自《巴黎协定》签署至今，全球气候治理进度缓慢。2020年，在新冠疫情的催化下，本就处于气候变化影响之下的世界可持续发展再遇挑战，水资源、能源等领域的矛盾愈发突出。
水，是所有能源和电力生产过程中难以替代的核心要素，是气候变化影响地球生态系统、民生和社会福祉的重要媒介[1]。随着全球人口和经济规模的快速扩张，人类社会对于水资源和能源的需求也相应增长。然而，根据联合国教科文组织世界水评估计划预测数据，当下全球已有25％人口的基本生产生活用水无法得到保障，到2025年该比例将高达60% ，2050年全球用水需求量将比现下高出20%-30% [2]。到2035 年，全球能源消耗量将在现在的基础上增加约50％，而非经合组织国家占到了这一增长量的84% [1]。
水资源、化石能源及气候变化三者密切相连。© Greenpeace
由此可见，能否科学有效地利用和管理水资源，是我们成功应对气候变化、实现可持续发展与否的重中之重。要做到这一点，我们需要统筹分析水资源、能源和气候变化之间的密切关联，找到突破节点。
化石能源，就是关键之一。
黄河流域：“水-能”形势不容轻视
化石能源一方面会带来大量的温室气体排放，直接加剧全球气候变化；另一方面，其生产和使用过程会消耗大量水资源，带来水污染问题，大大降低水资源质量，严重影响周边生态。
在中国，不少水资源压力较高的地区与重要化石能源基地存在重合。黄河流域是我国主要的化石能源产区之一，煤炭、石油和天然气资源丰富，其中煤炭储量占全国一半以上 [3]。我国前三大煤炭生产省份，内蒙古、山西和陕西均处于黄河流域。基于如此优越的煤炭资源禀赋，黄河流域的火电装机增长迅速， 2017年流域内火电厂数量飙升至692个，火电装机总量扩大到2003年的6倍左右。从装机容量上看，这些火电厂整体上装机容量偏小，运行效率偏低，清洁程度不高，尤其是在山东、山西、甘肃等省份，装机容量低于10万千瓦的火电电厂占比超过70% [3]。
黄河流域是我国主要的化石能源产区之一。 © Lu Guang / Greenpeace
化石能源的上下游均属高耗水行业，火力发电更是工业用水大户，其所需消耗的水资源量以及带来的污染风险不容小觑。而黄河流域大部分为我国北方干旱、半干旱地区，本身就面临着较高的水资源压力。不仅如此，黄河流域连接青藏高原、黄土高原、华北平原的生态廊道，构成了我国重要的生态屏障，其流经的大部分生态功能区都是国家主体功能区中的生态脆弱区，这些区域对于黄河流域的生态保护乃至全国的生态安全有着不可替代的重要作用[4]。一旦当地的化石能源发展不能得到合理的规划和限制，不仅会使水、能矛盾进一步尖锐，更会影响到国家整体生态系统的稳定和安全。
2017年黄河流域内6000千瓦及以上的电厂分布情况。图源见脚注[3].
虽然近年来政府相继出台了若干煤炭工业相关水资源管理政策，也推行了煤炭工业节水措施，但化石能源工业开发给黄河流域带来的水压力、水风险等问题远比我们目前认识到更加严峻，相应的规划及管理措施亟需完善。
虚拟水：让你看见更真实的“水-能”危机
事实上，我们肉眼可见的水资源消耗和污染只是黄河流域“水-能”危机的局部。为了更加直观、全面地展现能源产品贸易对水资源分布的影响，我们需要引入“虚拟水”的概念。这一概念最早由英国学者 John Anthony Allan 教授于 1993 年提出，用来表征包含在生产商品和服务过程中的“看不见”的水资源数量。这些商品一旦在市场上流通，则产生了“虚拟水贸易”或“虚拟水流” [5]。
黄河流域在本身水资源并不富足的状况下，仍然通过各类能源产品的传输向外输出大量的虚拟水，包括煤炭、石油、天然气等一次能源产品和电力等二次能源产品。 以山西省为例，该省出产的煤炭有六成以各种形式被输送到其他省份。中国西电东送的北部通道运输的绝大多数电力也是来自黄河流域内山西、陕西、宁夏和内蒙古等地的大型煤电基地所发的火电。这些出口无疑将进一步加剧黄河流域的水资源压力。
火电站分布及其所在流域水资源风险等级示意图。圆圈大小代表火电站装机容量（单位：兆瓦），数据来源为"Global Coal Plant Tracker," Global Energy Monitor, January 2020。圆圈颜色由黄至红代表水资源压力由低至极高。数据来源：Aqueduct Global Maps 3.0 Data.
