阿爾卑斯山區(qū)水電開(kāi)發(fā)趨勢(shì)調(diào)查

S.瓊斯

高 峰 譯自英刊《水力發(fā)電和壩工建設(shè)》2009年第 9期

阿爾卑斯山區(qū)曾經(jīng)是歐洲現(xiàn)代水電生產(chǎn)的搖籃。這些水電站修建在長(zhǎng)達(dá) 900km的弧形山脈里,從法國(guó)地中海岸一直延伸到奧地利東部,它們?cè)鵀闅W洲的工業(yè)擴(kuò)張輸送所需的電力。受市場(chǎng)自由化和發(fā)展可再生能源的觸動(dòng),如今整個(gè)歐洲對(duì)調(diào)峰電力和均衡能源的需求給阿爾卑斯山區(qū)水電開(kāi)發(fā)注入了新的動(dòng)力。在水力發(fā)電占年發(fā)電量(66000GW?h)一半以上的瑞士,裝機(jī) 660MW的 N.D.德朗斯地下抽水蓄能電站開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn),奧地利也宣布了其雄心勃勃的擴(kuò)大水電裝機(jī)的計(jì)劃。

地處阿爾卑斯山區(qū)的瓦萊(Valais)州擁有105座電站,每年生產(chǎn)水電10000GW?h,占全國(guó)總發(fā)電量的 30%。瓦萊州政府第1次頒發(fā)特許經(jīng)營(yíng)水電許可證的時(shí)間可以追溯到1891年。在20世紀(jì)50～70年代第2次水電擴(kuò)張時(shí)期,建成了幾座標(biāo)志性水電工程,如大迪克桑斯(Grand Dixence)壩、莫瓦桑(Mauvosion)壩、馬特馬克(Mattmark)壩和將成為 N.D.德朗斯工程一部分的2座埃莫松(Emosson)壩。瓦萊州近期建成的電站包括由瑞士公用事業(yè)公司和迪克桑斯公司修建于20世紀(jì) 90年代的克洛松(Cleuson)-迪克桑斯電站,它能夠在 3min內(nèi)負(fù)擔(dān)起瑞士高壓電網(wǎng)中相當(dāng)于一座核電站的裝機(jī)容量。裝機(jī)1200MW的畢奧德隆(Bieudron)地下廠房裝有世界上功率最大的沖擊式水輪機(jī),而其在2000年12月因一起事故而停機(jī)至今。

1 N.D.德朗斯工程

2008年 8月瑞士聯(lián)邦環(huán)境部批準(zhǔn)了興建 N.D.德朗斯工程的6.5億歐元(約合9.3億美元)投資方案。位于瓦萊州的 N.D.德朗斯是一家合資企業(yè),其中瑞士公用事業(yè)公司占54%,瑞士聯(lián)邦鐵路公司(SBB)占 36%,市政公用事業(yè)公司(FMW)占10%。瓦萊州供電公司于2009年 6月加入該財(cái)團(tuán),利用本州水法賦予的有利條件,公司有權(quán)在該州投資任何新的水電特許經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目。

Atel(公用事業(yè)公司的前身)和 SBB在2006年夏首次申請(qǐng)工程許可時(shí),估算的成本較低,為5億歐元(約合6.95億美元)。在接下來(lái)的18個(gè)月里,由于原材料和建設(shè)成本的上漲使得 SBB幾乎要放棄該項(xiàng)目。2008年11月,當(dāng)時(shí)的聯(lián)合體伙伴達(dá)成了一項(xiàng)共識(shí),即創(chuàng)建 N.D.德朗斯公司為建設(shè)和運(yùn)營(yíng)該工程的先決條件,在正式開(kāi)工前就控制好建設(shè)成本。

計(jì)劃電站從2015年起分階段投產(chǎn),最大年峰荷發(fā)電量1500GW?h,足夠滿足 60萬(wàn)戶家庭的需求。盡管該工程遭到當(dāng)?shù)鼐用駡F(tuán)體的反對(duì),從查特拉(Chatelard)穿越羅納(Rhone)河谷的 380kV電網(wǎng)還是要趕在 N.D.德朗斯工程竣工之前進(jìn)行現(xiàn)代化改造和擴(kuò)建。

GMI集團(tuán)公司簽下了工程的施工合同。電站廠房將幾乎全部建在地下巖洞中,位于兩座水庫(kù)即埃莫松水庫(kù)(海拔1930m)和老埃莫松水庫(kù)(海拔2205 m)之間,地處瓦萊州的邊境城市芬豪特(Firhaut)。一條長(zhǎng)5.6 km的廊道將通往位于下瓦萊州海拔為1700m的巖洞。

