關(guān)于“十三五”中期我國水電發(fā)展的幾點(diǎn)思考

于倩倩

(水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100120)

在環(huán)境約束和科技進(jìn)步的驅(qū)動(dòng)下，可再生能源發(fā)展迅猛，年發(fā)電量達(dá)到全球發(fā)電總量的24.5%(2017年)。其中，水電以其運(yùn)行穩(wěn)定靈活、綜合效益顯著等優(yōu)勢(shì)，成為助力世界各國能源向清潔低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。截止到2017年底全球水電裝機(jī)容量約12.67億kW，年發(fā)電量約42 000億kW·h，超過其他可再生能源發(fā)電量總和的兩倍[1]，是公認(rèn)的全生命周期減排效益最顯著的綠色能源。我國水能資源優(yōu)勢(shì)明顯，水電裝機(jī)規(guī)模自2012年起穩(wěn)居全球首位，行業(yè)技術(shù)水平世界領(lǐng)先，是增強(qiáng)國家安全保障能力、提升人民生活幸福指數(shù)、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高效平衡可持續(xù)發(fā)展的重要支撐?！笆濉睍r(shí)期是我國面對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)，推動(dòng)完成“兩個(gè)一百年”目標(biāo)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，《水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》(以下簡稱“規(guī)劃”)是該時(shí)期我國水電發(fā)展的重要指南[2]。截至2018年底，“十三五”規(guī)劃實(shí)施期過半，有效總結(jié)半程經(jīng)驗(yàn)，整理規(guī)劃目標(biāo)完成情況，分析面臨機(jī)遇和挑戰(zhàn)，探討重點(diǎn)關(guān)注問題，是符合新發(fā)展理念，有效落實(shí)能源革命戰(zhàn)略的基本方向。

本文以“十三五”中期我國水電開發(fā)現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，通過對(duì)比規(guī)劃目標(biāo)，分析完成情況，重點(diǎn)對(duì)面臨的主要問題和挑戰(zhàn)進(jìn)行探討，以期為水電科學(xué)有序發(fā)展提供參考。

1我國水電發(fā)展概況

1.1 資源開發(fā)現(xiàn)狀

我國水能資源技術(shù)可開發(fā)量居全球首位，根據(jù)最新復(fù)核成果，全國水電站技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量6.87億kW，近80%的資源量分布在西部地區(qū)[3]。

2018年是實(shí)施國家“十三五”規(guī)劃的中期之年，截至2018年底，我國已建水電裝機(jī)容量3.52億kW[4]。其中，常規(guī)水電站3.22億kW、抽水蓄能電站0.3億kW，約占全國電源總裝機(jī)容量的18.5%，約占全國可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量的49.6%。

從發(fā)電效益來看，2018年我國水電發(fā)電量約12 300億kW·h[4]，約占全國各類電源總發(fā)電量的17.6%，約占可再生能源發(fā)電量的59.5%。超過60%以上的水電裝機(jī)分布在西部地區(qū)，對(duì)比水能資源情況，該區(qū)域水電開發(fā)程度不到40%，未來仍具有發(fā)展?jié)摿?。目前，我國已建抽水蓄能電站主要分布在?jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的華東和南方電網(wǎng)區(qū)域，合計(jì)占比超過抽水蓄能裝機(jī)容量的50%。

圖1 水電裝機(jī)容量分地區(qū)占比

圖2 抽水蓄能裝機(jī)容量分區(qū)域占比

表1 “十三五”水電新開工、新增投產(chǎn)目標(biāo)完成情況

1.2 主要目標(biāo)完成情況

“十三五”前3年，全國新開工大中型水電站2 660萬kW，考慮巨型電站白鶴灘水電站核準(zhǔn)，常規(guī)水電新開工規(guī)模接近規(guī)劃目標(biāo)的50%，大型流域水電基地內(nèi)有10座水電站開工，略小于同時(shí)期規(guī)劃預(yù)期可能開工的數(shù)量；抽水蓄能電站新開工規(guī)模2 495萬kW，除華東和西北電網(wǎng)超過規(guī)劃目標(biāo)的50%外，其余區(qū)域電網(wǎng)核準(zhǔn)開工項(xiàng)目較少，整體開工項(xiàng)目不足同時(shí)期規(guī)劃預(yù)期可能開工項(xiàng)目數(shù)量的70%。

