“双碳”背景下水利工程的发展趋势与研究进展

　　1 “双碳”研究背景

 

　　随着工业的发展，二氧化碳等气体的排放量正以前所未有的速度增加，其存量已严重威胁到全球生态的平衡与稳定。面对如此紧迫的情况，所有国家对减排做出承诺，规范各地区的温室气体排放量，中国政府也做出郑重承诺：“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。作为国民社会生活的重要基础建设设施，水利工程是我国减碳工作的重要组成部分，推进水利工程领域的减排降碳工作对最终完成我国“碳达峰碳中和”目标起到积极作用。

 

　　碳达峰是指二氧化碳气体的排放量达到某个顶峰的一个节点，在二氧化碳的排放达到峰值后，随后的时间线内，二氧化碳的气体排放量不再增长，转而逐步回落。碳达峰标志着一个国家的碳排放与国内的经济活动相脱钩，是二氧化碳排放量由原来的上升趋势转为下降的历史性拐点，碳达峰的实现包括碳达峰的时间和达峰的数值。

 

　　碳中和是指国家、社会、行业、企业或个人通过使用低碳材料或能源对在单位时间内因生产生活活动而直接或间接产生的温室气体进行抵消。通常情况下，我们采取的方式是使用低碳能源、利用低碳材料、绿色出行、循环利用可持续耗材、植树造林等形式，以期实现消耗与节能抵消，达到一种相对“零排放”的状态。

 

　　据中国科学技术大学一篇关于中国气候的研究数据，全球二氧化碳在2019年排放量达到340.4亿吨，与2018年相比下降0.02%；受新冠肺炎疫情的影响，2020年全球二氧化碳气体排放量明显下降，为319.84亿吨，同比下降6.04%。

 

　　我们所说的“碳”，并非单指二氧化碳这一种气体，而是指以二氧化碳气体为代表的若干种造成气候变暖的温室气体。主要包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫(见表1)，这些气体自然界中存量很少，主要是由于人类的生产与生活活动产生，以上几种主要温室气体的排放，严重加剧了全球气候变暖和温室效应，对在地球栖息的各种生物的生存环境造成不利影响。

 

 

　　为了统一衡量以上主要温室气体的排放对气候的影响，联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)提出了二氧化碳当量这一标准，用来统一衡量不同气体的排出对气候的影响。“碳达峰”“碳中和”中的“碳”即为二氧化碳当量，由此将不同温室气体的效应标准化。以六氟化硫为例，其当量值为22200，即减少1吨六氟化硫气体的排放相当于减少22200吨二氧化碳气体的排放。

 

　　作为一种新生的绿色理念，“双碳”积极促进产业链革新升级，越来越多的国家在制定国家战略时考虑到碳中和的因素，已有120多个国家及地区根据自身国情提出了切实可行的“双碳”达成路线(见表2)，“双碳”的理念得到了国际社会的广泛接受。

 

 

　　双碳目标的本质是推动资源依赖向技术依赖转移的发展转型。作为“世界工厂”，我国的产业链日渐完善，行业发展与革新不断升级，各类工业设施与日俱增，与此同时碳排放量也日益刷新记录。此外，我国石油天然气储量相对较低，制约了工业发展，因此，发展低碳经济，早日实现碳排放与工业发展水平相脱钩对于我国能源体系的安全具有重要意义。

 

　　2 “双碳”背景下水利工程的发展思路

 

　　新中国成立以来，水利工程在我国国民经济建设和社会发展方面做出了巨大的贡献，据1999年年底统计数据显示，全国共建成水库85000座；堤防修建长度260000公里；供水能力达到5700亿立方米；水电装机容量达28800000千瓦。中国以占世界6%的水和占9%的耕地养活了占全球五分之一的人口，水利工程的规划与建造功不可没，为我国经济社会的平稳运行打下了坚实的基础。

 

　　进入新时代，水利工程还呈现出多种新功能，在生态滋养、湿地保护、地下水回补、城市环境美化、雨洪水利用等方面发挥了独特的作用。水利工程的建设，运营目标也由原本的单一目标(技术经济最优)多维度发展，以期实现生态效益，经济效益，社会效益三者统筹兼顾，达成人与自然和谐共生的新局面。

 

　　而今，时代对水利工程的建设与发展提出了新的要求，为了应对越来越迫切的全球温室气体排放所引起的气候变化问题，学者们纷纷结合本国国情，对水利工程的建设与发展提出了自己的思路与建议。