2016年拉丁美洲投運的三大水電項目

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2016年拉丁美洲投運的三大水電項目

2016年，拉丁美洲有許多水電項目投運。著眼于電站構成、施工難點、環保評估和措施、承包商以及項目融資等方面，介紹了巴西加若水電項目、智利查克艾斯水電項目以及秘魯查格亞水電項目的基本情況。

水力發電；項目介紹；拉丁美洲

2016年，拉丁美洲有許多水電項目投運，本文詳細介紹了巴西、智利和秘魯的3個重要水電項目。

1 巴西加若項目

1.1 項目簡介

加若(Jirau)水電項目位于巴西朗多尼亞州(Rondonia)的馬德拉河(Madeira)上，為徑流式水電站，是馬德拉水電樞紐的一部分。項目總裝機容量3 750 MW，首臺機組于2013年9月投運，所有機組(共50臺)于2016年底全部投運，成為巴西第四大水電站。

加若水電項目由巴西政府發起，是巴西加速發展計劃(Growth Acceleration Programme)的一部分，由巴西可持續發展能源公司(Enegia Sustentvel do Brasil)負責開發。該公司是一家聯營公司，其中，法國燃氣蘇伊士集團(GDF SUEZ)占股40%，圣弗朗西斯科水電公司(CHESF)占股20%，艾力川索公司 (Eletrosul)占股20%，三井公司(Mitsul)占股20%。該項目已經在《聯合國氣候變化框架公約》的清潔發展機制中注冊，是2013年所有注冊項目中規模最大的項目。

1.2 建設過程

加若徑流式水電站包括：瀝青心墻土石壩，壩高63 m，壩頂長980 m；18孔泄洪道，每孔高 22.7 m、寬20 m；2座廠房分別布設在馬德拉河兩岸。庫區面積為 361.6 km2。發電廠房高30 m，裝有50臺燈泡式水輪機，其中，右岸廠房28臺，左岸廠房22臺，每臺機組的額定出力為75 MW，平均效率為 94.8%。

該項目于2008年開工，土建工程中壓實土方采用戴納派克(Dynapac)公司的振動碾壓機以及巴西制造的CT300羊足碾施工。電廠取水口施工則采用2臺移動式MK-360支護塔、ENKOFORM HMK模板系統、VMK模板系統，并利用帶輥軸的模板搬運機進行安裝和拆卸。

2013年6月，該項目的升壓變電站和3條長94 km的500 kV輸電線投運。電廠通過這3條輸電線向波多韋柳(Porto Velho)樞紐變電站輸電，然后通過新的輸電線路并入電網(IGS)中。該電站業主已經與電力分銷公司簽訂了一份為期30 a的電力銷售協議。根據協議，電力分銷公司將購買該電站73%的電量。

項目的總投資約80億美元，其中，巴西國家經濟和社會發展銀行(BNDES)提供36億歐元融資，剩余部分則由商業銀行組成的財團提供。

1.3 項目承包商

英特泰肯公司(Intertechne Consultores) 獲得了加若水電項目的移民安置及庫區森林砍伐合同；卡瑪格克雷亞公司(Camargo Correa)獲得了土建工程合同。阿爾斯通(Alstom)水電公司(后被通用電氣收購)獲得了10臺水輪機和17臺發電機組的供貨合同；該合同還包含提供28臺調速器、監測系統、母線、浪涌保護器，并負責監督這些設備的安裝調試工作。東方電氣集團獲得了18臺燈泡式水輪機(每臺額定出力75 MW)的供貨合同。烏爾馬(Ulma)建設集團獲得了MK-360支護塔、ENKOFORM HMK模板系統和VMK模板系統的供貨合同。西門子公司獲得了機電設備供貨合同。東芝公司獲得了3條500 kV輸電線的施工合同；曉星(Hyosung)集團獲得了18個550 kV氣體絕緣開關的供貨合同。特拉克特貝爾(Tractebel)工程公司獲得了工程建設合同。

2 智利查克艾斯項目

2.1 項目簡介

2011年10月，智利能源部長R.奧華瑞茲啟動了查克艾斯(Chacayes)水電項目，太平洋水電公司獲得了該徑流式水電站的開發權，邁出了開發卡恰布艾爾(Cachapoal)河谷的第一步。

查克艾斯水電項目裝機容量為111 MW，位于安第斯山脈，科亞(Coya)水電項目上游10 km處，距離首都圣地亞哥南部90 km。該項目由斯塔爾蒂·費格蘭德·卡恰布艾爾(Astaldi Fe Grande Cachapoal) 建筑有限公司承接了工程總承包(EPC)合同，該有限公司由意大利斯塔爾蒂(Astaldi)股份公司和智利費格蘭德(Fe Grande)建筑公司組建。

