美國水電開發(fā)前景

［美國］S.普里查德

1 非發(fā)電壩的發(fā)展概況

美國能源部(DOE)一直支持非發(fā)電壩(NPD)的研究，在一份題為《美國非發(fā)電壩能源潛力評估》的報(bào)告中指出，超過54 000座NPD具有提供12GW發(fā)電量的潛力。其最新研究也清晰闡述了美國水電行業(yè)的發(fā)展前景。此外，在DOE風(fēng)力和水力發(fā)電項(xiàng)目組的資助下，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室和愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室量化了該國NPD的發(fā)展前景和發(fā)電潛力。

美國目前擁有約2 500座發(fā)電大壩，可同時(shí)提供78 GW的傳統(tǒng)水電和22 GW的抽水蓄能電力，還有超過8萬座NPD進(jìn)行供水和內(nèi)河航運(yùn)。基于NPD推算出的大壩建設(shè)和環(huán)境成本，顯示利用現(xiàn)有的NPD增加電力供應(yīng)成本更低、風(fēng)險(xiǎn)更小，且會(huì)比新建一座大壩用時(shí)更短。因此NPD可較好地起到擴(kuò)大可再生能源供應(yīng)的作用。此外，NPD還具有環(huán)境影響小的優(yōu)勢，結(jié)合水電的可靠性和可預(yù)測性，使得這些大壩極具吸引力。

在美國現(xiàn)有的8萬多座NPD中，其中54 391座已于2012年4月在DOE的報(bào)告中得以分析。對于記載的大壩出現(xiàn)地理信息、流量或流域錯(cuò)誤的問題，且通過地圖和記錄調(diào)查都無法解決的都不予考慮，分析中還排除了壩高1.5 m以下的大壩，因?yàn)槠溲b機(jī)容量或水電開發(fā)潛力可能較小。對NPD的初步檢測分析只涉及到壩址(如壩高)和水文變化特性。假設(shè)所有水流通過設(shè)備后全部轉(zhuǎn)換成電能，且是在水頭保持不變的前提下計(jì)算發(fā)電量。并未將壩址可行性、環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)利益等因素考慮在內(nèi)。

根據(jù)該階段的評估報(bào)告可知，潛在總裝機(jī)容量和年發(fā)電量預(yù)計(jì)可達(dá)12 GW和45 TW·h，約占美國傳統(tǒng)水電總量的15%。必須指出，當(dāng)前項(xiàng)目規(guī)模的經(jīng)濟(jì)限制會(huì)影響設(shè)計(jì)裝機(jī)容量的大小。

該研究對數(shù)以千計(jì)的NPD進(jìn)行了評估，結(jié)果顯示:排名前597位的NPD，其潛在裝機(jī)容量均大于1 MW，總裝機(jī)約占該國NPD新增裝機(jī)總量的90%;排名前25位的NPD則占40%，且前10位的就可新增3 GW的裝機(jī)容量。

DOE報(bào)告還顯示，美國東北部的潛在可發(fā)電壩址居多，主要集中在俄亥俄河流域及上、下密西西比河流域。同時(shí)，美國陸軍工程師兵團(tuán)(USACE)發(fā)現(xiàn)87個(gè)壩址發(fā)電潛力巨大，總裝機(jī)容量可達(dá)6.9GW。如果這些大壩主要以航運(yùn)為目的，而不解決市政供水和灌溉問題的話，就不會(huì)受到更多關(guān)注。此外，美國墾務(wù)局可提供大約260 MW的額外裝機(jī)容量，該局已作了詳細(xì)評估。

NPD的發(fā)展可使全國水電投資的空間分布更加多元化。無論是在將水電作為重要電力來源的太平洋西北地區(qū)和加利福尼亞州，還是在水電開發(fā)不足的地區(qū)，都將發(fā)揮非常重要的作用。美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室科研人員在評估風(fēng)能和太陽能發(fā)電潛力時(shí)也指出，NPD是其他可再生能源技術(shù)發(fā)展的有益補(bǔ)充。

如果對報(bào)告中采用的研究方法進(jìn)一步細(xì)化，會(huì)對未來研究有所幫助。比如，可將細(xì)化的發(fā)展模式與美國地質(zhì)調(diào)查局提高用水效率模式研究相結(jié)合，會(huì)使評估更具說服力。目前的評估已為利益相關(guān)者(如開發(fā)者、城市規(guī)劃者和決策者)提供了非常有用的原始資料，有助于進(jìn)一步評估水電發(fā)展。

