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节约用水这件事,骗了你多少年

2017-09-18 浪潮工作室 网易新闻



  • 作者:苗公知

  • 来源:网易浪潮工作室


每个中国人都知道这样的道理:我们的祖国地大物博,但从人均占有量看,我们的资源数量并不令人骄傲。


中国的水资源总量名列世界第五,但人均水资源占有量仅有2000立方米,世界排名第88名。不仅人均水资源少,还有严重的地域分布不均。


占全国土地面积36.5%的南方却拥有80%以上的水资源,而占据面积占全国土地面积63.5%的北方只有剩下的20%。在北京、天津、河北、山西、山东、河南、宁夏等省市,每个人所拥有的水资源不到500立方米,低于联合国的“极度缺水”线。


2007年,一个男人正走在石家庄郊外一处半干涸的河床上 / Reuters


比起水资源,中国的人均电力资源就没那么紧缺了,甚至高于世界平均水平。不过,这并不意味着电力可以无限供应。


在夏季用电高峰时期,一些城市的居民还是不得不忍受突如其来的拉闸限电。更重要的是,中国发电以火电为主,其中煤炭火电占到了60%以上。煤炭资源不仅无法再生,还会对环境造成破坏。


居民用水用电是最常见的资源使用方式,因此在很多人看来,普通人的浪费是资源紧缺的罪魁祸首——事实恰恰相反,在水、电的使用上,中国人比自己想象中更节约。


生性节约的中国人


在某些方面,说中国人浪费并不为过。以吃饭作为主要社交方式的中国人,惯于用超量的食物显示豪气与热情。不过根据中国烹饪协会的报告,80%食物浪费发生在公款、商务宴请等场合,婚宴和拜会则占据剩下的20%。到了自掏腰包、不涉面子的家庭和私人消费场合,浪费却较少发生。


根据世界银行的数据,中国每年的总体水消费居世界第二,达到了6078亿立方米,仅次于印度的7610亿立方米——但这是人口基数所致。实际上,中国居民的人均水消费并不夸张,甚至低于世界平均水平。


2013年,棚鹰小学的学生正在水龙头前洗饭勺 / Reuters


按照13.75亿的人口平均,中国人均水电消费大约是每人每年440立方。这一数字意味着,中国人每年用水比世界均值少接近100立方米,不仅少于印度,即便和中国人心中的节约样板德国人相比,也不相上下。即使是一天用掉200升水的北京人和上海人,也仅仅消费了纽约人和巴黎人的一半左右。


在用电方面,中国人的确比用水稍大方一些,但也说不上有多浪费。按照2014年的数据,中国人均年用电约4000千瓦时,处于世界中等偏上水平,大约与匈牙利、白俄罗斯、波兰等东欧国家一个水平,但远远少于德国和法国7000千瓦时的水平,更比不上一年能用掉10000多度电的美国人了。


其实对于普通人来说,节约用水用电并不能给祖国带来太多的好处,最大的意义大概就是帮自己省下了水电费吧。


水电供应系统具有很强的地方性,这些资源的循环流动局限于某些区域。缺水地区的孩子用不上水,是因为他们生活在缺水地区,而不是因为你洗澡太久用掉了他们的水;电力匮乏地区的人们用不上电,是因为当地基础设施建设不到位,而不是因为你把空调调到了16度。


事实上,无论是水还是电,跨区域的运输都需要配套大量的工程建设和基础设施,这缺乏可行性。除了把省下来的钱捐给资源稀缺地区的水电建设,你的节约对于远方受苦的人们来说,意义不大。


甘肃省民勤县,一个小贩就着一盏电灯守候摊位 / Reuters


在中国这样一个大量使用火力电厂的国家,多数火电厂都没有储存多余电力的设备。发电时,发电厂按照以往的用电数据,对所需电量进行估算,并根据需求决定发电量。


因此在发电厂按照预期供电时,个人的节约所带来的少量需求减少并不会让多余的电能被储存下来。即使所有居民都参加地球一小时这样的集体活动,短时间内显著减少了电力消耗,这些省下来的电量也只是被白白浪费掉了而已。


即便火力电厂预见到了这样的用电波动,通过降低火力机组的负荷来减少发电量,也并不能真正的节约能源——火力机组低负荷状态运行并不比高负荷状态下更少燃烧能源,反而会对机组的寿命产生一定的负面影响。


这样看来,地球一小时更多是一种宣传环保理念的集体行为艺术,而非真正的节能行为。如果真的一心想要为国家节约电量,不如多买点节能家电,顺便呼吁身边的人也凑个单。只有当足够数量的人群产生了长期稳定减少电力需求的行为时,发电厂才会按照减少的电力需求来降低机组利用率,真正减少对能源的消耗。


