能源变革，水电综合利用是关键

■文/雷奕安

北京大学物理学院副教授，北京大学高性能计算平台主任，著有《下一次革命》一书。

受开发成本增加、“弃水”严重等负面因素影响，水电投资速度明显放缓。然而，中国水电主动变革、绿色转型仍值得期待。

由于化石能源逐渐枯竭，为了应对全球气候变化和保护环境，世界能源体系全面过渡到可再生能源，是未来几十年内要做到的事情。到2050年，欧洲计划实现100%可再生能源，美国达到80%，而中国也计划达到60%。

根据资源量，可再生能源最丰富的是太阳能，其次是风能，再次是水能。太阳能和风能都是间歇性能源，尤其是太阳能，昼夜节律很强。可再生能源的间歇性是一个很大的不利因素，对电网调度提出很高的要求。在可再生能源占比不高的情况下，电网调度还可以应付，但随着占比的上升，不稳定性将超出电网的调度能力，从而限制可再生能源在能源构成中的比例。

中国水电资源巨大

由于拥有世界水塔——青藏高原，中国水力资源得天独厚，总资源量居世界第一，已开发水电资源遥居世界第一。据估算，中国水电资源经济可开发量折合为每年2.14万亿度电到3万亿度电，占目前全国用电量的1/3到1/2。虽然水电资源在地域上不平衡，资源区与消费区不重合，但是结合特高压电网远程输电、跨区域调度、能源互联网的发展，水电仍然占中国能源供给很大的比例。

水力与其他可再生能源天然互补

水电的调节能力与季节相关，夏季水力充沛，调节能力更强。这与用电负荷的季节性正好重合，夏季是用电高峰，水能和太阳能都充足，便于互补调节。冬季水电出力下降，但风电相对比较稳定充足，不需要水力很强的调节能力。虽然太阳能和水电都下降了，但是用电负荷也下降了。从短周期上看，在一天之内，白天是用电高峰，太阳能充足。在太阳能占比很高的情况下，可以减少水电白天出力，使水电变成夜间出力，保证全天发电和负荷的平衡。现在的天气预报对于阴晴和风的预报已经比较准确，可以从容安排水力的互补调节。

大型水电作为可再生能源调度中心

因为水电的巨大调节能力，在大规模开发可再生能源的条件下，大规模水电站应该发展为未来的可再生能源调度中心。国际上将大型水电站改造为可再生能源中心的尝试已经开始。美国加利福尼亚州计划花费30亿美元，将著名的胡佛大坝改造成与太阳能、风能互补的抽水蓄能项目。

加利福尼亚州开发了大量的风电和太阳能，随着装机容量的增加，电网将无法接纳部分高峰电力。胡佛大坝改造计划将在下游建设大型太阳能电站，修建输水管道，从下游的莫哈维湖抽水到上游的米德湖，再由大坝电厂按需供电。其他地区的多余电力也可以接到抽水站。因此，将大型水电站改造为可再生能源调度中心，可以大幅提高可再生能源在能源构成中的占比。