羅 洋 濤, 李 建 兵
(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司,四川 成都 610072)
探索與思考
新常態下四川水電發展戰略探討
羅 洋 濤, 李 建 兵
(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司,四川 成都 610072)
目前,我國管理體制在水電站的運行管理階段亦較為薄弱,迫切需要及時解決水電消納市場、避免清潔能源的浪費。建議四川省相關主管部門結合國務院及國家發展改革委印發的促進清潔能源多發滿發等相關要求,逐項(含輸電工程)與周邊各省區和相關區域電網溝通落實,并定期組織檢查和考評,以確保全省清潔能源消納。
水電優先發展戰略;規劃引領;頂層設計;健全監管
能源是社會經濟發展的基礎和動力。能源供應和安全事關我國現代化建設全局。我國自1985年成為世界上第一產煤大國,也是世界上少數幾個能源消費結構以煤為主的國家之一。我國煤炭消費數量之大、增長速度之快,是世界前所未有的。長期以來,我國能源結構以煤為主的特征非常突出,其中電力行業火電約占75%、其煤炭消費量約占全國煤炭消費總量的56%。電力行業煤炭消費量增加,也是推動我國煤炭需求增長的主要因素。我國能源結構過度依賴煤碳,煤炭儲采比不斷下降,很快將降至30以下,遠低于煤炭礦井的正常生產年限(60年)。煤炭資源的大量開采和消耗,不僅嚴重污染大氣環境、而且隨著有限的化石能源耗盡,將給我國電力系統帶來災難性影響。
近年來,盡管國家采取多種措施大力調整能源結構,促進水電、核電、風電、太陽能、天然氣等清潔能源的發展,但是能源結構調整步伐緩慢。水電是我國第二大電源,2015年水電發電量 約占全國總發電量的20%,滿足了全國8.5%的能源消費,在我國能源結構調整中發揮了重要作用。
我國是最大的發展中國家,未來發展面臨保證能源供應、應對氣候變化和解決生態環境問題的多重壓力。同時,我國也是水能開發潛力最大的國家。要實現“2020年我國非化石能源占一次能源消費的比重達到15%”以及“到2020年單位國內生產總值CO2排放比2005年下降40%~45%”的目標,應當優先利用可再生的清潔能源,實施水電優先發展戰略。
四川省河流眾多,水量豐沛,水力資源在全省能源資源中占有絕對的優勢。四川水力資源占全國水力資源總量的22.4%,其可開發的水電裝機容量與發電量均居我國各省區的最前列、在我國能源資源(尤其是清潔可再生能源)中有著重要的戰略地位。
隨著四川水電勘測設計工作的不斷深入和開發建設的持續推進,近十年來四川水電開發建設取得豐碩成果,已正建水電站裝機規模約9 300萬kW(增長近5倍),已成為全國最大的水電基地,也是全國最大的清潔能源基地。按照四川已正建水電規模測算,每年可以節約標煤約1.4億t(原煤約2億t),減少排放CO2約3億t,如按100年計算,共可為國家節約原煤200億t,減少排放CO2約300億t,對提高我國能源電力供應能力,保障國家能源安全和保護生態環境具有重要意義。
目前,四川省正在加快創建國家清潔能源示范省,為了更好地保障四川水電健康有序發展和發揮其巨大的經濟、社會和環境等綜合效益,迫切需要結合社會經濟發展需要,梳理水電開發建設及運行中面臨的各種問題,研究經濟新常態下四川水電發展戰略。在宏觀上做好水電發展的頂層設計及政策支持,在微觀上制定切實可行的實施細則和嚴格的監督管理辦法,促進四川水力資源的合理開發利用,避免清潔能源浪費,保護生態環境,造福社會。
四川省50km2及以上的河流2 820條,水力資源技術可開發量約1.5億kW。已經開發和正在開發量約9 300萬kW,已建和正在建電站約4 600座,全省水力資源利用率34%,技術可開發量開發程度64%(均采用年電量比值)。
四川水力資源的特點為:境內河流控制流域面積大,徑流豐沛,落差大而集中,水力資源極為豐富;淹沒損失相對較小;大型電站多,已正開發量大,可再生的清潔能源規模優勢突出;多數河流擁有建設“龍頭”水庫的水力資源條件,大中型梯級整體調節性能較好;資源分布上西多東少,甘、阿、涼三州地區水力資源尤為豐富。
