水资源危机被2020年世界经济论坛视作全球最大社会风险，气候变化已使我国水资源安全风险明显上升。能源、电力为水资源密集型行业，电力商品隐含的虚拟水资源通过跨省电力交换，进行了地区间水资源的再分配，对地区电力生产方式、水资源使用情况及利用方式产生广泛影响。本报告评估了我国30个省份电力部门的水资源使用情况，重点分析了电力行业的虚拟水流动模式，在结合地区水资源压力的基础上，进一步探讨了电力行业虚拟水转移对当地的水资源的使用和影响。
一、水资源匮乏威胁能源系统韧性
水和能源具有高度依存的关系，水资源的短缺将严重影响能源系统的稳定发展川。水-能关系主要是指用于能源生产的水(包括能源的提取、净化、输送、加热、处理等消耗的水资源)与生产、处理水所消耗的能源之间的关系2I。
电力供应与发展依赖于水资源。在电力生产环节中，除原料外，还需要大量的水参与其中，例如煤炭洗选、运输、水力发电、火电机组冷却等，而冷却环节则是需水量与耗水量最大的一环。本世纪初，法国与美国多个火力发电厂因缺少足够的水资源而被迫关停或减产。2011年，长期干旱导致水库干涸，罗马尼亚水电公司产量降低了30%。2016年，由于严重干旱，印度燃煤发电行业利润损失至少3.5亿美元。2022年，我国四川省遭遇了大范围长时间极端高温干旱天气，直接导致发电机组停机，影响波及全国产业供应链的稳定。
跨省跨区电力传输带来虚拟水转移。全国电力的远距离跨省输送，优化了电力资源的配置，同时造成了水资源的空间转移。缓解了极度缺水地区，如京津冀地区的发电用水量，而进一步加剧了西部地区本就严峻的水资源现状，增大了富煤缺水地区的水资源压力。以内蒙古、新疆、陕西为例，2020年对外输电分别导致了约12.38亿立方米、1.14
亿立方米和1.88亿立方米的虚拟水外流。因此研究我国省际电力行业的虚拟水转移对水资源利用、以及电力系统安全稳定运行具有重要意义。
二、电力行业虚拟水流动网络模拟
(一)模型
本报告采用基于广义矩阵的网络法[I评估了我国2020年电力跨省运输隐含的虚拟水转移量。基于广义矩阵的网络法根据一定时期内(如一年)各省电网发电、跨省电力交换和电力生产用水的统计汇总数据，将一个电网的发电直接用水与另一个电网的电力消费联系起来。在模型中，发电端和用电端视作节点，地区间的电力传输线路视作链接，电能在这个网络中流动。同时，电能的流动带动电力产品中隐含的虚拟水流动，形成了一个虚拟的水流动网络。如果一个电网从另一个电网进口电力，而另一个电网又从第三个电网进口，那么第一个电
网可能间接从第三个电网进口一些电力。该方法能够模拟无穷高阶电力转移，刻画地区间复杂电力贸易和电力部门的虚拟水转移网络。
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