國外水電縱覽
中北美洲篇(四)
年均降雨量為2 700 mm。人均用水量約為884 L/d。
運行中大型壩有13座,其中土石壩為5座,混凝土壩為6座,混凝土面板堆石壩為2座。所有水庫總庫容約為11 km3。目前在建高壩有2座,位于巴拿馬和哥斯達黎加接壤處,均用于水力發電。
截止2011年,該國擁有總裝機約2 000 MW,其中水電裝機占44%,其他常規熱電裝機占56%。2010年,該國主電網峰值需求為1 222 MW,總發電量為7 244 GW·h,其中水電為3 971 GW·h,燃油發電為3 273 GW·h。同年,該國總用電量為6 885 GW·h,從其他中美洲國家進口電力71 GW·h,出口電力39 GW·h。
據評估,該國擁有水電蘊藏量為26 147 GW·h/a,技術及經濟可開發量為11 577 GW·h/a,目前正在開展重新評估工作。
目前該國運行中的水電裝機為820 MW,潛在水電站場址57座,預計總裝機可達2 581 MW。
2013年,哥倫比亞EPM公司批準投資5 700萬美元,用于開發伯尼克(Bonyic)水電站項目(30 MW)。由于隧洞坍塌,裝機120MW的埃斯蒂(Esti)水電站自2010年末已停止發電,目前正在開展修復工作。裝機225 MW的錢吉諾拉(Changuinola)水電站近期將完工。2011年末,巴霍弗里奧(Bajo Frio)水電站的開發商獲得1.55億美元的擔保貸款,用于修建裝機58 MW的徑流式水電站。2013年初,多斯馬雷什(Dos Mares)水電站(118 MW)第3臺和最后1臺機組全部投運。
運行中的小水電站有10座,總裝機約為52 MW。
年均降雨量約為3 350 mm,人均用水量約為147 L/d。2011年,該國總用水量約為0.008 km3,其中工業用水占30.84%、居民生活用水占56%等。目前運行中的大型壩有1座,主要用于供水。
該國所有電力均為進口柴油發電,擁有1個電網系統。2011年,總用電量為333.375 GW·h,其中居民生活用電約占34%,工業用電占5.63%,其他占60.33%。
人均用電量約為1 819 kW·h/a。未來10 a,預計電力需求年增長率為1.45%。目前該國約90%的人口有電力供應。
2011年,主電網峰值需求為60.3MW,平均基荷為30.742 MW。居民生活用電及工業用電的稅前平均電價分別為33美分/ kW·h和37美分/ kW·h。
目前該國正在開展水電開發潛力研究。同時,開展了1座風電場(12 MW)和一些光伏試點項目的規劃研究工作。
計劃修建1座新型雙燃料電站,并在該電站安裝兩臺瓦錫蘭18V50DF機組。此外,計劃在屈勒德薩克(Cul De Sac)電站安裝一臺瓦錫蘭12V46機組(10.2 MW)。
年均降雨量為2 000~6 000 mm,年均總徑流量為2 000~5 000 mm。城市和農村地區居民生活人均用水量分別為146 L/d和127 L/d。
目前,該國擁有總裝機52.8 MW。2012年,總發電量為143 GW·h,而總用電量為128 GW·h。其中化石燃料發電約占83%,水電約占17%。同年,主電網峰值需求為20.63 MW,平均基荷為9.96 MW。
未來15 a,預計電力需求年增長率約為4%。2011年,該國稅前平均電價為36美分/kW·h。
運行中的水電站有5座,總裝機5.62 MW,年均發電量約為24 GW·h。2012年,水電站發電量為24.7 GW·h,約占該國總發電量的17%。役齡超過40 a的水電裝機約35%。運行中的水電站平均發電成本約為0.03美分/ kW·h。另已規劃水電裝機1.1 MW。
正在制定環境影響評價框架。目前按照國際標準,對新開發項目進行環境影響評價。目前優先開展柴油發電站擴容項目。同時計劃新建1座、擴容2座微型水電站。中國城鎮供水協會(CWSA)正考慮修建大壩,為用戶提供可靠水源。
目前有4座大型壩(其中2座壩高不小于15 m)用于蓄水,所有水庫總庫容為0.05 km3,居民人均用水量約為590 L/d。
主要能源資源為石油和天然氣,各占約50%的份額。發電主要依靠天然氣,年均總用電量約4 500 GW·h,人均年用電量約為3 500 kW·h。未來10 a,預計電力需求年增長率為3.6%。目前,該國擁有總裝機1 178 MW。
在美國,負責水資源開發及管理的機構主要有美國陸軍工程兵團(USACE)、美國墾務局(USBR)、國家自然資源保護局(NRCS)及田納西流域管理局(TVA)等。美國能源部(DOE)負責能源生產與利用,聯邦能源管理委員會(FERC)負責批準、管理非聯邦水電項目的建設運行。
