[摘要]依据资源、环境和经济可持续发展的思路，分析了燃料和能源利用现状，探讨了小水电代燃料的意义和作用，在此基础上，从环境和生态两方面对小水电代燃料的生态效益货币化，计算了示范区小水电代燃料的生态效益，并对结果进行了分析，表明小水电代燃料工程是可行的。图1幅，表3个。
[关键词]小水电 生态环境 环境效益 小水电燃料 货币化
1我国能源利用及小水电代燃料利用现状分析
联合国环境规划署的报告指出，农民做饭、取暖烧柴是造成“亚洲棕云”和导致东南亚地区严重自然灾害的重要原因。党中央、国务院从可持续发展的战略高度多次指示，要大力发展小水电，解决农民生活燃料和农村能源问题，促进退耕还林，保护生态，改善环境，发展贫困山区、民族地区经济，增加地方财政收入，增加农民收入；要把农村水电建设同经济建设、江河治理、生态保护、扶贫开发结合起来，进一步搞好治水办电，实施小水电代燃料工程，加快农村电网建设，提高农村电气化水平［1］。
《京都议定书》规定，到2012年全球工业化国家二氧化碳的排放量要在1990年的基础上减少5个百分点。我国二氧化碳年排放量占全球总量的13.6％，居世界第二。小水电是清洁可再生能源，实施小水电代燃料生态保护工程，可长期稳定地解决农村居民生活燃料，是退耕还林的重要支撑和保障。它不仅从根本上遏制人为破坏林草植被，保护森林资源，涵养水份，而且能有效减少二氧化碳的排放，对巩固退耕还林、天然林保护成果，保护和改善生态环境具有重要战略意义和深远影响［2］。
目前，对小水电代燃料的生态效益主要还是定性分析，本文将小水电代燃料的生态效益货币化，可以指导小水电的开发。
我国小水电代燃料规划区内农村居民生活用能结构(见图1)。由图1可知我国农村居民生活燃料主要由煤和薪柴组成，这对环境生态造成严重危害。
图1 我国小水电代燃料规划区农村居民生活用能结构
我国小水电资源极其丰富，位居世界第一。主要分布在我国退耕还林区、天然林保护区、自然保护区和水土流失重点治理区，据测算，区域内可开发的小水电资源有8061万kW、年发电量2749亿kW•h，完全能够满足代燃料区农民的生活燃料需要［1］。
2 小水电代燃料的生态效益货币化方法
我国对小水电代燃料的生态效益研究还处于起步阶段，本文从构成危害的环境污染和生态破坏两方面进行分析，提出计算小水电代燃料的生态效益货币化的计算方法。
我国燃料主要由煤和薪柴构成，它们对生态环境系统的危害主要表现在两个方面：环境污染和生态破坏。
2.1 环境污染因子及其货币化
环境污染主要有大气污染、水污染、固废污染和噪声污染。在我国燃料结构中，它主要是指在开采煤矿和燃烧煤碳、薪柴时产生的污染。环境污染不仅导致污染防治和管理费用的上升，而且这会对人类健康构成直接或间接危害。综合分析，环境污染因子确定为大气因子、水因子、固废因子、噪声因子和健康因子，这些因子综合形成了原燃料结构对环境造成的危害。
水因子体现在开采煤矿对区域水文环境的破坏，本文主要考虑采煤过程中产生的无组织排放的废水使地表水、地下水受到威胁。固废因子主要考虑采煤及加工过程中产生的废料堆积，侵占了大量土地，造成土地污染，且极易造成地质灾害，堆积的固废会在一定条件下，如降雨，将导致水污染［4］。大气因子则体现在两方面：一指煤在开采中产生大量粉尘、有毒有害气体以及在燃烧中产生的CO2、SO2对大气的污染；二是指燃烧煤和薪柴产生的CO2对大气的污染。噪声因子是考虑在煤开发时采掘、运输等产生的噪声污染，对煤矿区以及周边地区造成影响，特别是对矿区员工的身体健康的影响。健康因子主要考虑环境污染直接或间接对人体健康构成危害，导致人体生理疾病发病率上升，医疗和保险费用增加，劳动效率下降，甚至劳动力丧失和过早死亡。
1）水因子的货币化
（1）
式中：WP为开采1t煤废水产生量；WUC为每吨废水进行一级处理的费用（因矿区远离城市，废水须自行处理，达标排放）；W为小水电代煤量。
