小水电绿色转型及行业可持续发展研究

杜玮，李凯，李忠义

(河南省农村水电及电气化发展中心,河南 郑州 450003)

0 引言

党的十八大以来，以习近平总书记为核心的党中央从国家长治久安和中华民族长远发展的战略高度谋划治水工作，明确提出了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路，为我们做好水利工作提供了科学指南和根本遵循。2020年9月，中国在第七十五届联合国大会提出了2030年前碳达峰、2060年前碳中和目标。水电作为可再生能源，不仅要积极践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念，加快绿色转型，而且还需进一步提高水能资源利用效率，多提供清洁电能，促进行业可持续发展。

1 小水电基本情况

1.1 水能资源概况

河南省位于中国中东部，地跨长江、淮河、黄河、海河四大流域，总面积16.90万km2，地形呈西高东低趋势。全省水能资源理论蕴藏量5 045 MW，技术可开发量3 207 MW，其中小水电技术可开发量1 002 MW，主要分布在豫北太行山区、豫西及豫西南伏牛山区、豫南桐柏、大别山区。资源特点：一是总量不丰富且分布不均衡，黄河流域蕴藏量和技术可开发量分别占全省的75.60%和78.50%；二是大中型电站数量少，装机容量占比大，为2 205 MW；三是小型水电站数量多且位置分散。

1.2 水电站建设情况

河南第一座小水电站为西峡县别公堰水电站，建于1937年，装机容量40 kW。新中国成立后，水电建设由小到大，从单站发电到联网运行逐步发展。20世纪六七十年代随着一批大型水库的建成，与之相配套的水库电站应运而生。改革开放后，全省各级水利部门在开展江河整治、提高防洪能力、推广农田灌溉技术的同时，坚持治水办电相结合，积极建设、改造小水电站。从1985年开始，全省逐步实施了水电电气化县、小水电代燃料、水电增效扩容改造项目建设，发展速度明显加快，建设水平不断提升。截止2020年底，建成小水电站534座，装机容量512 MW，占小水电技术可开发量的51.10%，固定资产总额约 50.70亿元，上网电价为0.29～0.34元/(kW·h)。电站所有制形式多样，其中国有电站155座，集体电站94座，民营与股份制电站285座，从业人员0.61万人。

1.3 小水电为山区社会经济发展做出了重要贡献

一是促进了山区经济发展。小水电为全省提供了六千多个就业岗位，企业每年产值3.84亿元，上缴税费0.27亿元；二是提高了边远山区和贫困地区农村电气化水平。从“十五”到“十二五”期间建成了23个农村水电电气化县，累计完成投资9.22亿元；三是完善了部分农村基础设施建设，增强了社会效益。各级政府通过水电开发建设，新建和改善乡村道路156 km；发展小水电新建水库23座，增加水库库容21.30亿m3，充分发挥水资源的综合利用效益，不仅提高了水电站的发电量，而且还增加和改善灌溉农田面积1.12万hm2，同时为电站下游的防洪减灾做出了贡献；四是促进了节能减排。全省小水电每年发电量12亿kW·h，可减少煤炭消耗41万t，减少二氧化碳排放101.30万t，二氧化硫排放0.90万t，氮氧化物排放0.79万t，烟尘排放0.36万t，保护了生态环境。

2 探索水电绿色发展之路

党的十九大报告中提出“建设富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国”目标。这表明，在社会主义发展新时代中生态文明建设至关重要，保护河流生态环境是水电行业义不容辞的责任。从河南省情况看，小水电已进入到由建设为主向规范管理及绿色发展上转变，科学合理开发对生态环境保护起到积极作用。但现状是在水电规划、设计、建设、运行和管理上还存有薄弱环节，以绿色发展为导向的激励与约束机制还不完善，怎样行动去实现水电绿色发展呢？

