新常态下四川水电发展战略探讨

2017-04-07 13:44涛,
四川水力发电 2017年1期
关键词:梯级水电水电站

罗 洋 涛, 李 建 兵

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,四川 成都 610072)

探索与思考

新常态下四川水电发展战略探讨

罗 洋 涛, 李 建 兵

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,四川 成都 610072)

目前,我国管理体制在水电站的运行管理阶段亦较为薄弱,迫切需要及时解决水电消纳市场、避免清洁能源的浪费。建议四川省相关主管部门结合国务院及国家发展改革委印发的促进清洁能源多发满发等相关要求,逐项(含输电工程)与周边各省区和相关区域电网沟通落实,并定期组织检查和考评,以确保全省清洁能源消纳。

水电优先发展战略;规划引领;顶层设计;健全监管

0 前 言

能源是社会经济发展的基础和动力。能源供应和安全事关我国现代化建设全局。我国自1985年成为世界上第一产煤大国,也是世界上少数几个能源消费结构以煤为主的国家之一。我国煤炭消费数量之大、增长速度之快,是世界前所未有的。长期以来,我国能源结构以煤为主的特征非常突出,其中电力行业火电约占75%、其煤炭消费量约占全国煤炭消费总量的56%。电力行业煤炭消费量增加,也是推动我国煤炭需求增长的主要因素。我国能源结构过度依赖煤碳,煤炭储采比不断下降,很快将降至30以下,远低于煤炭矿井的正常生产年限(60年)。煤炭资源的大量开采和消耗,不仅严重污染大气环境、而且随着有限的化石能源耗尽,将给我国电力系统带来灾难性影响。

近年来,尽管国家采取多种措施大力调整能源结构,促进水电、核电、风电、太阳能、天然气等清洁能源的发展,但是能源结构调整步伐缓慢。水电是我国第二大电源,2015年水电发电量 约占全国总发电量的20%,满足了全国8.5%的能源消费,在我国能源结构调整中发挥了重要作用。

我国是最大的发展中国家,未来发展面临保证能源供应、应对气候变化和解决生态环境问题的多重压力。同时,我国也是水能开发潜力最大的国家。要实现“2020年我国非化石能源占一次能源消费的比重达到15%”以及“到2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%~45%”的目标,应当优先利用可再生的清洁能源,实施水电优先发展战略。

四川省河流众多,水量丰沛,水力资源在全省能源资源中占有绝对的优势。四川水力资源占全国水力资源总量的22.4%,其可开发的水电装机容量与发电量均居我国各省区的最前列、在我国能源资源(尤其是清洁可再生能源)中有着重要的战略地位。

随着四川水电勘测设计工作的不断深入和开发建设的持续推进,近十年来四川水电开发建设取得丰硕成果,已正建水电站装机规模约9 300万kW(增长近5倍),已成为全国最大的水电基地,也是全国最大的清洁能源基地。按照四川已正建水电规模测算,每年可以节约标煤约1.4亿t(原煤约2亿t),减少排放CO2约3亿t,如按100年计算,共可为国家节约原煤200亿t,减少排放CO2约300亿t,对提高我国能源电力供应能力,保障国家能源安全和保护生态环境具有重要意义。

目前,四川省正在加快创建国家清洁能源示范省,为了更好地保障四川水电健康有序发展和发挥其巨大的经济、社会和环境等综合效益,迫切需要结合社会经济发展需要,梳理水电开发建设及运行中面临的各种问题,研究经济新常态下四川水电发展战略。在宏观上做好水电发展的顶层设计及政策支持,在微观上制定切实可行的实施细则和严格的监督管理办法,促进四川水力资源的合理开发利用,避免清洁能源浪费,保护生态环境,造福社会。

1 四川省水力资源情况及特点

四川省50km2及以上的河流2 820条,水力资源技术可开发量约1.5亿kW。已经开发和正在开发量约9 300万kW,已建和正在建电站约4 600座,全省水力资源利用率34%,技术可开发量开发程度64%(均采用年电量比值)。

四川水力资源的特点为:境内河流控制流域面积大,径流丰沛,落差大而集中,水力资源极为丰富;淹没损失相对较小;大型电站多,已正开发量大,可再生的清洁能源规模优势突出;多数河流拥有建设“龙头”水库的水力资源条件,大中型梯级整体调节性能较好;资源分布上西多东少,甘、阿、凉三州地区水力资源尤为丰富。