全國新增投產(chǎn)水電站2 593萬kW(其中大中型水電站約2 210萬kW)，主要集中在西部地區(qū)瀾滄江、金沙江、大渡河等重要水電基地，但新增速率整體低于規(guī)劃預(yù)期，投產(chǎn)相對(duì)滯后；抽水蓄能電站新增裝機(jī)規(guī)模696萬kW，主要集中在華東、華中、南方電網(wǎng)區(qū)域，華北電網(wǎng)和東北電網(wǎng)區(qū)域無機(jī)組投產(chǎn)，整體投產(chǎn)情況與規(guī)劃目標(biāo)相比仍有一定差距。

我國水電總發(fā)電量36 100億kW·h[4](3年分別為11 800億、11 900億、12 300億kW·h)，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤10.8億 t，減少排放二氧化碳22.6億 t，二氧化硫805萬 t，氮氧化物838萬t，對(duì)減輕大氣污染和控制溫室氣體排放起到了重要作用。

1.3 發(fā)展趨勢(shì)分析

盡管近年來國家在節(jié)能減排和供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革方面出臺(tái)了多項(xiàng)政策舉措和行動(dòng)方案，但“十三五”前3年，我國水電各年裝機(jī)增長速率均低于其他電源品種，新增發(fā)電裝機(jī)容量遠(yuǎn)小于其他各類可再生能源電源，在全國電源結(jié)構(gòu)中的比重也逐年減小，一定程度上影響了水電優(yōu)勢(shì)功能發(fā)揮?？紤]目前能源發(fā)展的總體方向和水電規(guī)劃重點(diǎn)項(xiàng)目的實(shí)際推進(jìn)情況，“十三五”后半段規(guī)劃重點(diǎn)目標(biāo)的發(fā)展趨勢(shì)難以有較大變化。

主要流域目前在建項(xiàng)目實(shí)施現(xiàn)狀及分析顯示，受消納市場(chǎng)、輸電通道建設(shè)、移民安置和建設(shè)難度等因素影響，“十三五”后半段水電投產(chǎn)速度整體放緩；抽水蓄能電站方面，目前在建項(xiàng)目大多為“十二五”后期開工，考慮合理工期安排，預(yù)計(jì)2020年規(guī)劃投產(chǎn)目標(biāo)完成略有滯后。

從主要流域“十三五”期間可能開工項(xiàng)目前期工作進(jìn)展情況看，超過95%的待開發(fā)項(xiàng)目受到電力消納市場(chǎng)不落實(shí)、開發(fā)經(jīng)濟(jì)性下降的影響，龍頭水庫和西電東送項(xiàng)目等尤為嚴(yán)重；約50%項(xiàng)目受生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)和環(huán)境敏感因素影響，主要分布在西北地區(qū)和西南部分地區(qū)；移民安置與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)等因素使得社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)滯后地區(qū)項(xiàng)目的前期工作推進(jìn)困難；此外，少量項(xiàng)目還受到融資困難或建設(shè)條件影響。對(duì)于抽水蓄能電站來說，運(yùn)行管理和價(jià)格機(jī)制是影響開工的主要因素，跨省配置資源項(xiàng)目推進(jìn)協(xié)調(diào)愈發(fā)困難。整體來看，水電工程尤其是抽水蓄能電站開工目標(biāo)完成困難，考慮水電建設(shè)周期，開工項(xiàng)目減少將進(jìn)一步影響后期水電發(fā)展。

圖3 不同電源品種各年新增裝機(jī)容量

圖4 不同電源品種各年裝機(jī)容量增長率

2 主要面臨形勢(shì)

