牡丹江莲花下游梯级开发SWOT分析

张鹏飞

(黑龙江省农村水利水电保障中心,哈尔滨 150001)

0 引 言

牡丹江流域水能资源比较丰富,其流域水力资源的开发是黑龙江省水能资源开发最早、规模最大的流域。已建成的水电站中,牡丹江流域装机容量规模占全省水电站总规模高达62%,但牡丹江莲花下游开发利用程度较低,目前仅1座小莲花水电站正在施工建设,其他电站均为前期阶段。2021年,牡丹江莲花下游梯级开发进一步修编,开发梯级为:小莲花、龙山湖(原龙虎山)、凤山(原神水潭)、曙光、望江(原九龙潭)和长江屯六级梯级开发方案。近年来,随着人们对生态环境的要求越来越高,各个领域的学者也从不同角度研究河流梯级开发对河流影响问题。文章系统总结牡丹江下游梯级开发内部优势、劣势,外部面临的机会、威肋,探索开发需要深入研究的方向,供开发者和决策者参考。

1 SWOT矩阵分析

SWOT分析是一种综合考虑内部条件和外部环境各种因素,从而选择最佳发展战略的方法。运用这种方法,可以对研究对象所处的情景进行全面、系统、准确的研究,从而根据研究结果制定相应的发展战略、计划以及对策等。

SWOT分析表现为构造SWOT结构矩阵,并对矩阵的不同区域赋予了不同分析意义。利用这种方法可以从中找出对开发有利的、值得发扬的因素,以及对自己不利的、要避开的东西,发现存在的问题,找出解决办法,并明确以后的发展方向。根据这个分析,可以将梯级开发按轻重缓急分类,明确哪些是急需解决的问题,哪些是可以稍微拖后的事情,哪些属于战略目标上的障碍,哪些属于战术上的问题,并将这些研究对象列举出来,依照矩阵形式排列,然后用系统分析的思想,把各种因素相互匹配起来加以分析,从中得出一系列相应的结论而结论通常带有一定的决策性,有利于做出较正确的决策和规划。牡丹江莲花下游梯级开发SWOT矩阵分析见表1。

表1 牡丹江莲花下游梯级开发SWOT矩阵分析

2 梯级开发优势因素(Strengths)

1)清洁能源。牡丹江下游各电站建成后提供的清洁能源,相当于每年节约1.72万t标准煤,减排二氧化碳4.43万t,减排二氧化硫57.57t,减少0.13万吨烟尘,改善能源结构,促进以电代柴,提高植被涵养水源和改良土壤功能,保护和修复生态环境,对于促进能源结构调整和节能减排具有重要的作用。

2)经济效益最大发挥。水力发电的效率高,一般水能利用在80%左右。通过梯级联合调度,充分利用水头和沿途补充水量,进一步提高水能资源利用效率。牡丹江干流莲花以下河段梯级开发,可为电网提供5.4亿kW·h的梯级电量。水电市场消纳空间大,目前黑龙江省对水电站发电上网电量不存在受电市场难消纳或外送不及时的现象,基本发多少,卖多少。牡丹江莲花下游梯级电站情况表,见表2。

表2 牡丹江莲花下游梯级电站情况表

3)综合效益显著。科学配合,梯级调度,充分发挥综合效益。水电站运行带来发电收入;库区山、水、林等风景发展旅游,带动旅游产业;利用库面发展水产养殖;各级水库蓄丰补枯,可为沿岸农业灌区、能源基地、重要城镇提供水资源;提升水旱灾害防御,消减洪峰、蓄存洪量,保障人民生命财产安全。

4)修编后前期费用降低。2021年,省发展和改革委员会对牡丹江干流莲花以下河段水电开发规划修编后,各水电站按现行土地补偿标准和移民安置指标进行了调整,使水能开发更加趋于合理,更加符合当前的实际情况。除小莲花水电站外,将其余各水电站正常蓄水位,均降低了2.0m左右,淹没土地1933hm2,重新安置6户18人,减少了土地淹没面积和动迁人口,投资估算8.6亿元,建设成本大幅下降。与省内同类工程比较,具有投资省、淹没损失小、效益大的显著优点。

3 梯级开发劣势因素(Weaknesses)

1)地理气候影响经济指标。黑龙江省地处高寒地区,境内电站多位于山区丘陵等偏远地区,交通条件差,开发成本高。同时高纬度极端天气一方面迫使电站开发建设成本激增,另一方面多数径流式水电站有效发电时长仅半年,发电效益差,回收期长,严重制约纯社会资本开发,影响资源开发。

2)电价成本低。规划中的6座梯级电站装机<5万kW,均按农村水电站管理。黑龙江省农村水电行业先后经历多次调价,目前执行0.375元/kW·h的上网标杆电价,相比火电、风电、太阳能等优势电价偏低,仍存一定差距。

3)影响流域生态系统。牡丹江莲花下游修建6座中型水库,总库容2亿m3,将调整原有河道水位,拦截水量的同时影响了河流输沙,导致流域水文情势改变,直接影响下游物质循环、能量转换、物理栖息条件以及生物间相互作用,特别是洄游型鱼类资源影响较大。同时库区水温分层、机组尾水温度升高也将对生态环境发生变动。另外对工程地质条件要求较高,水库可能诱发地震,增加了库区及周边地区地质灾害发生的频率。