2017年3月25日,香港金融中心参加“地球一小时”活动,集体熄灯 / Reuters


低效的产业费水费电


中国用水总量中,只有12%被居民日常生活消耗掉了,居民生活用电占总电力消费的比例大概也只有13-15%。


耗水耗电的大户并不是不随手关灯、不关紧水龙头的中国人,而是相对粗放的工农业部门。在中国,85%的水、80%的电都被工农业生产所消耗,而生产用电的效率却不尽如人意。


根据世界银行的数据,中国每立方米的水所创造的GDP为14美元,和突尼斯、危地马拉持平,低于墨西哥,也低于世界平均水平的18美元,更是无法与西欧相比。


2017年5月1日,北京蟹岛度假村,一名男性正在停车场洒水 / Reuters


农业消耗了中国65%的水。虽然这一比例和巴西、澳大利亚相差无几,但它们都是重要的农业出口国,而中国却是世界最大的粮食进口国。


我国拥有大量灌溉农田,而这些农田主要使用渠道渗水技术来灌溉,对水的需求大、效率低。喷灌、滴灌技术可以大幅度节省农田用水,但它们并没能在中国推广开来。中国的喷滴灌面积只占总农田面积的11%左右,远低于美国55%和巴西77%。


最为糟糕的是,这些耗水巨大的灌溉农田反而集中在相对缺水的中国北方。没有哪个地方比华北平原更能说明农田用水过度的恶果了。曾经的华北平原并不缺水,但从60年代开始,为了治理海河泛滥,河北境内大兴水库工程,地表水资源日益枯竭。与此同时,为了配合中央的粮食自给政策,华北平原需要不断提高粮食产量,甚至还向南方丰水地区出口小麦。


2011年,湖北省黄石市阳新县网湖村的村民正在挑水灌溉农田 / Reuters


因为没有地表水可用,华北人只能转而依靠地下水。对地下水的过度汲取导致地下水位持续下降,一个世界最大的“漏斗区”在华北平原形成,地面沉降、地裂缝等地质灾害频频发生。


随着地下水位的降低,人们的汲水工具也不断进化:从手压井到机井,机井都打不到水后,人们开始钻深井,用深井泵汲水。在部分区域,钻井需要钻到接近100米的深度才能采到地下水。


比起农业来,中国工业在用水上并不算很浪费,它主要弊病在于水污染。中国年均排放工业污水200亿吨,不少企业还偷偷向地表水源,乃至地下水排放污水,加剧了污染问题。


工业带来的水污染为缺水的中国增加了新的难题:降水充沛、地表水丰富的丰水地区开始面临水质性缺水,明明满目可见都是江河湖海,却没有干净的水可供使用,其中广州、上海、重庆、无锡等城市最为严重。


上海一处被污染的水体 / Reuters


一手污染着水,一手还浪费着电,中国工业部门用起电来也堪称豪爽。


虽然没有好的指标来衡量电力使用效率,但是发电要消耗其它能源,因此能源使用效率是电力使用效率的一个近似指标。而在计算能源效率时,一般使用单位石油作为能源的单位。


同样基于世界银行的数据,按照单位石油计算,每升油所的能源在中国只能创造5.7美元的GDP,而世界平均值则是7.88美元。即使是撒哈拉以南的黑非洲,在能源使用效率上也略高于中国。


中国的工业生产之所以耗能巨大,主要是经济结构中,矿业,金属,化工和石油加工等高耗能企业所占比重过大。在《财富》评估的中国企业500强中,前三都是石油和建筑企业。而在前十名中,有5位都是石油、建筑类企业。


此外,中国的钢铁回收利用率极低,大概只有9%的钢铁生产来自废钢材料。这不但远远低于美国65%的水平,也低于世界40%左右的水准。这更是推高了钢铁行业的能源需求。按2013年的数据,光是钢铁行业就消耗了2013年中国全国能源消费量的17%。


2017年3月2日,杭州钢铁厂的一名工人正在处理废钢材料 / Reuters


总而言之,虽然中国水电消费总量巨大,但这个锅应该由工农产业来背。与其他国家横向对比,中国居民在水电使用上算是勤俭节约。在工农产业大肆挥霍时,要求居民勒紧裤腰带节约用水用电,实在有失公平。