四川省是資源大省,水力資源在全省資源開發中占有重要地位,省委、省政府歷來高度重視四川省水電發展,將水電列為重要支柱產業,明確提出大力開發水電,培育水電支柱產業,將四川建成全國重要的水電基地。為此,2001年6月四川省印發了《中共四川省委、四川省人民政府關于加快水電支柱產業發展的意見》,明確提出“通過開發四川豐富的水能資源,利用清潔、可再生、具有價格競爭優勢水電,鼓勵省內電力消費,形成水電產業鏈,變資源優勢為經濟優勢;同時,緊緊抓住國家西電東送的機遇,努力開拓省外電力市場,實施川電外送戰略,把四川建成全國的水電能源基地”的指導思想”。
按照《四川省水電基地建設規劃》和《四川省“十三五”水電發展規劃》等規劃的目標和安排,到2020年四川將建成水電強省和重要“西電東送”基地。在重點項目上,一是加快金沙江、雅礱江、大渡河干流“三江”水電基地建設;二是在若干資源比較集中的大中型河流的一定區域內建設7個水電集群;三是在通航河流嘉陵江、岷江中下游打造2個電航通道。從合理的開發進程看,到2020年四川省水電裝機容量將達到8 300萬kW;到2030年四川省水電裝機容量將達到約1.3億kW,屆時全省水力資源利用率約45%,技術可開發量開發程度約85%,與國外發達國家水電開發程度基本相當。
根據《四川省水電開發及外送規劃》和《西部水電基地開發和外送能力研究》等多年來的研究成果,四川水電送電地區分別為重慶市、華中東四省及華東地區,外送總規模為2 500萬kW(不含金沙江干流梯級水電站)。另外,四川和西北電網已聯網,交換容量為300萬kW,可實現兩電網的資源互補。
水電作為四川省能源資源重要組成部分,近年來得到了長足發展,裝機容量穩步增長,規劃設計、建設及運行水平不斷提高。但面對應對氣候變化、節能減排的新形勢和在做好生態保護和移民安置的前提下積極發展水電的新要求,水電發展中也面臨利益訴求增加、外部環境復雜、建設成本加大、市場落實困難等一系列問題。
3.1 水電開發尚未形成統一認識
發達國家在上世紀60、70年代就迎來了水電建設的高峰,目前歐美發達國家水電開發程度多在70%以上。而我國2015年全國水電發電量1.1萬億kWh,其水力資源利用率僅18%、技術可開發量開發程度37%。從開發程度看,與發達國家相比差距較大,水電開發情況不容樂觀。
多年來,我國對于水電建設是否破壞環境爭議不斷。水電開發在取得巨大社會、經濟、環境效益的同時,難免會產生一些不利影響。國內外一些“反壩”、“反水電”的極端組織和媒體借機大肆炒作,進行夸大事實的負面報道,誤導公眾輿論。諸如“水電在某種程度上可能比火電造成的污染更嚴重、水電的發展往往是一哄而上、西南一些地區的開發程度已經達到100%、水電開發造成極端天氣和地震災害”等等多種歪曲的言論,嚴重誤導公眾對水電開發的認識。同時當前有些環保人士對水電工程特性認識不足,對環境保護措施往往會提出一些過高要求。水電開發制約因素明顯增加,極大地影響了國家能源相關主管部門的決策。近幾年水電項目核準前置因素落實十分困難,核準開工建設的項目嚴重不足,難以完成五年期規劃方案,加之缺乏有效的規劃目標考核機制,致使規劃方案得到不到有效實施,規劃的指導效果大大折扣。顯然,社會各界對水電是清潔和可再生能源的認識尚未形成統一認識。
3.2 利益訴求明顯增多
當前形勢下,水電開發一般都會涉及到多方利益,如政府、企業、移民等。隨著我國經濟社會的發展和人民生活水平的不斷提高,利益訴求呈現多元化。一是移民的訴求開始多樣化、差異化,移民既有改善物質生活條件、實現眼前利益和長遠利益的期盼,如提高補償標準、擴大補償范圍等,也有滿足精神文化需求、提高社會保障水平、享有民主管理權利等多種要求;二是地方政府利益訴求不斷增多,地方政府除了要求企業承擔更多的基礎設施建設,還提出“資源入股”、“低價留存地方電量”等諸多利益訴求;三是對有綜合利用功能的水電站,有的涉水部門往往不考慮工程的實際情況提出過大的、不合理的綜合利用要求。
3.3 建設成本加大、經濟指標逐漸下降
目前全省交通和建設條件較好地區的水電已基本開發完畢,剩余待開發的水電主要集中在金沙江、雅礱江、大渡河等流域中上游。這些地區交通不便、地質條件復雜,開發難度大,工程造價高;還需同步建設遠距離輸電工程,進一步加大了建設成本。另外,受國家有關移民安置和環境保護政策、財稅政策、物價上漲以及社會對水電訴求增多等因素影響,水電的建設成本不斷加大。
