籌“水-能”刻不容緩
近年來，中央政府已經將水資源治理提高到更高水平，其中黃河流域的治理問題也一直受到高度關注。在過去一年間，習近平總書記先後六次考察黃河流域省區，多次強調對黃河要堅持綜合治理、系統治理、源頭治理，推進水資源節約集約利用 [7]。今年全國兩會，“編制黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要”寫入了《政府工作報告》。有關專家表示，探索黃河流域生態保護和高質量發展“雙輪驅動”，必須從整體上加強科學規劃，統籌佈局，依託城市群、城市圈的發展，促進優勢資源要素進一步集聚，統籌上中下游發展，重塑經濟地理新空間，構建高質量的經濟社會發展新格局[8]。
2014年6月，運行中的青海慶華煤化工廠，位於黃河源頭區域-海西州烏蘭縣察漢諾。© Wu Haitao / Greenpeace
“十四五”開局在即，這是在2020年全面建成小康社會、打好打贏汙染防治攻堅戰的基礎上，向2035年美麗中國目標邁進的第一個五年，具有不同以往的新形勢和新要求。相較於“十三五”強化水環境質量目標管理、推進我國環境管理逐步由總量控制向環境質量目標管理轉型，“十四五”需要進一步向水生態系統功能恢復、進而實現良性循環的方向轉變 [9]。
在此背景下，綠色和平將聯合北京大學環境科學與工程學院開展“黃河流域電力系統隱含虛擬水轉移及水碳約束下電力系統規劃”研究，幫助政策制定者和產業主要參與者建立更加全面、客觀的“水-能源-氣候”三維統籌概念體系，將水資源作為主要的政策考量因素，更加資源化地看待水資源問題，以化石能源作為撬動點，更到位地落實“以水定產”，實現黃河流域可持續的、高質量的發展。
此項目已在北京取得臨時活動備案
「 行動帶來改變 」
Positive Change Through Action
參考資料：
[1] UNESCO World Water Assessment Programme, 《世界水資源開發報告》——背景信息簡報 http://www.unesco.org/new/fileadmin/MULTIMEDIA/HQ/SC/pdf/WWDR4%20Background%20BN_Chinese_final.pdf
[2] UNESCO World Water Assessment Programme, 2019, The United Nations world water development report 2019: leaving no one behind, executive summary https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000367303
[3] 馬詩萍，張文忠，2020，黃河流域電力產業時空發展格局及綠色化發展路徑，中國科學院院刊 Vol.35(1) 專題：黃河流域生態保護和高質量發展，pp. 86-98
[4] Liao, X., Ming, J., 2019, Pressures imposed by energy production on compliance with China’s ‘Three Red Lines’ water policy in water-scarce provinces, Water Policy, Vol.21(1): pp. 38-48
[5] Allan, J., 1993, Fortunately there are substitutes for water otherwise our hydro-political futures would be impossible. In: ODA, Priorities for water resources allocation and management, ODA, London, pp. 13-26.
[6] 馬柱國，符淙斌，周天軍等，2020，黃河流域氣候與水文變化的現狀及思考，中國科學院院刊 Vol.35(1) 專題：黃河流域生態保護和高質量發展，pp. 52-60
[7] 中國經濟網，第六次！習近平考察黃河流域省區的深意何在？http://www.ce.cn/xwzx/gnsz/szyw/202006/12/t20200612_35117773.shtml
[8] 經濟日報，專家熱議編制黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要：既要保護到底 也要發展到位 https://www.yicai.com/news/100662479.html
[9] 馬樂寬，謝陽村，文宇立等，2020，重點流域水生態環境保護”十四五“規劃編制思路與重點，中國環境管理，Vol.4: pp. 40-44
https://www.imf.org/zh/Publications/WEO/Issues/2020/04/14/weo-april-2020