阿爾斯通贏得了這座新電站價(jià)值1.25億歐元(約合1.74億美元)的機(jī)電設(shè)備合同。在一個(gè)100m×40m的機(jī)房?jī)?nèi)安裝 4臺(tái)157 MW豎軸貫流式可逆水輪機(jī)和 4臺(tái)170MVA豎軸異步電動(dòng)/發(fā)電機(jī)組?？勺兯俦每稍诔Ｒ?guī)抽水工況下調(diào)節(jié)能量的消耗,該套設(shè)備集成了2項(xiàng)最新技術(shù)。電站運(yùn)行效率可超過(guò) 80%。

2 供電安全

N.D.德朗斯電站將成為瑞士首座可變速抽水蓄能電站,它足以滿足國(guó)家電網(wǎng)不斷增長(zhǎng)的峰荷供電需求,補(bǔ)償其他可再生能源供電的不規(guī)則性。通過(guò)該工程和其他工程來(lái)擴(kuò)大瑞士的抽水蓄能電力生產(chǎn),將有助于在本國(guó)和歐洲電網(wǎng)中開(kāi)發(fā)新的風(fēng)能、太陽(yáng)能和其他可再生能源。瓦萊州已經(jīng)在科隆(Collonges)和馬蒂尼(Martigny)建成了瑞士最大的風(fēng)電場(chǎng)。Alpiq官方認(rèn)為,供電安全不僅意味著要生產(chǎn)足夠多的電力,而且要以具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格生產(chǎn)清潔電力。工程的主要投資方認(rèn)為抽水蓄能電站對(duì)供電安全至關(guān)重要。它既有助于滿足峰荷電力需求,又有利于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性,并具有環(huán)境效益。

聯(lián)邦能源部司長(zhǎng) W.史泰曼(Walter Steinmann)也肯定了瑞士豐富水能資源的新作用。他說(shuō)道:幾十年來(lái),水電開(kāi)發(fā)似乎已經(jīng)到達(dá)了盡頭,于是把重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了一次性投入不太大的電力生產(chǎn)形式,今日水電的復(fù)興是受環(huán)保和補(bǔ)償電力的需求驅(qū)動(dòng)的,而這些需求可以從蓄水水庫(kù)中得到滿足。隨著風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機(jī)容量的增長(zhǎng),考慮到風(fēng)電和光伏發(fā)電的波動(dòng)性特點(diǎn),抽水蓄能電站的調(diào)峰和補(bǔ)償功能將會(huì)日益增強(qiáng)。

S.史泰曼認(rèn)為 N.D.德朗斯工程為“瑞士水電復(fù)蘇的象征和傳統(tǒng)電力事業(yè)與公共交通部門合作的先驅(qū)。”SBB與 Alpiq共同組建的聯(lián)合體確實(shí)是瑞士首例由用電大戶直接投資水電開(kāi)發(fā)的公司。工程將會(huì)改善鐵路運(yùn)行商電網(wǎng)和許多由它供電的私營(yíng)鐵路公司電網(wǎng)的供電安全。SBB公司早已面臨峰荷壓力,特別是很多機(jī)車同時(shí)投入使用的早晨。在今后20a內(nèi)預(yù)計(jì)鐵路運(yùn)輸峰荷電力需求將會(huì)激增 65%。開(kāi)辟新鐵路線和改善已有鐵路線服務(wù)水平,到2015年鐵路電力的需求就會(huì)大于目前的供給能力。在瑞士每10列火車中就有7列用的是水電,這個(gè)比例是世界最高的。SBB總裁 A.梅爾(Andreas Mayer)認(rèn)為,為瑞士不斷擴(kuò)張的鐵路運(yùn)輸業(yè)提供電力是 N.D.德朗斯工程間接環(huán)境效益的又一方面。

該工程的開(kāi)發(fā)商強(qiáng)調(diào),這一龐大工程對(duì)環(huán)境的影響微乎其微。電廠建于地下500m處,現(xiàn)有的埃莫松壩(高 45m)和老埃莫松壩(高180m)將繼續(xù)使用。它們分別建于20世紀(jì)50年代和70年代。在未來(lái) 8 a的施工期內(nèi)將產(chǎn)生超過(guò)150萬(wàn) m3的固體渣料,其中20%用于混凝土的制備,其余的渣場(chǎng)將采用現(xiàn)代園林技術(shù)就地再自然化。