2.2 主要建筑物

該項目地處智利地震活躍區，需要面對許多物流和商業方面的挑戰。另外，該項目的2條引水隧洞取水口位于國家自然保護區內，因此，在開發過程中，需格外注意對自然景觀的影響。

項目主要包含：位于里奧西普希(Rio Ciprese)國家自然保護區的西普希引水隧洞，全長2.5 km；位于里奧卡恰布艾爾(Rio Cachapoal)的查克艾斯渠首工程；由2條無壓隧洞組成的輸水系統；初帕羅(Chupallal)調節水庫；低壓隧洞、高壓隧洞；跌水豎井、調壓井；地面廠房，裝2臺混流式發電機組；科亞輸水系統連接工程；220 kV輸電線，長17 km；西普希引水隧洞取水口。

西普希引水隧洞位于西普希河上的西普希自然保護區內。該工程在設計階段就已考慮這一因素，因此決定采用橡膠壩(長20 m、高3 m)蓄水，橡膠壩這種低斷面結構可以使對該區域的景觀影響降到最低。另外，漫壩時，橡膠壩會自動放氣，為超標準洪水提供泄洪通道，以避免潰壩事故。

西普希引水隧洞的引水堰為常規混凝土結構，表面鋪設了一層花崗巖石塊，以抵御洪水及雪融水中大體積推移質帶來的磨損，堰體內部設置一條交通廊道，作為連接兩岸的交通設施。另外，在右岸設置了一座沖沙閘，用于沖排引水建筑物前部的淤積物。

為了盡可能減小對當地景觀的影響，設計將取水口布置在地下，取水口設置1座兩孔進水閘門，控制水流進入長2.5 km的無壓隧洞，水流經引水隧洞流入開敞式渠道，再經渠道流入查克艾斯取水建筑物上方的前池。

由于自然保護區內不允許建設任何道路，而且無法使用鉆爆法開挖隧洞。為加快施工進度，EPC承包商選擇了盾構機(TBM)開挖直徑為5 m的引水隧洞，該隧洞還將用作西普希引水隧洞取水口的交通通道。

查克艾斯渠首工程位于卡恰布艾爾河上，設計引水流量 72.5 m/s，由引水堰、取水口、沉沙池組成。引水堰共分5孔，利用弧形閘門控制。取水口前部設置沖沙閘，用于沖排推移質。取水口由4座閘門控制，閘前設置攔污柵，每個閘孔均設沉沙池，用于去除粒徑 0.2 mm以下的懸移質，水流經沉沙池進入輸水系統。

輸水系統(壓力隧道除外)由1條開敞式渠道(長6 km)、4座箱涵(穿越主要溪流)及2條隧洞組成。其中，渠道橫截面為梯形，底寬3 m，水深近5 m；4座箱涵均為鋼筋混凝土無壓雙箱結構，輸水渠從下方穿越溪流，防止溪流中的推移質進入輸水系統；2條隧道中，拉伊斯拉博(La Isla)隧道長285 m，普愛麗絲(Peralitas)隧道長945 m，均為7 m的馬蹄形斷面。

水流經輸水系統流入初帕羅調節水庫，該調節水庫為電廠調峰運行預留庫容，從而獲得穩定的發電量。另外，該水庫兼做沉淀池，用于去除細粒沉積物。水庫庫容為84萬m3，表面積達18 hm2，堤壩由從庫區開挖的土石料中選取的填筑料碾壓鋪填而成，并利用 1.5 mm的高密度聚乙烯(HDPE)土工膜、土工織物和排水帶組成三層防滲體。調節水庫底部淤積的泥沙則通過疏浚重新排放到河中。

2.3 隧洞施工的挑戰

有壓隧洞系統由低壓隧洞(長1 992 m)、調壓井(高100 m)、跌水豎井(深77 m)以及連接發電廠房的鋼襯高壓隧洞(長368 m)組成。該項目需要解決2項重大地下問題。一是水力劈裂，當隧洞周邊圍壓不足時，水壓力會頂裂巖石，造成滲水。該項目通過原位測試確定隧洞周邊圍壓；在廠房與豎井底部之間隧洞段加設鋼襯；通過在豎井底部與調壓井之間隧洞段的初始噴漿混凝土與混凝土襯砌間增設抗滲膜等措施解決了水力劈裂問題。另一個問題是在隧洞巖體中發現了膨脹性礦物，所有隧洞都存在該問題，但電廠隧洞尤為突出。然而，最初的地質勘察并沒有發現這一問題，有關方面已經使用乙二醇在隧洞中進行了大規模測試，以此確認易受膨脹影響的區域，已經觀測到的膨脹壓力高達1.2 MPa，受影響的區域需要增設高強度鋼筋混凝土襯砌或鋼纖維噴混凝土襯砌。