2.1 编制水能资源规划强化开发管理，为水电绿色发展奠定基础

河南省水利厅2017年组织编制完成了《河南省中小河流水能资源开发规划》。规划涉及中小河流共计79条，其中流域面积超过3 000 km2的河流12条，3 000 km2以下的河流67条，涵盖已建和近期规划的电站557座，总装机容量653 MW。与以往水能资源规划相比，不同点：一是对已建和规划的电站在考虑下泄生态流量的基础上，重新核算电站装机规模及发电量;二是侧重已建电站的改造，对未下泄生态流量的电站提出下泄生态流量和涉及河段的生态保护改造方案;三是新规划电站在确定装机规模时要扣除生态用水量，发电取用水量必须符合河流综合规划要求。该规划查清了全省水能资源量，为科学开发利用水能资源提供了依据，有力的加强了水能资源规范管理，也为水电绿色发展打下坚实基础。

2.2 抓好民生水电建设，为水电绿色发展创造条件

圆满完成水电电气化县、小水电带燃料、农村水电增效扩容改造工程建设，为水电绿色发展创造了条件。

从“十五—十二五”期间，先后建成了卢氏等23个农村水电电气化县，新建电站41座，新增装机113 MW，改造电站107座，改善装机255 MW，年增加发电量约3.80亿kW·h。累计完成电源，电网等工程建设投资9.22亿元。农村水电电气化建设区人均年用电量增至890 kW·h，户均年用电量增至1 036 kW·h，村通电率达到100%，户通电率达100%，供电质量和可靠性大大提高，解决了部分山区农村的用电问题。

“十一五”期间，实施了18个代燃料项目，总装机30.40 MW，总投资1.85亿元，建成了卢氏汤河、嵩县白河小水电代燃料乡，另有25个村也实现了以电代柴，共惠及农村代燃料户3.19万户，代燃料人口11.80万人。保护退耕还林区、天然林保护区、自然林保护区和水土流失治理区内森林植被面积2.55万hm2。

“十二五—十三五”期间，对36座老旧水电站实施了增效扩容改造，工程总投资4.04亿元，其中争取中央财政资金1.43亿元，省级财政配套资金0.70亿元，带动地方投资1.91亿元。改造后这些电站基本消除了机组老旧带来的安全隐患，改善水库蓄水库容95.80亿m3，增加灌溉面积4.10万亩，修建乡村道路67.70 km，修复减脱水河段12 km，电站装机容量由原来的131.60 MW提高到143.50 MW，年发电量也由原来的3.52亿kW·h提高到5.07亿kW·h，水能资源利用率显著提高，取得了较好的经济和社会效益。

2.3 推动新技术、新设备、新材料应用，为水电绿色发展做足准备

三大民生水电项目完成后，电站面貌焕燃一新，主要体现在：一是127座骨干水电站实现了计算机综合自动化监控和保护，202座水电站采用了新型高效水轮机和节能型电器设备，水能综合利用率和电站安全生产水平有了显著提高；二是在伊河上，建成了以金牛岭水库为龙头的五座水电站梯级调度自动化——“无人值班、少人值守”远程控制系统；三是增设或改造了部分径流式水电站生态流量泄放设施，装设太阳能无线视频传输监控系统，较好地解决了远距离监控生态流量泄放问题；四是在电站增效扩容改造中，采用水利动能动态模拟技术建立模型，研究提高水轮发电机组综合能效，取得了较好效果；五是采用新型回转供油转桨技术对小型轴流定桨式水轮机进行改造，提高了水轮机的运行水头范围和效率。这些新技术、新设备的应用，促使水电站向高质量发展迈出了坚实的步伐。

2.4 进一步加强水电行业监督管理，为水电绿色发展提供保障

“十三五”期间，河南省进一步加强小水电站安全监督管理工作。以落实电站安全生产“双主体责任”为抓手，以规范电站安全生产检查、防汛度汛检查、安全隐患排查整改为措施，稳步推进水电站安全生产标准化建设，效果明显。从2016年开始，积极推进水电站安全生产标准化达标创建，截至目前，共创建完成水电安全生产标准化电站49座，其中一级电站3座，二级电站27座，三级电站19座，全省已形成良好的创建氛围，多数电站学习创建标准，完善硬件设施，提高管理水平，努力抓好电站安全生产，为水电绿色发展提供保障。