在2006年頒布的《大壩安全法》中,重新認定了現存大壩名冊,由USACE聯合全美大壩安全聯合會(ASDSO)負責維護現有大壩。2010年,美國現存大壩數據庫中包含84 134座大壩,平均役齡為53 a。壩高超過15 m的大壩有6 294座,超過30.5 m的有1 668座,超過61 m的有488座,壩高低于4.6 m的有18 476座。約28 000座大壩主要用于旅游,約15 000座大壩用于防洪。其中,聯邦政府擁有3 225座大壩,而各州地方大壩安全機構負責管理約68 000座大壩。
由于經歷了長期的大面積干旱,用水和蓄水成為美國的重大問題。在加利福尼亞州圣地亞哥的圣文森特(San Vicente)大壩加高工程中,采用最新的碾壓混凝土施工方法來增加水庫庫容(18 700萬m3)。圣地亞哥水利局負責監督大壩加高的全過程。
為解決旱情、保護南內華達州主要水庫密德湖(Lake Mead),南內華達水資源管理局(SNWA)董事會于2005年提出新建一個飲用水進水口的建議。進水口建成后,SNWA將能繼續利用科羅拉多河,使湖面高程維持在海平面以上304 m,從而解決因湖面水位下降引起的水質問題。
為滿足行業大壩安全標準,即FERC頒布的設計標準,該國正在對若干大壩項目進行升級改造,比如通過在俄克拉荷馬州的坎頓(Canton)大壩新建輔助溢洪道,以增加其泄洪能力;修復緬因州西部穆斯盧克梅貢蒂克(Mooselookmeguntic)湖上的大壩等。另外,為確保通航能力,還對賓夕法尼亞州埃爾斯沃斯(Emsworth)湖的主要渠道進行了修復。
美國電力行業由常規和非常規電力公司組成,包括能源服務供應商、能源市場參與者、獨立電力生產商(IPPs)和熱電廠(CHPs)。電力公司包括私有電力公司、州電力公司、聯邦國家電力公司和農村電力合作社。目前美國擁有3100多家電力公司,其中國有公司2 012家、合作社888家和私有公司232家等。以往,大多數大型國有電力公司直接整合若干私有公司,在指定的服務領域為所有用戶提供發電、輸配電和零售能源服務。然而目前,該行業的結構發生了巨大變化。
2012年,美國總發電量為4 054 TW·h,略低于2011年。2003~2013年,美國主要發電能源(煤、天然氣和原子能)的發電量約占該國總發電量的85%。在西北太平洋沿岸等地區,借助價格優勢,水電成為主要能源。2009~2010年,常規水電占該國總發電量的比例由6.9%降為6.2%,而2012年約占7%。
水電約占美國可再生能源發電量的70%。截止到2013年,美國擁有水電裝機容量100.4 GW,其中常規水電站裝機容量為79.5 GW,抽水蓄能電站裝機容量為20.9 GW。通過USBR、USACE和TVA,聯邦政府控制裝容量機42 000 MW。據估計,到2025年,美國將新增裝機40 GW。
2012年,居民、商業及工業稅前平均電價分別為11.8,10.32美分/kW·h和6.89美分/kW·h。
繼加拿大、中國和巴西之后,美國是世界上超級水電大國,2003~2013年內,水電平均約占美國總發電量的6%。在現有的84 000座大壩中,約3%主要用于發電。
2012年,常規水電站發電量為276.535 TW·h,抽水蓄能電站發電量為18.197 TW·h。目前美國擁有非聯邦所有水電站有2103座,總裝機約為58 GW;聯邦所有水電站有163座,總裝機約為42 GW。
USACE的研究表明,如果所有潛在壩址得以充分開發,美國水電裝機可達512 GW,剩余技術可開發量約為150 GW,經濟可開發量約376 000 GW·h/a。
美國正在對若干水電項目升級改造。另外,一些項目還新增了發電機組。DOE最新研究表明,54 000多座未安裝水電機組的大壩項目,擁有潛在水電裝機12.1 GW。目前,若干升級水電項目已開始運行,其中包括壩高73 m的安德森(Anderson)土石壩、裝機314 MW的約翰基(John Keys)抽水蓄能電站和裝機4 212 MW的大古力(Grand Coulee)水電站等。
阿拉斯加州蘇西特納河下沃塔那(Watana)方案已于2011年啟動設計施工。美國市政電力近期啟動了俄亥俄河上裝機35 MW的水電站。此外,美國將不斷加大可再生能源的開發力度,小水電、風能、太陽能、生物能及地熱能發電量可滿足美國能源需求的一部分。2013年中期數據顯示,美國目前擁有風電總裝機為45.7 GW。
在美國,發電必須遵守嚴格的環保法規。為滿足環保要求,電站投資者需要花費數十億美元用于研發降排技術。盡管如此,根據美國環保局的數據,目前工業化石燃料燃燒仍是空氣排放物的主要來源。此外,美國是研究開發水電站魚類保護技術的領先國家。
未來20a,美國需要新建許多電站,大多為燃氣發電站,石油發電站可能不會超過1%。由于受眾多法規及環境問題制約,水電開發將繼續受限。對于新建電站及風電等可再生能源項目,電力輸送問題將成為主要的制約因素。能源儲存已成為解決能源使用問題的潛在途徑。
在減少對石油的依賴、降低溫室氣體排放及創造就業機會等方面,水電開發發揮著重要作用。
(唐湘茜 編譯)
2015-03-10
1006-0081(2015)05-0039-03