從全球主要國家能源發(fā)展路徑看，有效調(diào)控水資源、充分開發(fā)水能資源一直是可負(fù)擔(dān)、可持續(xù)能源發(fā)展的首選思路。發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)80年代已經(jīng)完成水電建設(shè)高潮，資源開發(fā)程度高，目前主要進(jìn)行流域綜合管理和資源高效利用；發(fā)展中國家因電力需求和減排要求成為水電裝機(jī)的增長極；相對(duì)不發(fā)達(dá)國家的水電發(fā)展是重要的民生保障和經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)力。我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)下，差別化的東、中、西部地區(qū)水電開發(fā)策略能有效發(fā)揮項(xiàng)目優(yōu)勢(shì)，帶動(dòng)區(qū)域平衡充分發(fā)展。此外，在大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的背景下，發(fā)展水電符合建立清潔低碳、安全高效的多元化能源供應(yīng)體系的戰(zhàn)略目標(biāo)，更是我國主動(dòng)應(yīng)對(duì)全球氣候變化、履行巴黎協(xié)定減排承諾的內(nèi)生動(dòng)力。整體來說，外部形勢(shì)為我國水電發(fā)展提供了重要機(jī)遇。

但不可否認(rèn)的是，隨著西部大開發(fā)和西電東送的推進(jìn)，我國待建水電逐步向河流上游布局，受地理位置、地形地質(zhì)、施工難度等多方面影響，后續(xù)水電建設(shè)條件差；同時(shí)移民安置、環(huán)境保護(hù)、綜合利用等非工程投入的提高，也使得項(xiàng)目建設(shè)成本大幅增加。而為了實(shí)現(xiàn)更大范圍內(nèi)綠色能源資源配置，在能源外送和接續(xù)基地內(nèi)布局項(xiàng)目的遠(yuǎn)距離輸電成本投資進(jìn)一步加重了水電開發(fā)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。盡管考慮節(jié)能減排效益，水電依然具有相對(duì)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)；但缺乏合理的投資分?jǐn)偤托б嫜a(bǔ)償模式，這嚴(yán)重影響了投資開發(fā)的積極性。

以《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》負(fù)荷預(yù)測(cè)成果為基礎(chǔ)的分析表明，盡管未來系統(tǒng)負(fù)荷需求增幅減緩，但整體需求和市場(chǎng)空間依然相對(duì)充足。目前，由于綠色能源激勵(lì)機(jī)制和化石能源約束機(jī)制不完善，各省自身電力規(guī)劃與國家總體戰(zhàn)略協(xié)調(diào)難，水電外送市場(chǎng)空間受擠壓，部分待建水電外送項(xiàng)目落點(diǎn)市場(chǎng)尚不明確；已建輸電斷面未有效利用，規(guī)劃通道建設(shè)滯后于電源發(fā)展，進(jìn)一步造成清潔電力消納困難。現(xiàn)行的水電價(jià)格機(jī)制不反映資源節(jié)能減排價(jià)值，水電電價(jià)在外送目標(biāo)地競(jìng)爭力差；同時(shí)，后續(xù)內(nèi)需水電站開發(fā)成本提升，經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的資源地區(qū)用電價(jià)格遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)地區(qū)，不符合我國共同富裕的基本要求。而輔助服務(wù)市場(chǎng)不健全，抽水蓄能電站動(dòng)態(tài)效益收益難以落實(shí)，進(jìn)一步阻礙了行業(yè)有序發(fā)展。

此外，水電前期工作中對(duì)項(xiàng)目所在地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)際需求缺乏科學(xué)定量論證，難以支撐環(huán)境保護(hù)內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)等約束性指標(biāo)的合理量化；而定性的環(huán)保概念可能造成公眾對(duì)水電生態(tài)環(huán)境影響的認(rèn)知偏差。新一輪抽水蓄能電站選點(diǎn)規(guī)劃和規(guī)劃調(diào)整工作中，部分省區(qū)生態(tài)紅線劃定工作與抽水蓄能站點(diǎn)資源保護(hù)難以協(xié)調(diào)。同時(shí)，移民安置難度增加，水電開發(fā)利益共享機(jī)制和資產(chǎn)收益扶持制度落實(shí)困難，探索水電開發(fā)促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的模式，激發(fā)區(qū)域脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)的內(nèi)生動(dòng)力，也對(duì)水電開發(fā)提出了新要求。

綜上所述，把握關(guān)鍵問題才能充分發(fā)揮我國水能資源優(yōu)勢(shì)，為全局性國家能源安全和區(qū)域性綠色能源均衡發(fā)展保駕護(hù)航。