2 四川省水电发展总体思路和布局

四川省是资源大省,水力资源在全省资源开发中占有重要地位,省委、省政府历来高度重视四川省水电发展,将水电列为重要支柱产业,明确提出大力开发水电,培育水电支柱产业,将四川建成全国重要的水电基地。为此,2001年6月四川省印发了《中共四川省委、四川省人民政府关于加快水电支柱产业发展的意见》,明确提出“通过开发四川丰富的水能资源,利用清洁、可再生、具有价格竞争优势水电,鼓励省内电力消费,形成水电产业链,变资源优势为经济优势;同时,紧紧抓住国家西电东送的机遇,努力开拓省外电力市场,实施川电外送战略,把四川建成全国的水电能源基地”的指导思想”。

按照《四川省水电基地建设规划》和《四川省“十三五”水电发展规划》等规划的目标和安排,到2020年四川将建成水电强省和重要“西电东送”基地。在重点项目上,一是加快金沙江、雅砻江、大渡河干流“三江”水电基地建设;二是在若干资源比较集中的大中型河流的一定区域内建设7个水电集群;三是在通航河流嘉陵江、岷江中下游打造2个电航通道。从合理的开发进程看,到2020年四川省水电装机容量将达到8 300万kW;到2030年四川省水电装机容量将达到约1.3亿kW,届时全省水力资源利用率约45%,技术可开发量开发程度约85%,与国外发达国家水电开发程度基本相当。

根据《四川省水电开发及外送规划》和《西部水电基地开发和外送能力研究》等多年来的研究成果,四川水电送电地区分别为重庆市、华中东四省及华东地区,外送总规模为2 500万kW(不含金沙江干流梯级水电站)。另外,四川和西北电网已联网,交换容量为300万kW,可实现两电网的资源互补。

3 目前面临的主要问题

水电作为四川省能源资源重要组成部分,近年来得到了长足发展,装机容量稳步增长,规划设计、建设及运行水平不断提高。但面对应对气候变化、节能减排的新形势和在做好生态保护和移民安置的前提下积极发展水电的新要求,水电发展中也面临利益诉求增加、外部环境复杂、建设成本加大、市场落实困难等一系列问题。

3.1 水电开发尚未形成统一认识

发达国家在上世纪60、70年代就迎来了水电建设的高峰,目前欧美发达国家水电开发程度多在70%以上。而我国2015年全国水电发电量1.1万亿kWh,其水力资源利用率仅18%、技术可开发量开发程度37%。从开发程度看,与发达国家相比差距较大,水电开发情况不容乐观。

多年来,我国对于水电建设是否破坏环境争议不断。水电开发在取得巨大社会、经济、环境效益的同时,难免会产生一些不利影响。国内外一些“反坝”、“反水电”的极端组织和媒体借机大肆炒作,进行夸大事实的负面报道,误导公众舆论。诸如“水电在某种程度上可能比火电造成的污染更严重、水电的发展往往是一哄而上、西南一些地区的开发程度已经达到100%、水电开发造成极端天气和地震灾害”等等多种歪曲的言论,严重误导公众对水电开发的认识。同时当前有些环保人士对水电工程特性认识不足,对环境保护措施往往会提出一些过高要求。水电开发制约因素明显增加,极大地影响了国家能源相关主管部门的决策。近几年水电项目核准前置因素落实十分困难,核准开工建设的项目严重不足,难以完成五年期规划方案,加之缺乏有效的规划目标考核机制,致使规划方案得到不到有效实施,规划的指导效果大大折扣。显然,社会各界对水电是清洁和可再生能源的认识尚未形成统一认识。

3.2 利益诉求明显增多

当前形势下,水电开发一般都会涉及到多方利益,如政府、企业、移民等。随着我国经济社会的发展和人民生活水平的不断提高,利益诉求呈现多元化。一是移民的诉求开始多样化、差异化,移民既有改善物质生活条件、实现眼前利益和长远利益的期盼,如提高补偿标准、扩大补偿范围等,也有满足精神文化需求、提高社会保障水平、享有民主管理权利等多种要求;二是地方政府利益诉求不断增多,地方政府除了要求企业承担更多的基础设施建设,还提出“资源入股”、“低价留存地方电量”等诸多利益诉求;三是对有综合利用功能的水电站,有的涉水部门往往不考虑工程的实际情况提出过大的、不合理的综合利用要求。

3.3 建设成本加大、经济指标逐渐下降

目前全省交通和建设条件较好地区的水电已基本开发完毕,剩余待开发的水电主要集中在金沙江、雅砻江、大渡河等流域中上游。这些地区交通不便、地质条件复杂,开发难度大,工程造价高;还需同步建设远距离输电工程,进一步加大了建设成本。另外,受国家有关移民安置和环境保护政策、财税政策、物价上涨以及社会对水电诉求增多等因素影响,水电的建设成本不断加大。

