印度的水電開發(fā)現(xiàn)狀及展望

［印度］ M.斯維恩

印度電力行業(yè)總裝機(jī)容量在過去50 a間有了巨大的增長，從1362 MW增加到目前的173626 MW。裝機(jī)容量迅猛擴(kuò)大，起因于快速的工業(yè)化以及農(nóng)村電氣化的迅速發(fā)展。水電和火電一直是印度電力行業(yè)的兩大巨頭，而核電的發(fā)展則出乎早期的預(yù)料以外。近年來，可再生能源的開發(fā)，特別是風(fēng)能的運(yùn)用得到了廣泛關(guān)注。表1為不同電能的裝機(jī)容量統(tǒng)計結(jié)果。

表1 不同電能的裝機(jī)容量

盡管印度電力行業(yè)日益壯大，但仍有9%的能源短缺和13%的調(diào)峰需求。據(jù)估算，到2012年底，約需裝機(jī)容量206000 MW。印度政府已計劃在第一個五年計劃期間增加容量78577 MW，其中火電約為58644 MW，水電約為16553 MW。

1 水電的優(yōu)點(diǎn)

水電具有其他能源所不具備的優(yōu)點(diǎn):

(1)水電的發(fā)電成本比其他能源小得多。燃料成本和人工支出是火電成本的兩大重要因素，水電沒有燃料成本，因而其發(fā)電成本不存在通脹因素，而且隨著時間的推移，它會顯得越來越便宜。例如，巴克拉南格爾(Bhakra Nangal)電站已運(yùn)行了50 a，但每臺機(jī)組的運(yùn)行費(fèi)用僅0.1盧比。

(2)水電站運(yùn)行靈活，能快速起停機(jī)，即時加載卸載，以滿足峰荷需求，并能提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。研究表明，為使電網(wǎng)有效運(yùn)行，總裝機(jī)容量中的水電容量至少應(yīng)達(dá)到40%。

(3)水電技術(shù)是一種成熟的技術(shù)，可靠性很高。

(4)水電是可再生能源，發(fā)電用水仍能為他所用并未消耗水。1981年8月在內(nèi)羅比舉行了聯(lián)合國新能源與可再生能源會議，會議認(rèn)為，在所有可再生能源的綜合利用方面，水電是最切實(shí)可行且效率較高的。

(5)與火電不同，水電不污染大氣，是清潔、環(huán)保的能源。

(6)水電工程壽命長。與一般壽命為25 a的火電廠相比，水電站的設(shè)計壽命一般為35 a，稍加更新改造，其運(yùn)行年限還可大大延長。有些維護(hù)良好的水電站，能有效運(yùn)行50 a，甚至更長。

(7)與火電站和燃?xì)怆娬?前者效率35%，后者50%)相比，水電站的效率更高(超過90%)。

(8)大多數(shù)水電站位于不發(fā)達(dá)的邊遠(yuǎn)地區(qū)，水電開發(fā)有助于那些地區(qū)的教育、醫(yī)療、交通和通訊等行業(yè)得到發(fā)展。

(9)大多數(shù)水電站為多目標(biāo)開發(fā)工程，具有灌溉、防洪、供水、航運(yùn)和旅游等多種效益。

2 不同的水電方案

在水電開發(fā)中，每個工程的站址都有自己的特性，需要進(jìn)行相應(yīng)地研究，才能決定修建哪種水電站合適。建設(shè)方案大致可分為蓄水式、徑流式水電站和抽水蓄能電站3種。

2.1 蓄水式水電站

該類電站為攔河建壩，利用蓄水和人工控制實(shí)現(xiàn)全年發(fā)電。蓄水工程可以僅用于發(fā)電，也可以是綜合利用工程，不過其成本一般相當(dāng)高。如果是綜合利用工程，則可以進(jìn)行多方位的開發(fā)，其成本可以分?jǐn)偟礁魃嫠块T或不同的用水戶。綜合利用工程產(chǎn)生的效益有灌溉、防洪、供水、發(fā)電、航運(yùn)、漁業(yè)、旅游等。但修建該類工程會造成大面積的土地淹沒。

2.2 徑流式水電站

該類電站完全依賴于大自然，是利用河流的來水發(fā)電，不蓄水，僅在常年性河流或者年中的枯水時期發(fā)電比較合算，但必須有足夠的最小流量用于發(fā)電。修建該類工程土地淹沒最少。

2.3 抽水蓄能電站

該類電站為蓄水式，但又區(qū)別于一般的蓄水式電站。抽水蓄能的基本原理是蓄積多余的能量，或用于該電站自身發(fā)電，或在非峰荷期間以水體勢能的形式儲存在系統(tǒng)中。蓄水用于峰荷期間發(fā)電，可作為調(diào)峰電站。抽水蓄能工程的一個最重要的要求是，非峰荷期間應(yīng)能將系統(tǒng)剩余的能量儲蓄起來待發(fā)電之用。目前正在運(yùn)行的抽水蓄能電站有8座，分別位于安得拉邦、古吉拉特邦、馬哈拉施特拉邦、孟加拉邦和泰米爾納德邦，總裝機(jī)容量1494 MW。有5座抽水蓄能電站正在施工中，分別位于古吉拉特邦、馬哈拉施特拉邦、安得拉邦和孟加拉邦，總裝機(jī)容量為3310 MW。