2）固废因子的货币化
（2）
式中： FP为开采1t煤固废产生量；FUC为每吨固废的处置成本。
3）大气因子的货币化
+SG （3）
式中：DG为有毒有害气体的安全管理和防治费用；CP为采煤粉尘产生量；CUC为除尘的每吨成本；CG为燃烧煤和薪柴产生CO2治理费用；SG为燃烧煤和薪柴产生SO2治理费用。
CG与每燃烧1t煤产生的二氧化碳（COP1）和薪柴与内部生物碳储存比(COP2)有关。根据国际著名的普华永道国际咨询组织测算，使用清洁发展机制减少排放1t二氧化碳需要的最低成本约为40美元；另据世界银行测算，减少排放1t二氧化碳需要成本(COC)为20美元。采用保守算法20美元。SG与研究区使用的煤炭含硫量(SOP1)、薪柴含硫量(SOP2)有关，采用影子成本法，参考工业处理SO2的成本，在我国处理SO2的费用(SOC)为600元/t［4］。
4）噪声因子的货币化
（4）
式中：ZC是指矿区噪声超标分贝数采用该强度下的平均治理费。
根据工业企业厂界噪声标准，昼间不能超过65dB(A)，夜间不能超过55 dB(A)。［6］
5）健康因子的货币化
+AC （5）
式中：HC为矿区员工的医疗保健费用；SC为事故医疗费用；IC为保险赔偿费用；AC为农村居民燃烧煤和薪柴时排放CO2 、SO2及其他有害物质引起疾病的治疗费用。这些费用通过调查代燃料前人均医疗、保险等费用（VQ）、代燃料后的费用（VH）计算可得。
经以上分析，环境污染造成的损失的货币化为各因子的加和，即：
（6）
2.2 生态破坏因子及其货币化
我国燃料结构对生态破坏主要表现在植被、涵养水源、净化空气、释放氧气、景观及减少地质灾害等各方面，它主要是指在开采煤矿和砍伐薪柴时造成了森林面积的减少，从而破坏了生态环境。经综合分析，选取引起生态破坏的因子为生长因子、涵水因子、保土因子、光合因子、净化因子和地质因子。
生长因子指植被通过光合作用，将太阳能转化为化学能，生产自身所需的有机物，同时为其他生物提供食物来源，区域植被的类型、面积和疏密对有机物的生产起决定性作用。涵水因子是植被的重要生态功能之一，其能力与当地降水量、植被类型和植被郁闭度有关。保土因子指植被减少表土损失，减少养分流失，从而间接减少了清理淤积的费用，它与植被的类型，和该区域的土壤类型、降雨量、地形、地貌有着密切关系。光合因子是指植被通过光合作用，吸收空气中的CO2释放O2的生态功能，它与植被类型、面积有关。净化因子指植被净化环境污染的功能，主要表现吸收污物、阻滞粉尘、杀灭细菌和降低噪声四个方面。这些功能与植被的类型，区域环境背景有着紧密联系。地质因子是指植被由于其发达的根系和枝叶，可减少洪水、泥石流、滑坡、坍塌等地质灾害的发生，主要取决于区域地质地貌背景、植被类型和面积。
（1）生长因子的货币化
（7）
式中：R为调整系数，R取1~9，当取R=9时,意味着植被生产有机物的价值为直接使用价值的9倍；Vi为生态系统i种物质的直接使用价值。
（2）涵水因子的货币化
（8）
式中：Q为植被降水贮存量,与降水量（PRF）有关；Vg为单位水量的价值。实验证明，林地的森林涵养水源量占降水的55%［7］。
（3）保土因子的货币化
（9）
式中：VL1和VL2为植被保土和保肥的价值，由植被破坏造成水土流失带走的土壤量、土壤面积和深度以及随之带走的肥力决定,本文采用保土保肥的工程造价（VLP1、VLP2）计算。
（4）光合因子的货币化
（10）
式中：VC和VO分别为森林吸收CO2和释放02价值，森林吸收CO2（VCP）和释放O2价值与森林面积和森林生长速度有关（V）。
（5）净化因子的货币化
（11）
式中：Vs和Vd为植被净化SO2和粉尘的价值，主要与其种类有关。根据《中国生物多样性国情研究报告》，1hec阔叶林对SO2的吸收能力(SN)为每年88.65kg［8］。