4)调度运行不理想。水电站开发需要注入大量资金,需要多个电站集中承担不同时期电网负荷发电任务,都想将个自利益最大化,势必造成电站间发电效益不均衡,进而产生矛盾,整体优化调度方案执行过程中,这些不确定因素将使整体调度和运行无法达到预期效果[1]。

4 梯级开发机会因素(Opportunities)

1)符合“两碳”目标。水电属于清洁可再生能源,其合理开发符合“碳达峰碳中和”可持续发展战略。习总书记强调,“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”。火电已被列为严控项目,而风电、太阳能的随机性、波动性问题一直存在,水电一直为稳定可控的优质能源,要实现“两碳”目标,同时确保供电安全可靠,离不开水电。

2)提供良好的调峰电源。水电站水轮机组启、停灵活,出力可变幅度大,是最理想的调峰、调频和事故备用电源,得到电力部门充分认可。将与莲花电站同步运行,共同承担黑龙江省电网的调峰、调频、调相和事故备用等任务。尽早建设和发挥梯级电站的调峰作用,可以缓解电网、电力、电量需求矛盾,改善电网运行条件和供电矛盾。

3)国家政策倾斜。近年来,国家对水电事业发展给予了多项优惠政策,自1983年开展农村电气化县试点建设以来,先后进行了6批电气化县建设、2批小水电代燃料建设、3批增效扩容改造及农村水电扶贫等建设,水利部、发改委、财政部根据装机规模给予资金补助。促进了社会主义新农村建设,加快了农村传统向现代化生活方式的转变。同时通过改造消除了电站安全隐患,提高了机组效益指标,增加了电站发电收入。

5 梯级开发威胁因素(Threats)

1)分类整改强化监管。2021年底,水利部等七部委印发小水电分类整改工作意见,将分类整改扩大到全国范围,明确要加强对规划执行情况的监督检查,充分发挥规划的约束作用。除巩固脱贫攻坚成果、保障海岛边防等偏远地区和电网未覆盖地区供电安全、建设引调水等综合利用水利工程兼顾发电外,原则上不再新建小水电项目。对于已审批但未开工建设项目,应当重新进行评估。

2)负面舆论影响加强。近年来从甘肃祁连山到长江经济带暴露出来的系列小水电生态环境突出问题,使得国家对小水电生态环境监管日趋严峻。加之中央环保督察暗访,从与自然保护区关系和生态环境影响两大方向,履次曝光发现小水电环境影响问题,整治整改甚至拆除数座小水电站,在此背景下,社会舆论极大影响了水电开发建设。

3)国内不认同观念不断。近年来,国内一些学者将部,关于小水电与,截断河流致下游减脱水、与民争水的争议一直存在,但小水电从未像今天这般遭受质疑。在一些极端人士看来,不把小水电全部拆除誓不罢休。

6 开发战略措施方向

在分析水电梯级开发的自身优势、劣势因素,外部所面临的机会、威胁后,进一步综合内外因素影响,提出牡丹江莲花下游梯级开发发展总体方向措施。

1)可持续绿色进展。根据黑龙江省6厅局开展的小水电分类整改评估结果来看,水电站对生态环境影响主要表现部分引水式水电站拦河坝下游至尾水流回原河道段的减脱水问题,而河床式电站影响小得多。牡丹江莲花下游各梯级开发电站布置形式均为河床式水电站,要充分利用自身优势,在设计中,安装生态机组,确保生态流量泄放。同时配备修建鱼道、鱼类增殖站等环保措施,保障牡丹江鱼类洄游通道畅通。

2)水风光一体化建设方向。充分抓好国家碳达峰、碳中和发展战略的难得机遇,牡丹江莲花下游梯级水电开发,要逐步从以发电为主,向电量和容量并重的转变为原则,将梯级水电开发作为基础,充分结合风电、光伏等能源开展多能互补,全面向可再生能源一体化综合能源基础建设方向发展。

3)强化宏观管控组建流域机构。水电站梯级开发,应将整个梯级优化的宏观效益放在首位。采用集中式管理,可组建牡丹江下游流域管理机构,这种机构要具有较强的专业力量和流域综合治理能力。推行电网调控一体化运行管理措施,优化人员管理、细化信息管理、加强监控管理,最大限度保障实时优化调度管理的准确性和时效性。使水能资源利用最充分、最合理,从根本上解决不服从、不统一情况。管理可达到共识,充分得到电力部门认可,保证电力信息精准。

7 结 语

水电属技术成熟、运行灵活、清洁低碳的可再生能源,山东省水能资源开发程度仅为12%,发展潜力巨大。为实现水能资源的可持续发展,在水电梯级开发过程中,要充分发挥自身优势,抓好当下国家机遇,建设生态环境友好、社会和谐、管理规范、经济合理的梯级水电开发,积极拓展多能互补、绿色建设发展道路,更好地实现发电效益、生态效益与社会效益共赢。