根據(jù)水頭的高低和電站的有效水頭，可將電站劃分為:①低水頭電站;②中水頭電站;③高水頭電站。

一般而言，不到15 m水頭的電站可劃分為低水頭電站，水頭在15～50 m的電站為中水頭電站，水頭在50 m以上的為高水頭電站。

3 水電蘊(yùn)藏量

中央電力管理局估算的水電蘊(yùn)藏量為148700 MW，到目前為止，僅有25%得到開發(fā)。該國不同地區(qū)的水電蘊(yùn)藏量和開發(fā)現(xiàn)狀如表2所示。

從表2可以看出，北部和東北地區(qū)的水電蘊(yùn)藏量更大，有待開發(fā)的蘊(yùn)藏量也在這些地區(qū)。僅阿魯納恰爾邦的水電蘊(yùn)藏量就高達(dá)50000 MW以上，而其裝機(jī)容量僅為405 MW。這是因?yàn)樵摰貐^(qū)地貌復(fù)雜，交通不便，因而在開發(fā)上困難重重。

4 水電開發(fā)及其前景展望

1897年印度修建了第1座水電站，到獨(dú)立時，全國水電裝機(jī)容量為508 MW，此后便興建了大量的綜合利用水利工程，而規(guī)劃的水電開發(fā)只是這些工程中的一部分。水電和火電形成了整個電力系統(tǒng)的供電網(wǎng)。1966年是第3個5 a計劃的末期，其時水電占全國裝機(jī)總?cè)萘康谋壤仙?6%，其后又呈穩(wěn)中有降的趨勢。

在第4個5 a計劃中，從能源需求考慮，總裝機(jī)容量有了大幅度的增長。當(dāng)時該國處于發(fā)展的孕育期，由于建火電站的靈活性，所以側(cè)重選用了發(fā)展火電的方案?；痣娨惨虼顺闪水?dāng)時的主導(dǎo)能源，而水電則位于次要位置，國家裝機(jī)總?cè)萘恐兴娝嫉谋壤矎?966年的最高46%下降到2011年的21.64%。

表2 水電蘊(yùn)藏量與開發(fā)狀況(以裝機(jī)容量表示)

(1)第1座水電站建于1897年，位于大吉嶺(Darjeeling)附近的錫德拉蓬(Sidrapong，裝機(jī)容量3×200 kW)。

(2)第2座水電站于1898年建成，位于奧里薩邦婆羅門河的一條支流上，裝機(jī)容量僅10 kW，運(yùn)行了約15 a。

(3)位于喜馬偕爾邦的訥思帕賈克里電站裝機(jī)容量最大，為1500 MW。

(4)訥思帕賈克里電站單機(jī)容量最大，為250 MW。

(5)最高的壩為特里大壩，高260 m。

(6)最高水頭的電站是卡納塔克邦的皮卡拉(Pykara)電站，水頭為1026 m。

(7)裝機(jī)總?cè)萘繛?930 MW的20座地下電站已投入運(yùn)行，另有21座裝機(jī)總?cè)萘繛?551 MW的地下電站擬投運(yùn)。

(8)一些大中小型綜合利用工程以及依據(jù)當(dāng)?shù)貤l件所建的混凝土重力壩、圬工壩、土壩、堆石壩等遍及全國。

4.1 問題和困難

水電開發(fā)普遍存在諸多問題，且似乎顯得越來越嚴(yán)重。

(1)很長的孕育期。大型水電工程要用8～10 a甚至更長時間才能建成，主要原因是參與的建設(shè)方較多，審批環(huán)節(jié)多，環(huán)保人士的異議、有時還會涉及法律等方面;資金長期不到位，工程成本的增加，這些也延誤了工程效益的發(fā)揮。當(dāng)然，工程進(jìn)度的滯后是由多方面原因造成的，如由于地處邊遠(yuǎn)地區(qū)而使房屋、通訊、交通等一些基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)跟不上。而修建火電站就不存在這些問題，因此相比之下，建火電站只需大約3～4 a左右的時間。

(2)依賴大氣降水?；痣娬镜牧硪粋€優(yōu)勢是與天氣無關(guān)。如果某一特殊年份降雨少，則水電站發(fā)電量就會大大地減少。

(3)征地及環(huán)境。盡管水電站本身沒有很多用地要求，但水庫蓄水需要淹沒一些土地。因此常常會因征地安置移民和淹沒補(bǔ)償?shù)榷构こ掏涎印?/p>