（6）地质因子的货币化
V地质为可能造成的地质灾害所带来的损失。由于开采煤矿、植被破坏造成的水土流失等，在一定程度上增加了地质灾害发生的机率，由于地质因子货币化较困难，一般采用估算的方法。
经以上分析，生态破坏所造成的损失可货币化为：
V净+V地质 （12）
因此小水电代燃料的生态效益为：
V总=EN+ECO （13）
3 算例
本文以西北某地作为研究区，调查该研究区折合每年代柴25.76万t，代煤9.696万t，环境污染和生态破坏主要因子值(见表1、2)，由式（1）~（13）可计算出小水电代燃料工程实施后在研究区产生的生态效益（见表3）。
表1 研究区环境污染主要因子值
WP/t | WUC/￥ | FP/t | FUC/￥ | COP1/kg | COP2 | COC/$ | SOP1/% | SOP2/% | SOC/￥/t | VQ/￥/a | VH/￥/a |
0.2 | 0.8 | 0.25 | 0.5 | 1500 | 0.53 | 20 | 2.01 | 0.05 | 600 | 159.12 | 84.63 |
表2 研究区生态破坏主要因子值
R | PRF/mm | VLP1/￥ | VLP2/￥ | VCP/t | v/m3/ha.a | SN/kg |
9 | 800 | 2.76 | 2.76 | 0.85 | 38.06 | 88.65 |
表3 研究区小水电代燃料生态效益计算 单位：万元/年
V水 | V固 | V气 | V声 | V人 | V生 | V涵 | V土 | V光 | V净 | V地质 | 合计 |
1.551 | 1.212 | 25202.7 | 0.5 | 1857.1 | 610.4 | 265.608 | 389.6 | 8897.6 | 84.096 | 29.4 | 37339.767 |
由表可知，研究区小水电代燃料的生态效益为37339.767万元/年，这说明小水电代燃料工程产生巨大的生态效益，对于促进当地社会、环境可持续发展起到了十分重要的作用。
4 结语
本文从环境污染和生态破坏两方面定量分析了小水电代燃料的生态效益，并计算了研究区小水电代燃料的生态效益，由计算结果可知，小水电代燃料工程可以产生很大的生态效益，能长期稳定保护生态环境，解决了当前急需解决的农村居民的生活燃料问题，使地方社会、经济、生态环境实现可持续发展。
参考文献：
［1］小水电代燃料与生态环境：发展农村水电是推进生态建设的战略举措[EB/OL]. http://www.shp.com.cn．
［2］实施小水电代燃料生态保护工程的五个重要意义[EB/OL]. http://www.shp.com.cn．
［3］程回洲.新世纪农村水电肩负新使命[J].中国水利，2001.
［4］山西省”十五”期间及2010年小水电代燃料生态工程规划[R].山西省水利厅农村水电及电气化发展局，2002．
［5］沈红心,戴云.矿产资源开发利用对环境危害的货币化研究[J].中国人口、资源与环境．2004．
［6］国家环境保护总局．工业企业厂界噪声标准［Ｓ］. 1990.
［7］国家环境保护局．中国生物多样性国情研究报告［Ｍ］.北京：中国环境科学出版社．
［8］丁建民，徐廷弼.中国的森林［M］.北京：商务印书馆,1996．
孙廷容（1956—），男，博士研究生，主要从事农村水电开发方面的研究。
朱张华(1981—),女,在读硕士研究生。Email:askook@sohu.com.
(刊登于《小水电》2005年第2期，http://www.hrcshp.org/shp)
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