2.5 扎实推进绿色水电站创建，为水电绿色发展探索道路

河南省从2018年启动了绿色水电创建工作，经过两年多努力，创建成“绿色小水电示范电站”20座，(其中2020年18座，全国第四，北方省份第一)，成效显著。成功创建的20座绿色小水电示范电站主要分布在黄河的一级支流洛河、伊河上，据测算，电站实施生态流量泄放后，能有效改善洛河60 km，伊河35 km河段减脱水情况。绿色水电站的创建，为水电绿色发展提供了方向，也能脚踏实地的稳步前行。

3 存在的主要问题

3.1 电站建设运行对生态环境造成一定影响

河南是北方省份，由于气候和降雨条件因素，部分中小河流来水量年内变化较大，径流引水式电站取水发电后，会造成取水口至电站厂房段河道过水量减小，尤其在枯水期，河段减脱水现象明显，对水生生物造成影响；电站在建设中，渠道和厂区开挖，会对河流两岸山坡植被造成破坏；水库式电站，建坝取水，阻断鱼类回游，对珍惜鱼类生存也会造成影响。

3.2 电站合规手续不齐，整改难度大

部分电站存在规划、立项、建设、验收手续不全；个别电站信息与水利部统计信息不一致；还有些水电站建于20世纪九十年代前，缺少环评手续，整改难度大。

3.3 电站机组设备老化，存在安全隐患，监管难度大

河南近20年虽然对省内137座骨干小水电站进行了改造，但还有183座水电站是2005年以前建成的，未进行过改造，这些电站工程规模小，平均装机容量530 kW，近八成为民营或股份制电站，运行管理技术薄弱，部分电站存在安全隐患，监管难度大。

3.4 下泄生态流量及安装监测设施落实困难

河南省水利厅在2015年就明确了小水电站应下泄最小生态流量，但由于电站业主意识不强，水电行业激励与约束机制不完善，泄放生态流量监管落实困难。2020年10月按照习近平总书记在河南主持召开的黄河流域生态保护和高质量发展座谈会重要讲话精神，省政府提出，由环保厅、水利厅共同牵头制定《河南省黄河流域生态保护条例》。水利厅针对其中“水电站建设”条款，提交了水电站下泄生态流量和水电绿色发展激励机制的内容，积极争取把水电绿色发展写进河南省生态保护条例中。

4 主要思考与今后打算

4.1 主要思考

根据河南省小水电发展实际情况，当前要做好水电绿色可持续发展，一是要解放思想，摒弃“重建轻管”的观念，充分认识水电发展与河流生态保护之间的关系，坚持在保护中开发，最大限度提高水能资源利用效率。二是加强宣传引导，树立科学合理的水电开发理念，使保护河流生态环境的责任深入水电从业人员心中，充分认识下泄生态流量的重要性。三是要建立起以水电绿色发展为导向的激励与约束机制，实行“奖罚分明，优胜劣汰”，推动行业转型。四是研究、出台水电绿色发展技术规范或标准，完备技术管理体系；五是坚持问题导向，定期组织专题调研、座谈交流、向先进省份学习，不断拓展视野、思路、方法，以促进水电行业向高质量发展迈进。

4.2 今后打算

一是积极创建绿色水电示范站，进一步抓好电站生态流量下泄与监控管理工作；二是加强规范化管理，继续落实水电站安全生产“双主体”责任，规范安全生产监督检查，大力推进水电站安全生产标准化达标建设；三是有条件的电站积极进行更新改造，使用新设备，引进新技术，提高电站自动化水平；四是做好摸底调查工作，为下步即将开展的黄河流域省份小水电突出问题清理整改工作做好准备。