3 幾點(diǎn)分析思考

3.1 水電功能定位

為完成中長期非化石能源占比目標(biāo)，未來我國新增電力裝機(jī)主要來自可再生能源發(fā)電尤其是新能源規(guī)模的大幅增長，考慮核電運(yùn)行的安全性，風(fēng)電、太陽能發(fā)電的隨機(jī)性、間歇性和反調(diào)峰等特點(diǎn)，水電在系統(tǒng)中的功能定位需要從電量為主轉(zhuǎn)變?yōu)槿萘恐?，促進(jìn)其他各能源品種功能優(yōu)勢(shì)發(fā)揮。而目前已基本形成流域基地的梯級(jí)水電站群，可以充分利用水庫調(diào)節(jié)補(bǔ)償和機(jī)組運(yùn)行靈活的特點(diǎn)，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

整體來看，水電是實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)的開發(fā)模式和流域綜合能源基地建設(shè)的核心要素。首先，考慮火電機(jī)組在深度調(diào)峰時(shí)脫離最優(yōu)工況使得煤耗增加和我國天然氣資源較少，水電依然是清潔經(jīng)濟(jì)的調(diào)峰選擇；同時(shí)還具備優(yōu)良的調(diào)頻、調(diào)相和備用等功能，能有效平抑區(qū)外來電與新能源并網(wǎng)的波動(dòng)，促進(jìn)新能源消納，減輕火電調(diào)峰負(fù)擔(dān)，保證核電機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行，提升系統(tǒng)整體效益。其次，水風(fēng)光具有顯著的互補(bǔ)特性，從天然資源特點(diǎn)來看，河川徑流的水循環(huán)過程與太陽輻射關(guān)系密切；從電源出力性能來看，新能源日內(nèi)發(fā)電出力變化較大，年際及月際變化相對(duì)較小，利用水電的日調(diào)節(jié)能力，可充分促進(jìn)風(fēng)光資源利用，而水電豐枯期差異又可以通過新能源發(fā)電補(bǔ)充，滿足系統(tǒng)整體需求。如，北歐電網(wǎng)(Nord Pool)中風(fēng)電比例高達(dá)40%的丹麥，借助挪威(水電裝機(jī)占比超過98%)水電調(diào)節(jié)能力，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電高效利用(年平均利用小時(shí)數(shù)超過2 500 h)(參見南方能源觀察2017.7.31微信公眾號(hào))；同時(shí)挪威水電枯期電力電量也能有效補(bǔ)充，是多能互補(bǔ)發(fā)展的成功典范。而我國龍羊峽水光互補(bǔ)項(xiàng)目，通過水電補(bǔ)償效益使光伏發(fā)電出力相對(duì)穩(wěn)定可預(yù)測(cè)；同時(shí)配套光伏使龍羊峽送電通道的送出電量和年利用小時(shí)都有所增加，提高線路的利用率和經(jīng)濟(jì)性(參見南方能源觀察2017.7.31微信公眾號(hào))。因此，轉(zhuǎn)變功能定位、發(fā)揮水電在系統(tǒng)中的核心調(diào)節(jié)作用，是實(shí)現(xiàn)我國現(xiàn)高比例可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵途徑。

3.2 關(guān)于水電電價(jià)

經(jīng)濟(jì)性是項(xiàng)目可持續(xù)發(fā)展的前提，最直觀的表現(xiàn)是具備市場(chǎng)競(jìng)爭力。目前，我國電力市場(chǎng)以電能量市場(chǎng)為主，電力商品價(jià)值主要由電價(jià)體現(xiàn)。受建設(shè)條件和外部因素影響，水電開發(fā)成本提高，在現(xiàn)行電價(jià)機(jī)制下，優(yōu)勢(shì)難以維持，在以市場(chǎng)化為方向的電力體制改革中，需要從調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)平衡發(fā)展的宏觀戰(zhàn)略出發(fā)，配合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)手段，優(yōu)化資源配置，合理收益分配，正確認(rèn)識(shí)水電經(jīng)濟(jì)性，反映水電真實(shí)價(jià)值。