贏得當(dāng)?shù)刂С趾桶矒釓?qiáng)大的瑞士環(huán)境游說(shuō)團(tuán)體是工程能立即上馬的關(guān)鍵。但是興建抽水蓄能電站不是沒(méi)有批評(píng)之聲,瑞士能源基金會(huì)(SES)把抽水蓄能電站說(shuō)成是消耗歐洲過(guò)剩的煤電和核電的“電力清洗工廠”,并指責(zé)說(shuō)很多抽水蓄能電站用來(lái)抽水所耗費(fèi)的電能比它們發(fā)出的電還要多。SES反對(duì)瑞士進(jìn)一步擴(kuò)大抽水蓄能,據(jù) SES估計(jì),規(guī)劃和已建中的項(xiàng)目已經(jīng)使抽水蓄能的裝機(jī)容量從1700MW增加到 4600MW。

3 奧地利水電業(yè)

鄰國(guó)奧地利也需要重新評(píng)估其水電業(yè)以應(yīng)對(duì)日益增加的電力需求和令人擔(dān)憂的能源安全問(wèn)題。目前奧地利電力供應(yīng)的10%依靠進(jìn)口,而國(guó)內(nèi)水力發(fā)電量的比重從1990年的56.7%下降到2008年的43.7%。2009年初,奧地利政府決定將實(shí)施由前任經(jīng)濟(jì)部長(zhǎng) M.巴特斯特茵(Martin Bartenstein)于2008年編制的“水電總體規(guī)劃”。

2008年委托 P?yry能源公司編寫(xiě)的這份規(guī)劃報(bào)告稱,奧地利到2020年能夠增加7000GW?h的水電產(chǎn)能(相當(dāng)于全國(guó)發(fā)電量的12%),此舉將結(jié)束電力依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀。該規(guī)劃的目標(biāo)是在未來(lái)10a內(nèi)使可再生能源發(fā)電量從41400GW?h增加到55700GW?h。

到2010年將有23億歐元(約合 32億美元)投入可再生能源發(fā)電,在下一個(gè)10a將會(huì)追加到133億歐元(約合185億美元)。盡管該總體規(guī)劃以水電為主題,但是增加的電力供應(yīng)量只有一半左右來(lái)自水電。將近50億歐元(約合 69億美元)將會(huì)直接投資于新的水力發(fā)電項(xiàng)目,同時(shí)有60億歐元(約合 83億美元)將用于奧地利電網(wǎng)的擴(kuò)建和現(xiàn)代化改造,余下的將投資其他可再生能源。

現(xiàn)任經(jīng)濟(jì)部長(zhǎng) R.米特雷納(Reinhold Mitterlehner)稱,這項(xiàng)戰(zhàn)略決策將給奧地利創(chuàng)造 95000個(gè)新的就業(yè)機(jī)會(huì),這將使維也納達(dá)到歐盟制定的宏偉目標(biāo),即在2020年以前可再生能源使用率達(dá)到 34%,比2005年可再生能源的市場(chǎng)占有率增長(zhǎng)約50%。

有40個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)入審批階段,這些只占水電總體規(guī)劃的一半。奧地利電力供應(yīng)商聯(lián)合體新任主席 W.安岑格魯布爾(Wolfgang Anzengruber)認(rèn)為,如果所有這些建議到2020年得以實(shí)現(xiàn),那么水電和其他可再生能源能夠取得超過(guò) 45%的市場(chǎng)份額。

安岑格魯布爾指出,如果不進(jìn)行大規(guī)模的水電投資,目前尚不清楚奧地利是否仍有希望滿足《京都議定書(shū)》設(shè)定的目標(biāo)。但是他也指出,除非政府愿意改革奧地利的水電項(xiàng)目審批制度,否則水電業(yè)不可能快速?gòu)?fù)蘇。他敦促維也納有關(guān)政府部門將審批權(quán)從州政府轉(zhuǎn)交給聯(lián)邦政府;要對(duì)涉及公眾利益的爭(zhēng)論給予更多的重視,這樣有利于大型能源及其他基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目決策;要加快審批程序,以前審批一個(gè)項(xiàng)目通常需要花 3 a時(shí)間。