相应的，通过进口来自黄河流域内产区的能源产品，许多消费省缓解了其本地的水压力，例如京津冀城市群。虽然京津冀城市群等也面临着较大的水资源压力，但是通过进口能源产品，京津冀城市群将水资源压力部分转移到了黄河流域的能源生产省份。
火电厂分布与1951-2018年黄河流域年降水量变化趋势示意图。黄色圆圈代表火电站分布，数据来源为"Global Coal Plant Tracker," Global Energy Monitor, January 2020. 年降水量趋势图引用见脚注[6].
由此可见，我们有必要对黄河流域能源出口（包括煤炭、石油、天然气和电力）所带来的虚拟水流动进行评估，并量化能源出口所带来的虚拟水转移对于黄河流域水资源压力的影响，进而分析黄河流域水资源压力通过能源出口的转移机制，为黄河流域水资源保护以及全国其它依赖于黄河流域能源出口省份的能源安全保障提供相应的政策建议。
“十四五”开局在即，统筹“水-能”刻不容缓
近年来，中央政府已经将水资源治理提高到更高水平，其中黄河流域的治理问题也一直受到高度关注。在过去一年间，习近平总书记先后六次考察黄河流域省区，多次强调对黄河要坚持综合治理、系统治理、源头治理，推进水资源节约集约利用 [7]。今年全国两会，“编制黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要”写入了《政府工作报告》。有关专家表示，探索黄河流域生态保护和高质量发展“双轮驱动”，必须从整体上加强科学规划，统筹布局，依托城市群、城市圈的发展，促进优势资源要素进一步集聚，统筹上中下游发展，重塑经济地理新空间，构建高质量的经济社会发展新格局[8]。
2014年6月，运行中的青海庆华煤化工厂，位于黄河源头区域-海西州乌兰县察汉诺。© Wu Haitao / Greenpeace
“十四五”开局在即，这是在2020年全面建成小康社会、打好打赢污染防治攻坚战的基础上，向2035年美丽中国目标迈进的第一个五年，具有不同以往的新形势和新要求。相较于“十三五”强化水环境质量目标管理、推进我国环境管理逐步由总量控制向环境质量目标管理转型，“十四五”需要进一步向水生态系统功能恢复、进而实现良性循环的方向转变 [9]。
在此背景下，绿色和平将联合北京大学环境科学与工程学院开展“黄河流域电力系统隐含虚拟水转移及水碳约束下电力系统规划”研究，帮助政策制定者和产业主要参与者建立更加全面、客观的“水-能源-气候”三维统筹概念体系，将水资源作为主要的政策考量因素，更加资源化地看待水资源问题，以化石能源作为撬动点，更到位地落实“以水定产”，实现黄河流域可持续的、高质量的发展。
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「 行动带来改变 」
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参考资料：
[1] UNESCO World Water Assessment Programme, 《世界水资源开发报告》——背景信息简报 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] 马诗萍，张文忠，2020，黄河流域电力产业时空发展格局及绿色化发展路径，中国科学院院刊 Vol.35(1) 专题：黄河流域生态保护和高质量发展，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] 马柱国，符淙斌，周天军等，2020，黄河流域气候与水文变化的现状及思考，中国科学院院刊 Vol.35(1) 专题：黄河流域生态保护和高质量发展，pp. 52-60
[7] 中国经济网，第六次！习近平考察黄河流域省区的深意何在？http://www.ce.cn/xwzx/gnsz/szyw/202006/12/t20200612_35117773.shtml
[8] 经济日报，专家热议编制黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要：既要保护到底 也要发展到位 https://www.yicai.com/news/100662479.html
[9] 马乐宽，谢阳村，文宇立等，2020，重点流域水生态环境保护”十四五“规划编制思路与重点，中国环境管理，Vol.4: pp. 40-44
https://www.imf.org/zh/Publications/WEO/Issues/2020/04/14/weo-april-2020