以往,水電項目上網電價一般低于燃煤火電標桿電價,具有明顯經濟優勢。但隨著投資不斷增加,不少待建水電項目測算的上網電價已高于火電標桿電價,項目的財務生存能力逐漸下降,企業對水電項目的投資決策已顯猶豫,這可能嚴重影響四川省后續水電的開發進程。
3.4 市場落實困難、監督管理乏力
四川省水力資源在我國能源資源中占有重要的戰略地位,同時四川省電源結構中水電比重極高,也需要通過聯網實現資源的優化配置。因此,四川水電應納入全國一次能源平衡。根據四川省水電外送規劃,川電外送規模為2 500萬kW(不含金沙江干流梯級水電站),但目前外送通道容量僅1 320萬kW。
由于水電消納市場涉及各省市及電網公司之間的協調問題,雖然國務院辦公廳印發了“能源發展戰略行動計劃(2014-2020年)”、國家發展改革委印發了“電力體制改革配套文件的通知”(發改經體[2015]2752號)、“調節促進清潔能源多發滿發的指導意見”(發改運行[2015]518號)、“關于國家電網2016年跨省跨區送受電計劃的復函”(發改運行[2016]1142號)等文件,要求各省市政府采取措施落實可再生能源發電全額保障性收購制度,但目前監督管理機制尚不健全、監管乏力,作為四川省清潔能源主力的水電消納未能及時落實,消納方案和外送輸電工程方案仍不明確,外送輸電工程未能及時建設,四川水電汛期仍大量棄水,導致較大的清潔能源浪費、國家投資損失及有限的化石能源耗費,也嚴重影響了四川水電作用的發揮和企業投資的積極性。
4.1 積極實施水電優先發展戰略
水電是全球公認技術最為成熟、減排效果最明顯的電源品種,世界各國都把水電作為電力建設的首選。首先,水電可以替代化石能源。2015年四川省水電年發電量2 640億kWh,按照300g/kWh標準煤耗以及水電發電量增長估算,累計到2050年全省水電可節省標準煤50億t,約為2015年全省能源消費總量的20倍。第二,水力發電本身是節能低碳產業。從各種能源開發方式的能源回報率看,水電在170以上、風電18~34、核電14~16、太陽能發電3~6,火力發電1.6~3.3。水力發電包括建材開采加工、鋼材及金屬結構生產制造安裝以及水電站施工運行等全生命周期的耗能量,水電站正常發電年份1~2年的發電量就可回收,水電站的發電量基本上是能源的凈產出。從節能角度來看,水電是所有能源品種和發電品種中最優的,也是低碳、可再生的。第三,水電本身不消耗水,水力發電工程可對水資源綜合利用,改善水資源的時空分布現狀,變害為利。
當前四川省一方面剩余待開發水電資源的建設難度正在加大,另一方面已建水電站規模巨大、運行調度亟待規范。借鑒發達國家的經驗,并結合我國經濟社會發展需要和節能減排壓力,在宏觀上迫切需要將積極優先發展水電上升到國家能源總體戰略。在更高更廣的層面統一對水電發展的認識,國家各部門和各級政府間形成共識,在政策、措施和管理機制等問題上加強研究,提出方案并認真落實,從而推動我國能源結構向低碳化、清潔化發展。
4.2 制定四川省水電開發與保護規劃
隨著水電開發向西部地區和上游地區轉移,水電發展面臨環保、移民、工程技術等諸多問題。為保障四川水電健康有序發展,迫切需要站在國家能源發展戰略的高度,通過規劃引領,加強生態環境保護、移民安置政策、復雜地質條件下工程建設技術以及支持后續水電發展的金融與財稅政策等基礎研究,并結合全省各河流自然條件,制定科學合理地水電開發與保護規劃,明確四川省水電合理地開發規模和布局,以期在宏觀上能較好地指導全省水電的開發和協調社會各界的疑惑。具體體現在以下幾方面:
(1)開展流域生態系統功能保護技術、河流生態系統健康評估體系、生物多樣性保護和珍惜瀕危野生動植物及特有魚類資源保護技術、干支流統籌規劃以及梯級水電站生態調度技術等方面的基礎技術研究;
(2)開展水電開發建設及運營過程中如何維護水庫移民利益的研究;
(3)隨著水電開發向藏區深入,項目經濟性越來越差,需要加強工程技術、金融與財稅政策等研究,并出臺有關政策,保證后續水電項目的財務可行性;
