非洲水电开发机遇

［挪威］C.罗森伦德 等

非洲水电资源极其丰富，但其利用率相当低。需要额外的发电量来满足其日益增长的电力需求，而开发利用未开发的水电资源则不失为一良策。

非洲用电人口不到15%。可持续开发利用的小型水电资源将对非洲的电气化产生巨大贡献，电气化是影响经济增长和社会发展的极其重要的因素。

对赞比西河、刚果河、尼罗河以及尼日尔河等非洲主要河流水电资源的开发利用，可以满足日益增长的用电需求，让更多人用到电。刚果民主共和国境内的刚果河，水电蕴藏量为100 000 MW，可以完全满足整个南部非洲的能源需求。另外，赞比西河的水电蕴藏量为10 000 MW，埃塞俄比亚为30 000 MW，尼日尼亚为20 000 MW。

目前，82%的水电站位于北非和南部非洲少数几个相对和平的国家。非洲总共拥有1 750 945 GW·h/a的水电潜能，但2009 年靠24 482 MW 的装机容量发电量仅达97 519 GW·h。非洲现有在建工程的装机容量超过5 222 MW，届时，其水电产能将大幅增加。

非洲几个水力资源丰富的国家的水电开发情况见表1。

1 小水电开发

由于多种原因，非洲仍未对小型径流式水电站进行开发。径流式水电站具有规划、设计、建设周期短，成本低的特点，这为许多非洲国家提供了快速向偏远地区供电的机会。

表1 部分非洲国家水电蕴藏量、装机容量及水电开发与用电人口比例(WEC，2006 年)

在非洲，该类电站发电量约占整个水力发电量的1%，其总装机容量为215 MW，年发电量1 262 GW·h。非洲地区2010 年水力发电量为97 600 GW·h。然而，由于接入电网距离远、成本高，造成单个的发电站处于孤立(未接入到电网)状态。好在径流式水电站可为偏远地区提供电能，解决了偏远地区电力并网成本过高的问题。

为了开发这些潜能，需要大量的技术支持来计划、开发和建设小型水电项目，并通过能力建设来加强当地技术力量。非洲小型水电站项目在资源利用、计划和管理上需要有新思路和新方法。

为了促进非洲水电产业专家能力建设，ICH 正积极将其活动区域化并向各大洲引入其课程项目。2011 年的小型水电资源课程就是为该地区量身定做的，并将重点放在开发过程中的预可行性阶段。这是该组织2011 年在非洲开设的三大课程之一。

2011 年10 月16～22 日，在赞比亚卡富埃峡地区培训中心开设了培训班，目标学员为电力公司和从事电力供应、农村电气化工作的公共部门的规划人员和工程师。课程将介绍潜在项目在预可行性研究阶段会面临的主要问题，以实现项目在环境和经济上的可持续性。主题包括以下方面:潜在坝址评估;开发过程概览;备选方案的经济分析;组织与风险评估;产能与装机容量的计算;成本预估与财务模式;厂房机电设备;初步设计;环境与社会影响评估;签署购电协议与电力并网;案例分析与实际经验—非洲成功案例。

2 能源结构

电气化是非洲经济发展的最大挑战，而且实现电气化需要大量的资金投入。非洲需要可靠的机制来吸引投资和资金，用以支持可再生资源的开发和生产，从而满足其日益增长的电力需求。频繁的断电在众多非洲国家非常常见。2011 年6 月27 日，坦桑尼亚国家电力公司声明，由于水电站的大坝水位低，火力发电燃料短缺，将实施每天12 h 不定时断电。

尽管非洲拥有大量的天然气和煤矿资源，水电仍然是其能源结构的重要组成部分。低成本的水力发电对工业用户来说具有相当大的竞争优势。

ICH 的非洲电力规范倡导研究会(ELRI)认为电力对进一步促进非洲经济发展非常重要。根据目前非洲求大于供的能源产业状况，明显需要建立安全可靠以及可持续的各级能源政策，以促进经济发展，满足发展目标。多年的研究表明，充分利用现代能源设施，可直接促进经济增长并消除贫困，以此可以证明能源消耗和经济增长的关系密不可分。

尽管常年冲突造成对水电项目投资过少，战争和很多其他典型的非洲问题对水电基础设施的破坏，导致很多非洲国家水电项目分布不平衡，非洲电力产业目前经历的改革浪潮正在改变这一状况。

统计表明，水电产量在北非占23%，西非占25%，中南非占51%。东非潜力巨大但仍需要开发。即使在那些水电得到开发的国家，由于如投资巨大等其他因素而导致部分地区没有水电站。

无论如何，在过去的10 a，非洲领导人已开始认识到并着手通过电力来解决贫穷问题。2011 年11月7～11 日肯尼亚举办的ELRI 论坛上探讨了这类问题。

3 面临的挑战

像其他国家一样，水电产业在非洲面临各种不同的挑战。水电是否能得到成功开发将极大程度上取决于项目开发人如何克服这些挑战。

经验表明，相同数量的资金，投入到良好的运营和维护计划上，比投入到新产能上会生产出更多的电力。对运营和维护工作进行合理安排、规划与跟踪，能极大地提高效率和产能。而能有效地利用可利用的资源则显得尤为重要。

例如，目前刚果河上所建的因加(Inga)1 号坝和2 号坝水电站，总装机容量为1 775 MW。然而，20 世纪90 年代末期发生内战后，这两座水电大坝处于无人管理状态，失修破损，淤塞严重，库容利用率仅为30%。

为了使大坝恢复工作，必须疏浚上游水库，清淤水轮机，这将需要巨大投资和密集的劳动力。从2006 年起，大坝上14 台水轮机，只有8 台工作。然而，即便在库容利用率最低时，大坝的发电量也超过了刚果的用电需求(国内用电人口只有6%)，剩余电力将出口到津巴布韦、安哥拉和南非。

其他非洲国家也缺少水电站机械维护计划。因技术问题和维护不当所导致的故障被认为是造成水轮机维护差与损坏的主要原因。

为了解决技术缺口，ICH 专门开设了工况监测与水轮机维护计划方面的课程。2011 年在赞比亚卡富埃峡地区培训中心开设了有关混流式水轮机的课程，这是第4 次在非洲举行该项目培训。

课程旨在针对电站日常运行面临的挑战执行标准化维护程序。

课程由两部分组成，第1 部分为网络基础知识的培训，用以在12 周的时间内提升并协调学员的技能，时间为2011 年9 月5 日～11 月27 日，第2 部分为实践课，由经验丰富的教师，展示测试的设备和操作方法，并提供有实践的机会，时间为12 月5～9 日。

课程适合现有电站的技术员工、管理人员，以及参与维护工作的规划、实施与跟踪的人员。

详细介绍了混流式水轮机的所有相关构件，实发事故类型及其原因。课程内容还包括对配有必要流程图和检查表的测量方法和测量计划的讲解。ICH 非常鼓励女性学员的参与。