毛里求斯水电可持续发展的整体优化

2014-04-07 07:46K.
水利水电快报 2014年11期
关键词:毛里求斯水电电站

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印度洋中的毛里求斯共和国由几个小岛组成,其中还包括一个面积超过230万km2的专属经济区。毛里求斯岛的最高点海拔为828 m,罗德里格斯岛的最高点海拔为398 m,而其他群岛和环礁岛的海拔则几乎与海平面持平。

毛里求斯的人口为130万,其人口密度高达617人/km2,绝大部分居民生活在面积为2 040 m2的毛里求斯岛上。岛上约50条河流从海拔600 m的中央高原流入大海。2012年毛里求斯的降水总量为30亿m3,只有10%的降水成为地下水,蒸发量和地表径流量分别占到30%和60%。2012年,可利用的水资源大约为8亿m3,其中水电占到27%(21 800万m3)。可利用的水资源中地表水占85%,剩下的15%为地下水。2012年,毛里求斯岛周边平均降雨量为1 609 mm。

气候变化的影响可能导致平均气温的上升(与1961~1990年的平均气温相比,升高了0.74℃),也可能导致极端气候事件、强降水或者风暴出现的频率增加。毛里求斯通常是温和的热带海洋性气候,夏季的平均气温为24.7℃,冬季为20.4℃,相对湿度通常高于80%。

2003~2013年,毛里求斯总用电量增加了35%以上。2013年,电网电力有近80%依赖进口矿物燃料(其中大部分为煤炭),而2003年,这一比例仅为72%。夏季的最大用电负荷持续攀升,高出冬季20%。2013年2月的峰值记录为439 MW ,这是因国内空调的大量使用造成的。

1 水 电

1899年,毛里求斯首座电站,即雷杜伊特瀑布(Reduit Waterfall)电站投产发电。1 a以后,博巴森(Beau-Bassin)地区通电,1906年罗斯希尔(Rose Hill)地区通电。1968年毛里求斯独立时,国内60%的电力供应来自可再生能源发电,绝大部分来自水电。自那时起,水电在能源构成中的份额不断降低,如今已不足3%。分析中央高原地区(大部分水库建于该地区)降水量和水力发电量之间的关系可以看出,二者之间没有太大的关联,但其他因素对水力发电量会产生较大影响,比如储水量和电力需求量。同样,在用电高峰时段,水电可以替代煤油(燃气轮机)发电。水电量的增加并不总是引起煤油发电量的减少。

2 整体优化

两座小型私营电站,即里什昂诺(Riche en Eau)电站(200 kW)和木香切里(Bois Cherie)电站(100 kW)已连网。其中1/3的装机容量(100 kW)用于为不列颠(Britannia)地区供电。计划在正在建设中的巴加泰勒(Bagatelle)坝(1 400万m3)建一座装机350 kW的电站。水电总有效装机容量为55.8 MW,占该国总装机容量的9%。水电成本为0.015~0.030美元/kW·h,最多也仅为燃气轮机煤油发电成本的1/10。

毛里求斯大学提出了一项在香槟(Champagne)地区修建一座抽水蓄能电站的建议。在非用电高峰时段,可以用电网电力将水泵入桑苏西(Sans Souci)水库,而在用电高峰时段,可以用其发电替代煤油动力的燃汽轮机发电。财务预可行性分析表明,该项目可以在不到5 a的时间内回收成本,但还有许多技术问题有待解决。特别是需要对电站建成后再建造一座下库的可行性进行可持续性评估。电厂排放入海的水有8 m3/s的流量蓄于下库。

2003年,毛里求斯唯一的公用事业部门,即中央电力局(CEB)确认塔马林多(Tamarind)瀑布可建抽水蓄能电站,但没有对项目进行详细认证。香槟瀑布和塔马林多瀑布可提供36 MW的抽水蓄能,以替代满足峰值用电需求的煤油发电。这两座电站可以带动全岛风电、太阳能和抽水蓄能发电,但其商业可行性还有待进一步研究。

2003年,CEB的报告指出,由于将水从米德兰德(Midland)水库引入尼科利耶(Nicoliere)水库,发电量减少了12 GW·h,减少比例为15%。其他因素,如降水、蓄水量和用电需求量,也可能引起发电量减少。为探究竟,需要对水资源供应和需求进行深入全面的调查研究。

从2005年起,电力行业改革的主要方向已经明确,鼓励私人投资参与发电项目。这一方针在CEB2013-22的综合电力规划中得到强化,旨在获得边际成本不断降低的最廉价电力。另外,自2014年初,对法规进行了修订,私营企业可以不通过CEB进行发、售电。电力市场放开可催生私营小水电的发展,而且为服务于特定用户的更小的独立电力生产商开了绿灯。按照现行的上网电价政策,没有一个水电站项目能够承受。但是如果根据用电峰谷时段实行差别化的上网电价政策,这一状况将会发生改变。

现在,水电不仅仅受到气候条件的限制,一些来自新加坡研究水行业改革的专家还呼吁,停止水力发电而将更多的水直接用于生活。这些观点是对水资源管理的片面理解,而不是将气候、水资源、土地利用和能源联系起来的整体考虑。必须认识到,对于一个发展中的岛国(SIDS)而言,毛里求斯的水电部门要将其认知、战略与行动与毛里求斯岛的可持续发展战略(MID)联系起来,促进国家实现可持续发展。不能再一味追求边际成本不断降低的最低价供电方式,而要综合考虑环境与社会成本。

3 建 议

(1) 在过去的几十年间,天然河道中的地表水和地下水已多次偏离常值。受修建道路和其他建筑物的影响,河流的运载能力已削弱。湿地被破坏,洪水越来越频发。这需要从经济、社会和环境方面对毛里求斯水电潜力进行整体评估。已对诸如通过水电调峰和生活用水贮存项目进行了分析研究。类似这些通过MID遵约机制确定的可持续性标准必须得到应用。

(2) 电力系统管理的一个关键性参数是可维护性和维护计划。为了满足峰值电力需求,同时又不额外投资新增装机,特别是运行消耗化石燃料的发电厂,优化水电站的调度应用非常重要。尽管水电站的维护相对简单,但其维修和其他停机时间要精心设置。这又需要进行综合分析,例如需要考虑一些跟季节有关的降雨、生物质产量、天气炎热引发的用电量增加等因素。在2月和3月这两个关键的月份,要把争取水电站100%利用作为关键目标。

(3) 按照目前的电力系统计划,全年可利用水电装机容量固定为25 MW。考虑到水力发电在时间和空间上的复杂性,需要进行更详细的筹划,对蓄水的可能性要进行评估。

(4) 按照CEB制定的上网电价方案,已签署2 MW装机的售电协议。对分散式发电需要创新上网定价方案,对微型和小型水电及其蓄水(采用泵送或其他方式)要进行综合考虑。这符合政府的民主化政策,即要求能源部门广泛寻求合作者、小型发电厂商或者其他利益相关者。MID基金和可再生能源发展基金可提供资金支持。

(5) 国家能源委员会建议,不仅要进一步开展淡水抽水蓄能电站的可行性研究,还要展望对海水抽水蓄能的可能,这与政府促进海洋经济发展的战略相一致,其潜在关联度很高。

优化水电发展可促进实现可持续发展的最终目标,这对于一个小岛型发展中国家来说是最基本的愿望。

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