(4)四川省水電豐枯矛盾較大和汛期棄水問題突出,龍頭水庫的開發建設可有效解決電力結構性矛盾,但受自然資源和地理環境等諸多因素影響,工程投資普遍較高,開發難度大、開發進程明顯滯后,迫切需要加強政策研究,出臺有關政策,改善龍頭水庫電站的經濟性,提高其生存能力以及電站建設業主開發的積極性。
4.3 健全水電建設和運營全過程監管體系
水電發展的成敗最終還是看水電規劃的落實和實施的效果。因此,在微觀上必須高度重視水電建設和運營的過程管理,健全水電建設和運營全過程的監督管理體系,以保證到達預期的效果。
從水電站的設計到電力產品的生產,水電要經過前期工作、施工建設、正常運行等多個階段,都需要有明確的規程嚴格管理,尤其是工程建設階段。目前國家在建設階段的監管力度不足,特別是移民、環保和工程投資的監管,大部分項目建成后投資增加較大。另外對施工過程中生態環境保護的監管也至關重要。
目前,我國管理體制在水電站的運行管理階段亦較為薄弱,迫切需要及時解決水電消納市場、避免清潔能源的浪費。同時隨著全省各流域梯級水電開發的持續推進,一大批巨型、大型水電工程在“十二五”期間相繼發電,2015年全省水電總裝機容量達到7 000多萬kW,各大流域梯級水電站群逐步形成,梯級間水力聯系更加緊密,水電站運行調度逐步從單個電站發展到流域梯級水電站聯合運行調度,需要加強梯級水庫群的運行管理,以及開展各流域梯級水電站聯合優化調度、發揮梯級水電群的發電、防洪及供水等綜合效益。具體體現在以下幾方面:
(1)積極落實四川水電的消納市場
2015年四川電網水電棄水電量達到102億kWh,初步匡算2016年約達到200億kWh以上(相當于浪費煤炭約850萬t/年、水電企業投資損失約50億元/年、火電投資浪費約160億元),將嚴重影響四川水電作用的發揮。而2015年全國火電裝機容量達9.9億kW,當年新增7400萬kW,四川省主要送電地區(華中東四省、重慶及華東)十三五期間仍計劃大規模新增火電站。顯然,周邊地區有能力消納四川水電。雖然國家高度重視水電市場的消納,也連續多次發文出臺相關要求,但近期水電消納市場落實的效果較差。建議四川省相關主管部門結合國務院及國家發展改革委印發的促進清潔能源多發滿發等相關要求,逐項(含輸電工程)與周邊各省區和相關區域電網溝通落實,并定期組織檢查和考評,以確保全省清潔能源消納。另外,建議國家控制火電開發規模和積極爭取全國各省區可再生能源(含常規水電)配額制的實施,更好地約束各省區落實清潔能源消納。
(2)建立聯合調度協調機制
由于梯級水電站本身所具有的固有特性和多部門管理,使得梯級聯合優化運行調度具有相當大的困難,迫切需要權威部門從國家的可持續發展戰略出發,統籌規劃,統一協調,組織開展梯級水電站聯合優化調度工作,推進流域一體化管理和梯級電站聯合優化調度,合理配置各方資源,實現綜合效益的最大化。因此,建議由省能源主管部門牽頭,會同水利廳、環保廳、電網公司以及各流域公司等,共同協調電力、水利、環保及航運等各部門關系,管理和監督各流域公司的梯級水電站聯合優化調度工作,并組織制定各種政策和相關規程規范,促進梯級水電站聯合優化調度技術水平的提高和在生產實踐中的應用。
鑒于梯級水電站聯合優化調度的復雜性和目前的實際運行狀況,建議加大科研投入,“產-學-研”聯合加強基礎性研究工作,集工程和科研于一體,打造四川水電開發與運行調度的品牌,解決梯級水電站聯合優化調度的重大制約問題,建立流域集中控制和梯級電站聯合調度平臺,并及時將研究成果和應用軟件進行推廣應用。
(3)加強流域綜合監測
鑒于目前四川省水電站已正開發量巨大,建議對各水系水力資源的開發利用狀況進行綜合監測,并結合流域環境、地質條件、社會經濟等特點對各水系開發情況進行評估,加強水力資源的動態管理,更好地服務于當前社會經濟建設。
[1] 國家能源局及國家水能風能研究中心. 水電發展戰略研究報告.2013.
[2] 國務院辦公廳. 能源發展戰略行動計劃(2014-2020年) 2014
[3] 四川省發改委. 四川省水電基地建設規劃.2010.
(責任編輯:卓政昌)
2016-12-09
TM612;F552.3;E
A
1001-2184(2017)01-0160-05
羅洋濤(1968-),男,漢族,重慶榮昌人,畢業于武漢水力電力大學,碩士,教授級高級工程師,主要從事水電能源規劃、經濟評價及水庫調度運行等方面設計研究工作.