美國國家水電協(xié)會(huì)(NHA)強(qiáng)調(diào)，所有相關(guān)聯(lián)邦機(jī)構(gòu)必須攜手合作，共同促進(jìn)水電發(fā)展，使這些大壩發(fā)揮出最大潛能。這樣做不僅可為美國家庭和企業(yè)提供可靠、持續(xù)的電力，帶來更多實(shí)惠，還可為供應(yīng)鏈企業(yè)在全國范圍內(nèi)擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)機(jī)會(huì)。

2 水電供應(yīng)鏈地圖快速查詢

2012年4月，NHA公布了美國史上首套水電供應(yīng)鏈地圖快速查詢系統(tǒng)。這種互動(dòng)式網(wǎng)上地圖可顯示出該行業(yè)在美國各地供應(yīng)鏈的廣泛性和多樣性，包括以往與可再生能源無關(guān)的地區(qū)。其查詢結(jié)果可為用戶搜索到近2 000家與水電相關(guān)的企業(yè)，如工程開發(fā)公司、建設(shè)公司、建筑工程公司和為水電行業(yè)服務(wù)的電工、生物學(xué)家及制造商等。

用戶可以州為單位查看各公司位置，在地圖上點(diǎn)擊每一個(gè)公司網(wǎng)站的鏈接，即可清晰地了解該企業(yè)的經(jīng)營概況與產(chǎn)品介紹。該地圖的產(chǎn)生顯示出水電行業(yè)充滿活力的景象，使全美社區(qū)都有所裨益。由于其業(yè)務(wù)范圍較廣，因此可為全美不同地區(qū)的人提供不少就業(yè)機(jī)會(huì)。

在1 924家公司的地圖中，有415家公司的總部設(shè)在美國南部，544家位于西部，505家在中西部，其余460家則位于該國東北部。被稱為鐵銹地帶(Rust Belt)的美國某些工業(yè)衰退的地區(qū)，如伊利諾伊州、印第安納州、密歇根州、俄亥俄州和賓夕法尼亞州就有583家公司可在地圖中查到，這也顯示出水電對美國傳統(tǒng)工業(yè)區(qū)的支持力度。

韋斯勒(Weschler)儀器公司是電力和過程儀表的制造商和分銷商，也是地圖中可查詢到的企業(yè)之一。該公司成立于1941年，總部設(shè)在俄亥俄州的克利夫蘭市，目前其產(chǎn)品銷往全球水電行業(yè)。該公司的副總裁稱，韋斯勒儀器為水電行業(yè)服務(wù)多年，可提供專業(yè)化的水電設(shè)備，切實(shí)為該行業(yè)服務(wù)。公司生產(chǎn)的數(shù)字儀表采用的是最新設(shè)備，且設(shè)備升級有助于水電運(yùn)營商增加其輸出功率，并提高運(yùn)行效率。他還表示，希望人們可以通過地圖找到更多在水電行業(yè)中占據(jù)重要地位的當(dāng)?shù)刂圃炱髽I(yè)。

不僅如此，地圖還有助于消除人們對水電行業(yè)的成見。杜克(Duke)能源公司就指出，一些不會(huì)馬上想到去南部獲取可再生能源的人們，現(xiàn)在可利用地圖找到機(jī)會(huì)。

杜克能源公司在美國南部水電建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，如2011年該公司曾參與了約克西(Jocassee)和布里奇沃特(Bridgewater)水電站的升級改造。南部制造商、機(jī)械和電氣承包商以及當(dāng)?shù)仄渌∑髽I(yè)都給予該公司強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持。此外，查詢地圖還可以清晰地呈現(xiàn)出各個(gè)地區(qū)水電行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r。

3 稅收抵免政策

過去10 a，地區(qū)性水電從業(yè)者的成功激發(fā)了全美水電顯著增長的動(dòng)力。美國能源信息管理局的統(tǒng)計(jì)顯示，2010年，水電占美國可再生能源發(fā)電總量的65.9%，占總發(fā)電量的7%。無論是現(xiàn)代化的設(shè)備管理技術(shù)，還是將發(fā)電壩轉(zhuǎn)為NPD以及水動(dòng)力與輸水管道調(diào)度技術(shù)都得到了較好地發(fā)展。

聯(lián)邦政府出臺了如聯(lián)邦生產(chǎn)稅收抵免(PTC)的優(yōu)惠政策，以鼓勵(lì)水電發(fā)展。該政策的實(shí)行肯定了該行業(yè)的發(fā)展，有助于加快投資和項(xiàng)目開發(fā)的步伐。然而，水電PTC將于2013年年底到期。雖然目前NHA正在努力使之延期，但截止日期的確定，已導(dǎo)致水電投資者和開發(fā)商開始減少或取消建設(shè)計(jì)劃。