节流不如开源


普通人的节约也并非毫无意义,在依赖地下水的北方,水循环的速度实在是跟不上人们取水的速度。


在山西、内蒙、山东、黑龙江和辽宁,人们用掉的水接近半数是从地下抽取的。随着城市化进程的加速,居民生活用水已经逐渐超越了工业用水,成为第二大用水大户。因此,这里的居民少用水,确实可以节约一点稀缺的地下水资源。


即便是在丰水区,居民节水也有实际意义。虽然丰水区本身并不缺水,但是居民使用过的生活污水需要经过处理才能排放到自然水体中。


污水处理产业是高耗能产业,其消耗的能源在所有产业部门中能排到前十。污水净化需要耗费大量的电力,每吨生活污水的净化大概要消耗0.2-0.3度电。


目前,中国年生活污水排放量已经达到500亿吨。按这一数据估计,中国居民生活用电的2%-3%都被用在了处理污水上。节水,便是在帮污水处理厂节约能源。


2007年,一个人正在被污染的河道里游泳 / Reuters


不过,虽然水被看作供给量缺乏弹性的自然资源,但人类并非完全没有增加水资源供给的手段。


在沿海缺水地区,海水淡化可以在一定程度上解决水资源短缺的问题。在中东的以色列和新加坡,净化后的淡化海水已经成为了主要的淡水来源。而在同样面临地下水位下降的美国加利福尼亚,海水淡化也在解决供水问题上发挥着日益重要的作用。


由于技术不断成熟,目前海水淡化的成本已经被控制在了5元/立方米以下。虽然这一数字对于中国多数地区来说有些太高,但对于北京、上海距海岸较近的特大城市来说,这一方案并不比其他供水模式成本更高。


海水淡化只解决了一部分问题,中水利用则可以解决另一部分问题。中水是经过净化后可以重新利用的污水。在城市建设中,自来水供水被称为“上水”,污水则被称为“下水”,而“中水”则取两者之间。


根据净化程度,中水可以满足不同的需求:台湾地区的中水被用来作为空调冷凝水,以色列城市污水的80%都被净化后被用来作为灌溉水源,而新加坡人则将中水和其它水源混合后直接作为饮用水。


国土面积狭小,人口密度大,用水需求高的新加坡曾面临着严重的缺水问题。在独立初期,新加坡几乎所有的生活用水都是从马来西亚进口的。而到如今,新加坡通过中水和淡化海水,基本达成了用水自给。2016年,在马来西亚佛柔州遭遇大旱时,甚至向新加坡购买饮用水。


遗憾的是,无论是淡化海水还是中水,都没能在中国城市供水中扮演重要的角色。虽然中国的淡化海水产能已经超过了每日100万吨,但是很多海水淡化项目并未能进入城市供水系统,这让这些产能被白白浪费。


2015年,美国加州旧金山的科技展上正在展出海水淡化技术 / Reuters


例如,在中国北京的燃煤电厂,实际产能为每日5万吨,但目前每天只生产4000-5000吨净化海水。而受限于城市建设等因素,中国的中水更是只在某些城市扮演着给公园植被浇水的点缀性角色。


不过,中国人就算被迫背上了“浪费水资源”的黑锅,也比委内瑞拉人要幸运得多。在英语网络词典里,有一个词专门形容不足三分钟的淋浴:“委内瑞拉淋浴”。


2009年,由于腐败,投资短缺,委内瑞拉出现了电水供应短缺的状况。委内瑞拉总统查韦斯在电视内阁会议中谴责了洗澡听歌的国民:“这些人居然洗了半个小时!开玩笑,我自己算过,三分钟就够了。”


参考资料:

[1]World Bank(2017). World Bank Open Data.

[2]环境部(2017). 2015年全国环境统计公报. 中华人民共和国环境部.

[3]David Stanway(2015). China steel recycling seen as growing threat to iron ore demand. Retures.

[4]李伯牙(2014)南水北调成本由1240亿涨到2082亿 十年造价翻番. 新浪财经.

[5]水利部(2017). 2016年中国水资源公报. 中华人民共和国水利部.

[6]杜震,方亮(2014). 华北地下水超采严重 已形成世界上最大“漏斗区”. 央广网.

[7]Dalin, C., Hanasaki, N., Qiu, H., Mauzerall, D. L., & Rodriguez-Iturbe, I. (2014). Water resources transfers through Chinese interprovincial and foreign food trade. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(27), 9774-9779.

[8]Brockett, D., Fridley, D., Lin, J., & Lin, J. (2002). A tale of five cities: the China residential energy consumption survey. ACEEE Summer Study on Building Energy Efficiency, 29-40.


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