王舒鹤
(华北电力大学水利与水电工程学院,北京 102206)
能源对于社会的发展尤为重要,在经济快速发展的今天,人类对能源的需求有了更大的要求。水电是技术成熟,运行灵活的清洁可再生能源,不仅成本低、效率高,还具有防洪、灌溉、航运、养殖等综合利用的功能。因此,大力发展水电对于保护环境和带动经济发展具有重要意义。
中国的水电资源总量十分丰富,潜力巨大,但人均占有量少,另外,各地区分布不均,呈现南方多北方少的特点如表1。
表1 中国水资源分布情况表
据统计,中国水能资源的技术可开发量约 5.42亿kW,年发电量约 2.47万亿kW·h,在常规能源资源中,剩余可开采量仅次于煤炭。2020年,中国水电装机容量和年发电量已经突破了 3.70亿kW和 1.20万亿kW·h。
中国水电发展迅速,水工技术居世界先进水平,已经建成的三峡水电站是目前世界上最大的水电站。世界上水电站装机容量在 2 000 MW 以上的水力发电站中,中国占据数量居世界之首。如今,在十大流域中,西南流域、雅鲁藏布江、内陆及新疆流域目前开发程度较低,将是中国未来水电开发的重要区域,中南地区、华东地区的水电开发潜力不大,未来发展的主要方向以增容扩机为主。
由于使用火电能够在短时间内增加GDP,所以现在企业还是更侧重于考虑使用火电,而不会优先选择见效时间长、对环境更加友好的水力发电,再加上国家没有对环境标准进行更加严格的要求和控制,使得火电还是占据主要部分,挤占了包括水电在内的可再生清洁能源的市场份额,因此产生了恶性循环,水电的发展受到了严重的阻碍。
中国水资源最丰富的地区是西南地区,然而这些地区多是山地,开发建设难度大,成本高,另外,由于在偏远地区,需要在输电设备和输电线上投资更多的资金,再加上当地经济水平有限,回收周期太长,企业不愿意主动去投资,政府也拿不出钱来资助建设,就导致了水电开发到了一个瓶颈期。
水力发电工程对江河径流在时间空间分布上实行人为的调控和再分配,必然引起河川自然环境和生态系统的变化,并对区域社会经济和生活环境产生深远的影响。水力发电工程,虽然还具有防洪、灌溉、航运、养殖等多种功能,综合效益大,但是,对自然环境、生态环境、社会经济环境等产生的不利影响,特别是对生态环境的不利影响一直以来都是饱受质疑和反对的。环保标准不明确使得大众容易受一些大力宣扬水电危害的言论影响,进而导致公众对水电不能有一个科学准确的认识,阻碍了一些地区的水电发展。
由于风电和太阳能等新能源在技术上的突破,大大降低了建设成本,使得上网电价有了竞争优势,再加上水电发展进入了瓶颈期,资本更多的流向了新能源领域,这加速了新能源的发展,水电的价格优势受到了挑战。中国近几年风电和太阳能的装机容量连年攀升,进入发展的黄金时期。而水电技术大致已经成型,创新力度不够,因此面临的挑战更加艰巨。
中小型水电工程的修建时间相对较短,但是见效十分迅猛,可以充分的发挥各个方面的优势。所以,在科学环保的前提下,要积极进行小型水电站的建设。另外,与大型水电站相比,小型水电站投资少,政府可以通过给予补贴、减少税务等优惠激励企业进行投资,可行性比较高。小型水电站建设带来的收益对于西南贫困偏远地区的经济发展和解决贫困问题具有重要作用。
抽水蓄能是电力系统最可靠、最经济、寿命周期最长、容量最大的储能装置。将电网低负荷时期的多余电能转变为高负荷时期的高价值电能,弥补太阳能和风能发电稳定性和连续性差的特点,通过调频保证电网能安全稳定的运行。新能源的快速发展也对储能提出了更大的要求,因此,大力发展抽水蓄能电站将是未来发展的重点方向。
有些地区能源充足且种类丰富,然而目前利用的方式比较单一,基于风能、太阳能等新能源的迅速发展,可再生能源相互结合、互补发电也是一种新型的发展方向和发展理念。风能水能结合发电、太阳能水能结合发电的方式可以使其优势互补,拓宽各自的发展空间,使得能源利用率以及带来的经济效益实现最大化。另外,加大对水库的设备改造,有效的利用水资源,提高水的资源利用率,积极发展新型产业。比如:通过加强水库与养殖业、旅游业、农牧业等其他产业相结合的发展方式,使得水利工程带来的收益达到最大化。
水电是国家能源安全的重要组成部分,因此发展水电具有重要的意义。目前中国水电的发展面临各种各样的困难,需要国家通过一些积极的政策大力的支持,在战略上给予充分的重视。而且,需要进一步加强行业规范,提高水利水电工程的经济管理水平。此外,还需要扩大科学正确的宣传和引导,避免极端的误导性质的宣传,使更多的人了解到水利工程的优点,逐步建立科学的水电开发是利大于弊的观念,在社会舆论上给予支持。
水电不仅本身就是效率最高、性能最好、作用最大的可再生能源,而且还是风电、太阳能发电等间歇性能源大规模入网的重要保障。另外,在地球资源日益紧张的今天,大力发展清洁能源,是国家可持续发展战略的必经之路。虽然目前水电的发展遇到了一些问题,但是中国水电发展潜力依然巨大。未来,需要站在国家大局的层面上考虑各类能源的发展关系,理性思考各类矛盾,才能使包括水电在内的可再生能源得到可持续的发展。