面對PTC快要到期的問題，地圖快速查詢系統(tǒng)的相關(guān)人員也正積極應(yīng)對可能受到影響的企業(yè)和社區(qū)，這是因?yàn)槊绹鴸|南部有數(shù)百家水電供應(yīng)鏈公司，都屬于鐵銹地帶和太平洋西北地區(qū)。所有這些公司都依靠PTC提供的長期、穩(wěn)定的優(yōu)惠政策。

4 相關(guān)討論

NHA對USACE 2012年2月發(fā)出的意見請求書(RFP)草案要求表示不滿。在共享能源合同中，RFP中提議通過購電協(xié)議或其他合同，用70億美元獲取可靠的、當(dāng)?shù)禺a(chǎn)可再生能源和替代能源。能源購進(jìn)持續(xù)30 a，還可利用私營行業(yè)融資，承包商建設(shè)、經(jīng)營可再生能源廠購買一部分能源。

該合同應(yīng)是亨茨維爾中心有史以來頒發(fā)的最大合同。據(jù)此，USACE與亨茨維爾支援中心可購買能源，而非購買設(shè)備生產(chǎn)能源，雖然還有很長的路要走，但至少有助于軍隊(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和能源安全的目標(biāo)。根據(jù)太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮芎蜕镔|(zhì)能4種可再生能源技術(shù)，亨茨維爾中心將合同分別授予給大、小型企業(yè)。

NHA提交了對RFP草案的評論，指出USACE作為美國最大的可再生水電運(yùn)營商，負(fù)責(zé)美國水電總?cè)萘康?4%，遺憾的是，在RFP草案中并未認(rèn)識到水電(傳統(tǒng)水電、抽水蓄能以及海洋與水動(dòng)力)作為可再生能源技術(shù)的重要作用，該技術(shù)符合大規(guī)模可再生能源生產(chǎn)的條件。

同時(shí)NHA建議將水電納入RFP草案中。該草案向水電行業(yè)傳達(dá)了一個(gè)信息，即美國國防部(DOD)已不再對占25%的水電可再生能源目標(biāo)感興趣。

目前水電約占該國可再生能源的2/3，幾十年來一直占據(jù)重要地位。抽水蓄能可提供區(qū)域和電網(wǎng)規(guī)模的蓄能以及其他配套服務(wù)，可滿足整合各種資源和保證整體電網(wǎng)可靠性的需求。NHA告誡說，這些都要以USACE尋求增加可再生能源種類為基礎(chǔ)，包括對風(fēng)能和太陽能的利用。

考慮到水電行業(yè)的規(guī)模、增長前景以及可靠性和靈活性的特點(diǎn)，將水電納入RFP草案是必要的。NHA認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)DOD的整體可再生能源目標(biāo)需要依靠水資源。這種多樣性有助于為DOD和軍隊(duì)提供可靠、廉價(jià)的可持續(xù)電能。因此，NHA執(zhí)行主任表示希望RFP最終能夠予以修訂，將水電納入其中。

5 水電展望

保持水電發(fā)展平衡或許是發(fā)揮美國水電潛力的關(guān)鍵之一。2012年4月，在華盛頓特區(qū)舉辦的NHA年會(huì)上，宣布了新主席和董事會(huì)成員的名單。新的領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)中不乏戰(zhàn)略專業(yè)人士，將會(huì)在2013年積極出謀劃策，共同推進(jìn)美國清潔能源水電技術(shù)的發(fā)展。

新當(dāng)選的NHA主席兼首席執(zhí)行官D.穆勒就被稱為是一直致力于水電發(fā)展的業(yè)內(nèi)資深人士。D.穆勒擁有超過35 a的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，是加利福尼亞州的一家管理美國最大民營水電系統(tǒng)的公益單位——太平洋天然氣和電氣公司的總經(jīng)理，他曾參與過許可、開發(fā)和運(yùn)營各種規(guī)模的水電項(xiàng)目，包括裝機(jī)1 212 MW的赫爾姆斯(Helms)抽水蓄能電站。

D.穆勒指出，2011年，該公司一直關(guān)注必不可少的清潔能源——水電的相關(guān)消息，因?yàn)樗姴粌H有助于整合風(fēng)能和太陽能并入電網(wǎng)，而且能提供大量的能源儲(chǔ)備。2013年水電也會(huì)在保護(hù)環(huán)境的前提下，繼續(xù)保持增長態(tài)勢。