另外，由于水電工程會淹沒大片的林地，林業(yè)、環(huán)境部門的審批往往要花較長的時間，最近因環(huán)境問題已造成了大量工程停工。比如裝機(jī)600 MW的洛睿娜帕拉(Laharinag Pala)電站就因環(huán)境影響而廢棄。根據(jù)環(huán)境法，已將高姆克(Gomukh)和烏塔卡西(Uttarkashi)之間135 km的區(qū)段確定為生態(tài)敏感區(qū):在該地區(qū)內(nèi)不得修建水電工程。同時政府還宣布取消了另外兩座裝機(jī)分別為400 MW的水電站建設(shè)方案。

(4)奇特的地質(zhì)狀況。水電工程的選址主要取決于地質(zhì)、地貌和水文條件，施工季節(jié)在很大程度上也受場地地質(zhì)因素的影響。且在施工期間，往往也會遇到一些奇特的地質(zhì)狀況，特別是在水電資源蘊(yùn)藏豐富的喜馬拉雅山區(qū)。許多工程因地質(zhì)狀況不良而使施工進(jìn)展緩慢，特別是在引水隧洞施工時。

(5)工程現(xiàn)場偏遠(yuǎn)。水電工程一般都處在較偏遠(yuǎn)、難以涉足的地區(qū)，在這些地區(qū)修建道路等基礎(chǔ)設(shè)施是人們所面臨的一大挑戰(zhàn)，且成本較高。

(6)邦與邦之間的糾紛。大部分河流都橫穿或跨越印度的多個邦，所以興建水電工程需要相鄰邦的協(xié)同努力。但要在其之間達(dá)成一項工程開發(fā)的協(xié)議，往往要花較長的時間，而且大量的水電工程因邦與邦之間的糾紛而擱淺。

4.2 水電開發(fā)展望

印度政府已制定了遠(yuǎn)大的快速開發(fā)水電的規(guī)劃，其內(nèi)容包括政策的支持、預(yù)可行性報告編制的基礎(chǔ)框架、實(shí)地勘察、詳細(xì)工程報告和不同法定部門快速審批程序等。政府已頒布了一項國家恢復(fù)重建與移民安置政策以及電力供應(yīng)法(2003年)、國家水政策、國家電政策(2005年)和稅收政策(2006年)，這些都將有助于水電開發(fā)和電力行業(yè)的全面發(fā)展。

2003年，印度政府實(shí)施了一項特殊的計劃:選定了162個站址，準(zhǔn)備開發(fā)總裝機(jī)容量為50000 MW的數(shù)座水電站，并編制了預(yù)可行性報告。

印度政府還宣布了開發(fā)特大型電力工程的政策，其效益將回饋于投資者，并確定裝機(jī)500 MW的水電工程(或1000 MW的火電工程)為特大型電力工程。但從幾個邦的電力需求來看，特大型電力工程的最小裝機(jī)容量也可為350 MW(火電為700 MW)。修建特大型電力工程可享受財政優(yōu)惠政策，如主要進(jìn)口設(shè)備免稅等。

在第11個5 a計劃中，最初是將增加水電裝機(jī)容量的指標(biāo)定在15627 MW，目前已調(diào)整到8237 MW。在第12個5 a計劃中，則定為20334 MW。從目前的第11個5 a計劃完成情況來看，該目標(biāo)似乎難以完成。

印度政府計劃在第14個5 a計劃之前開發(fā)完國內(nèi)所有的水電資源。到那時，水電在印度總裝機(jī)容量中所占比率將達(dá)到32%左右。

4.3 小水電

印度將容量為25 MW以下的水電站劃為小水電。大多數(shù)小水電都修建在溪流和灌溉渠道中，機(jī)組容量較小，甚至小到10 kW，主要是滿足單個村莊的能源需求。小水電的目標(biāo)是利用一切可利用的水電資源，其最大優(yōu)點(diǎn)是不存在淹沒土地和移民安置問題，并可以在2 a之內(nèi)建成。盡管發(fā)電成本略高于大中型水電，但因其投資小且回收期短而吸引了眾多的私人投資者。印度小水電的蘊(yùn)藏量估計為12841.81 MW，站址4861個，其中2940 MW 在2011年年底前開發(fā)。

5 結(jié)語

全世界都認(rèn)識到了礦物燃料發(fā)電所帶來的負(fù)面影響。由于全球氣候變暖，人們不再趨于建火電站，其他能源如太陽能、風(fēng)能、生物能等還沒有得到很好的開發(fā)，一旦得到合理開發(fā)，也能很經(jīng)濟(jì)地滿足能源需求。此外，礦物燃料的成本在不斷抬高，這又將人們的關(guān)注點(diǎn)聚焦在了水電上。鑒于印度水電蘊(yùn)藏量巨大，政府正在積極地考慮和推動水電事業(yè)的發(fā)展，使之在2027年底得到全部開發(fā)。