以往,水电项目上网电价一般低于燃煤火电标杆电价,具有明显经济优势。但随着投资不断增加,不少待建水电项目测算的上网电价已高于火电标杆电价,项目的财务生存能力逐渐下降,企业对水电项目的投资决策已显犹豫,这可能严重影响四川省后续水电的开发进程。

3.4 市场落实困难、监督管理乏力

四川省水力资源在我国能源资源中占有重要的战略地位,同时四川省电源结构中水电比重极高,也需要通过联网实现资源的优化配置。因此,四川水电应纳入全国一次能源平衡。根据四川省水电外送规划,川电外送规模为2 500万kW(不含金沙江干流梯级水电站),但目前外送通道容量仅1 320万kW。

由于水电消纳市场涉及各省市及电网公司之间的协调问题,虽然国务院办公厅印发了“能源发展战略行动计划(2014-2020年)”、国家发展改革委印发了“电力体制改革配套文件的通知”(发改经体[2015]2752号)、“调节促进清洁能源多发满发的指导意见”(发改运行[2015]518号)、“关于国家电网2016年跨省跨区送受电计划的复函”(发改运行[2016]1142号)等文件,要求各省市政府采取措施落实可再生能源发电全额保障性收购制度,但目前监督管理机制尚不健全、监管乏力,作为四川省清洁能源主力的水电消纳未能及时落实,消纳方案和外送输电工程方案仍不明确,外送输电工程未能及时建设,四川水电汛期仍大量弃水,导致较大的清洁能源浪费、国家投资损失及有限的化石能源耗费,也严重影响了四川水电作用的发挥和企业投资的积极性。

4 对四川水电发展的建议

4.1 积极实施水电优先发展战略

水电是全球公认技术最为成熟、减排效果最明显的电源品种,世界各国都把水电作为电力建设的首选。首先,水电可以替代化石能源。2015年四川省水电年发电量2 640亿kWh,按照300g/kWh标准煤耗以及水电发电量增长估算,累计到2050年全省水电可节省标准煤50亿t,约为2015年全省能源消费总量的20倍。第二,水力发电本身是节能低碳产业。从各种能源开发方式的能源回报率看,水电在170以上、风电18~34、核电14~16、太阳能发电3~6,火力发电1.6~3.3。水力发电包括建材开采加工、钢材及金属结构生产制造安装以及水电站施工运行等全生命周期的耗能量,水电站正常发电年份1~2年的发电量就可回收,水电站的发电量基本上是能源的净产出。从节能角度来看,水电是所有能源品种和发电品种中最优的,也是低碳、可再生的。第三,水电本身不消耗水,水力发电工程可对水资源综合利用,改善水资源的时空分布现状,变害为利。

当前四川省一方面剩余待开发水电资源的建设难度正在加大,另一方面已建水电站规模巨大、运行调度亟待规范。借鉴发达国家的经验,并结合我国经济社会发展需要和节能减排压力,在宏观上迫切需要将积极优先发展水电上升到国家能源总体战略。在更高更广的层面统一对水电发展的认识,国家各部门和各级政府间形成共识,在政策、措施和管理机制等问题上加强研究,提出方案并认真落实,从而推动我国能源结构向低碳化、清洁化发展。

4.2 制定四川省水电开发与保护规划

随着水电开发向西部地区和上游地区转移,水电发展面临环保、移民、工程技术等诸多问题。为保障四川水电健康有序发展,迫切需要站在国家能源发展战略的高度,通过规划引领,加强生态环境保护、移民安置政策、复杂地质条件下工程建设技术以及支持后续水电发展的金融与财税政策等基础研究,并结合全省各河流自然条件,制定科学合理地水电开发与保护规划,明确四川省水电合理地开发规模和布局,以期在宏观上能较好地指导全省水电的开发和协调社会各界的疑惑。具体体现在以下几方面:

(1)开展流域生态系统功能保护技术、河流生态系统健康评估体系、生物多样性保护和珍惜濒危野生动植物及特有鱼类资源保护技术、干支流统筹规划以及梯级水电站生态调度技术等方面的基础技术研究;

(2)开展水电开发建设及运营过程中如何维护水库移民利益的研究;

(3)随着水电开发向藏区深入,项目经济性越来越差,需要加强工程技术、金融与财税政策等研究,并出台有关政策,保证后续水电项目的财务可行性;