這一呼吁得到 Andritz公司總裁兼首席執(zhí)行官W.李特納(Wolfgang Leitner)的贊同,他希望水電總體規(guī)劃涉及加快審批程序的內(nèi)容,他還指出,不斷增長(zhǎng)的電力需求,使得規(guī)劃中的抽水蓄能電站顯得尤為重要,對(duì)電網(wǎng)也將構(gòu)成挑戰(zhàn)。因此,需要前瞻性的思考,而不僅僅是改革電站建設(shè)審批制度。

蒂羅爾(Tirol)區(qū)域電力供應(yīng)商 Tiwag組織的主席 B.沃諾佛(BrunoWalln?fer)也對(duì)政府有關(guān)未來(lái)水電發(fā)展的設(shè)想提出了質(zhì)疑。蒂羅爾是奧地利水電腹地,維也納政府宣稱能從其高山和湖泊中挖掘出5300GW?h的潛在水電容量。B.沃諾佛指出,該總體規(guī)劃是不現(xiàn)實(shí)的,Tiwag組織不會(huì)趨之若鶩,任何超過(guò)1400GW?h的計(jì)劃都只能是幻想。這又歸結(jié)到規(guī)劃問(wèn)題。Tiwag和 Verbund聯(lián)合體不久前在奧地利因(Inn)河上的徑流式水電站投資超過(guò)20億歐元(約合美元28億美元),但審批過(guò)程的拖延意味著完全打破了項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃,也失去了資金保障。他聲稱,水電總體規(guī)劃中的數(shù)據(jù)純粹是基于地形條件的理論推斷,而忽視了現(xiàn)實(shí)中體制上的時(shí)間延誤和反對(duì)團(tuán)體的游說(shuō)活動(dòng)等阻礙因素。

4 資金問(wèn)題

對(duì)水電總體規(guī)劃持懷疑態(tài)度的人指出,初期投資額已經(jīng)縮水,以應(yīng)對(duì)目前的金融危機(jī)和對(duì)預(yù)算債務(wù)的擔(dān)憂,資金來(lái)源也不清楚。經(jīng)濟(jì)部長(zhǎng)M.米特雷納稱,經(jīng)濟(jì)部將不直接支持水電行業(yè)的擴(kuò)張,但 Verbund公司和其他區(qū)域性電力供應(yīng)商的部分股權(quán)屬于聯(lián)邦政府或州政府部門。一項(xiàng)新的可再生能源補(bǔ)貼法律,自從2008年 9月起就等著歐盟批準(zhǔn)通過(guò),這種補(bǔ)貼對(duì)小水電工程來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)收入來(lái)源。

安岑格魯布爾強(qiáng)調(diào)資金是現(xiàn)成的。僅 Verbund公司一家就投資25億歐元(約合 35億美元),可增加1300GW?h水電產(chǎn)能。他指出,目前有26個(gè)水電項(xiàng)目正在籌備中,從可行性研究到翻新機(jī)器和建筑物再到整個(gè)電廠的現(xiàn)代化改造各個(gè)階段,但是工期延誤是無(wú)法承受的,而且會(huì)增加不必要的額外成本。Verbund公司正在擴(kuò)大抽水蓄能電站的產(chǎn)能,正在實(shí)施的工程包括位于福拉爾貝格(Vorarlberg)裝機(jī)容量為450MW的科普斯(Kops)二期電站和位于卡林西亞(Carinthia)裝機(jī)容量為 430MW的賴瑟克(Reisseck)二期電站。到2011年12月,裝機(jī)容量為 480MW的里貝格(Limberg)二期抽水蓄能電站將會(huì)使現(xiàn)有的卡普隆(Kaprun)電站的發(fā)電量翻一番還要多。

卡普隆電站的后續(xù)擴(kuò)張計(jì)劃受到薩爾茨堡(Salzburg)地區(qū)政府的威脅,原因是他們反對(duì)新建一個(gè) 380kV電網(wǎng)把電站與主要用電市場(chǎng)連接起來(lái),他們堅(jiān)持只有架設(shè)了 380kV至薩爾茨堡的輸電線路,里貝格三期工程才能開(kāi)工。而沃諾佛則認(rèn)為奧地利明顯缺乏一以貫之的國(guó)家能源戰(zhàn)略。

在出面接受議會(huì)的一個(gè)委員會(huì)咨詢之前,安岑格魯布爾敦促政治家“拿出相當(dāng)?shù)挠職庖詫?shí)現(xiàn)這些變革”。業(yè)界愿意投資150億歐元(約合208億美元),以擴(kuò)大產(chǎn)能。他指出,這是個(gè)機(jī)遇,其影響超過(guò)維也納提出的一攬子反通貨緊縮政策所帶來(lái)的影響。