高壓隧洞在下游端分叉，連接2條壓力鋼管，分別為廠房中的2臺機組供水，2條壓力鋼管均安裝機組進水閥。

2.4 發電設施

地面廠房尺寸為56 m×21 m，裝有2臺立軸混流式水輪機。水輪機由安德里茨水電公司制造，每臺機組的額定出力為 55.4 MW、凈水頭為168.6 m、額定流量為 36.25 m/s。轉輪、導水裝置、水輪機基座都經過現代化設計，轉輪表面的陶瓷涂層能夠最大限度地抵御泥沙侵蝕及氣蝕。

為了盡可能提高電廠及機組的可靠性，每臺發電機都配備標稱13.9/110/220 kV的主變壓器，用于處理最大出力工況。電能通過常規空氣絕緣開關站接入兩回220 kV輸電線。

電廠尾水灣中的尾水(22.25 m/s)經鋼渡槽穿過河流為科亞電廠輸水系統供水，剩余尾水則溢出渡槽，流回河中。

2.5 環保措施

查克艾斯徑流式電站被森林和群山環繞。太平洋水電公司在設計過程中采取了多項措施，確保在施工過程中，盡可能減少對環境的影響。這些措施得到了國際隧道協會(ITS)認可，該協會授予查克艾斯項目2011年度“環境倡議獎”。

獲得認可的措施有：采用TBM法挖掘西普希引水隧洞；西普希取水口擋水建筑物采用橡膠壩，該壩尺寸小，且引水活動無風險；架設一條長22 km的66 kV輸電線路作為施工電源，取代了柴油發電機供電方案。

2012年末，《聯合國氣候變化框架公約》批準了查克艾斯項目在《京都議定書》的清潔發展機制中注冊。該項目歷經2 a才獲準注冊，因為該機制要求其符合多條規定，如國際審計師要進行實地考察和審計，以驗證減排量對項目可行性是至關重要的。該認證使太平洋水電公司可出售并交易查克艾斯項目的碳信用額。

3 秘魯查格亞項目

3.1 項目簡介

秘魯的查格亞(Chaglla)水電站裝機容量為456 MW，由奧迪布里切特(Odebrecht)基礎設施公司負責建設，于2016年投運，為秘魯的第三大水電項目。該項目位于秘魯瓦努科(Huanuco)省查格亞地區的霍拉加(Huallaga)河上，由混凝土面板堆石壩、水庫(位于壩上游，蓄水面積4.66 km2)、引水隧洞、發電設施(發電廠房、變電站、輸電線)等組成。

混凝土面板堆石壩最大壩高202 m，壩頂長約273 m，壩頂海拔高程為1 202 m,壩頂寬度為11.2 m。引水隧洞長14.7 km，將壩上游的水流輸送到主發電廠房中，主廠房共裝有2臺阿爾斯通發電機組，每臺額定出力為225 MW。該項目還有1座小型發電廠房，安裝有1臺6 MW的發電機組。變電所設置在主廠房上方，海拔900～925 m。電廠發出的電將通過一條長137 km的220 kV輸電線在帕阿莎(Paragsha)變電站接入秘魯國家電網。

3.2 環保評估及融資

莫特麥克唐納(Mott MacDonald)公司受紐約梅隆銀行(The Bank of New York Mellon)聘用，作為獨立工程師來監督該電站的建設工作。合同范圍包括為貸方在項目施工、運行和監測階段提供支持。

查格亞水電項目是秘魯第一個使用國際水電協會制定的《水電可持續性評估規范》的項目，評估結果于2015年末發布。根據該規范，該項目得分很高，在19個接受可持續性評估的單元中，有17個單元的得分在4分或以上，而5分(最高水平)代表最可行，3分則代表基本可行。

根據項目最終報告，該項目之所以評分高，是因為其選址合理、設計優秀且對社會和環境影響小。另外，在國際貸款方的監督下，該項目展示了各參建公司在可持續性開發上所做的巨大努力。

項目通過奧迪布里切特公司的股權投資以及向一些發展和商業銀行貸款的方式進行融資。這些銀行包括美洲開發銀行(IDB)、巴西國家開發銀行(BNDES)、秘魯金融開發公司(COFIDE)等。

周 榮 譯

(編輯： 陳紫薇)

2017-03-05

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