(4)四川省水电丰枯矛盾较大和汛期弃水问题突出,龙头水库的开发建设可有效解决电力结构性矛盾,但受自然资源和地理环境等诸多因素影响,工程投资普遍较高,开发难度大、开发进程明显滞后,迫切需要加强政策研究,出台有关政策,改善龙头水库电站的经济性,提高其生存能力以及电站建设业主开发的积极性。

4.3 健全水电建设和运营全过程监管体系

水电发展的成败最终还是看水电规划的落实和实施的效果。因此,在微观上必须高度重视水电建设和运营的过程管理,健全水电建设和运营全过程的监督管理体系,以保证到达预期的效果。

从水电站的设计到电力产品的生产,水电要经过前期工作、施工建设、正常运行等多个阶段,都需要有明确的规程严格管理,尤其是工程建设阶段。目前国家在建设阶段的监管力度不足,特别是移民、环保和工程投资的监管,大部分项目建成后投资增加较大。另外对施工过程中生态环境保护的监管也至关重要。

目前,我国管理体制在水电站的运行管理阶段亦较为薄弱,迫切需要及时解决水电消纳市场、避免清洁能源的浪费。同时随着全省各流域梯级水电开发的持续推进,一大批巨型、大型水电工程在“十二五”期间相继发电,2015年全省水电总装机容量达到7 000多万kW,各大流域梯级水电站群逐步形成,梯级间水力联系更加紧密,水电站运行调度逐步从单个电站发展到流域梯级水电站联合运行调度,需要加强梯级水库群的运行管理,以及开展各流域梯级水电站联合优化调度、发挥梯级水电群的发电、防洪及供水等综合效益。具体体现在以下几方面:

(1)积极落实四川水电的消纳市场

2015年四川电网水电弃水电量达到102亿kWh,初步匡算2016年约达到200亿kWh以上(相当于浪费煤炭约850万t/年、水电企业投资损失约50亿元/年、火电投资浪费约160亿元),将严重影响四川水电作用的发挥。而2015年全国火电装机容量达9.9亿kW,当年新增7400万kW,四川省主要送电地区(华中东四省、重庆及华东)十三五期间仍计划大规模新增火电站。显然,周边地区有能力消纳四川水电。虽然国家高度重视水电市场的消纳,也连续多次发文出台相关要求,但近期水电消纳市场落实的效果较差。建议四川省相关主管部门结合国务院及国家发展改革委印发的促进清洁能源多发满发等相关要求,逐项(含输电工程)与周边各省区和相关区域电网沟通落实,并定期组织检查和考评,以确保全省清洁能源消纳。另外,建议国家控制火电开发规模和积极争取全国各省区可再生能源(含常规水电)配额制的实施,更好地约束各省区落实清洁能源消纳。

(2)建立联合调度协调机制

由于梯级水电站本身所具有的固有特性和多部门管理,使得梯级联合优化运行调度具有相当大的困难,迫切需要权威部门从国家的可持续发展战略出发,统筹规划,统一协调,组织开展梯级水电站联合优化调度工作,推进流域一体化管理和梯级电站联合优化调度,合理配置各方资源,实现综合效益的最大化。因此,建议由省能源主管部门牵头,会同水利厅、环保厅、电网公司以及各流域公司等,共同协调电力、水利、环保及航运等各部门关系,管理和监督各流域公司的梯级水电站联合优化调度工作,并组织制定各种政策和相关规程规范,促进梯级水电站联合优化调度技术水平的提高和在生产实践中的应用。

鉴于梯级水电站联合优化调度的复杂性和目前的实际运行状况,建议加大科研投入,“产-学-研”联合加强基础性研究工作,集工程和科研于一体,打造四川水电开发与运行调度的品牌,解决梯级水电站联合优化调度的重大制约问题,建立流域集中控制和梯级电站联合调度平台,并及时将研究成果和应用软件进行推广应用。

(3)加强流域综合监测

鉴于目前四川省水电站已正开发量巨大,建议对各水系水力资源的开发利用状况进行综合监测,并结合流域环境、地质条件、社会经济等特点对各水系开发情况进行评估,加强水力资源的动态管理,更好地服务于当前社会经济建设。

[1] 国家能源局及国家水能风能研究中心. 水电发展战略研究报告.2013.

[2] 国务院办公厅. 能源发展战略行动计划(2014-2020年) 2014

[3] 四川省发改委. 四川省水电基地建设规划.2010.

(责任编辑:卓政昌)

2016-12-09

TM612;F552.3;E

A

1001-2184(2017)01-0160-05

罗洋涛(1968-),男,汉族,重庆荣昌人,毕业于武汉水力电力大学,硕士,教授级高级工程师,主要从事水电能源规划、经济评价及水库调度运行等方面设计研究工作.

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