水電采用市場(chǎng)化交易電價(jià)上網(wǎng)需要完善的機(jī)制保障和政府引導(dǎo)。首先，水電需要承擔(dān)防洪、灌溉、航運(yùn)等綜合利用任務(wù)，部分電站非發(fā)電功能投資占比超過總投資的20%，因分?jǐn)倷C(jī)制不明確，該項(xiàng)成本完全通過水電電價(jià)疏導(dǎo)；其次，目前火電標(biāo)桿電價(jià)沒有碳減排約束，盲目市場(chǎng)化可能使得發(fā)電成本較低的化石電源被優(yōu)先調(diào)度，不利于減排目標(biāo)實(shí)現(xiàn)；再次，輔助服務(wù)市場(chǎng)不健全，影響開發(fā)積極性，不利于水電對(duì)促進(jìn)新能源消納提供保障和支撐作用的發(fā)揮；最后，后續(xù)待開發(fā)水電主要位于西部貧困地區(qū)，超過一半站址涉及貧困縣，需要國家從西部大開發(fā)、脫貧攻堅(jiān)等戰(zhàn)略出發(fā)，加大扶持力度。因此，現(xiàn)階段可采取激勵(lì)措施，對(duì)符合國家總體戰(zhàn)略的水電站，在合理評(píng)估開發(fā)成本和優(yōu)化布局的基礎(chǔ)上，充分考慮水電的功能效益，按照西電東送等戰(zhàn)略要求，協(xié)調(diào)落點(diǎn)地，保證部分計(jì)劃電量和固定電價(jià)，促進(jìn)有序發(fā)展；完善地方節(jié)能減排效益評(píng)估機(jī)制和考核指標(biāo)，將水電納入可再生能源配額制以保證水電市場(chǎng)空間，并配套綠色證書交易機(jī)制，在競(jìng)價(jià)上網(wǎng)之外，以綠證收入補(bǔ)充水電開發(fā)合理收益和資源地經(jīng)濟(jì)發(fā)展，形成能源清潔發(fā)展的內(nèi)生動(dòng)力。同時(shí)，可參照歐盟碳排放交易體系(EU-ETS)，限制碳排放量，對(duì)超額排放的CO2進(jìn)行處罰，并按照發(fā)展階段逐步上調(diào)處罰金額[7]，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。

3.3 生態(tài)環(huán)境影響

推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)是實(shí)現(xiàn)美麗中國的根本路線。近年來，我國水電開發(fā)也在逐步探索建立一條“山水秀美、生態(tài)和諧”的綠色發(fā)展道路。

正確落實(shí)好“在發(fā)展中保護(hù)，在保護(hù)中發(fā)展”的基本原則。首先，要明確“生態(tài)優(yōu)先”和“以人為本”的關(guān)系，是以科學(xué)發(fā)展模式，合理開發(fā)利用資源，使生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)統(tǒng)一。以埃塞俄比亞為例，水電開發(fā)為貧困人口提供清潔可負(fù)擔(dān)的電力，有效減少了大范圍的森林砍伐，在碳減排的同時(shí)減輕土壤退化[1]；興建水庫帶來的水土保持、水源涵養(yǎng)等生態(tài)服務(wù)功能，使得新安江水電站蓄水后逐步形成千島湖景區(qū)；采用工程措施調(diào)配利用水資源，減輕了流域下游水旱災(zāi)害，避免了嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害的影響。其次，正視水電開發(fā)帶來的生態(tài)環(huán)境負(fù)效應(yīng)，進(jìn)行全過程污染防治和資源保護(hù)，對(duì)擾動(dòng)較大區(qū)域?qū)嵤┉h(huán)境修復(fù)，保證各項(xiàng)環(huán)境措施及時(shí)建設(shè)并有效發(fā)揮作用。再次，做好與生態(tài)環(huán)境規(guī)劃的協(xié)調(diào)，科學(xué)界定開發(fā)利用和敏感因素范圍，在滿足生態(tài)要求的情況下保證必要的水電發(fā)展空間。最后，進(jìn)一步完善水電的生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)比煤電污染物排放的煙塵、二氧化硫、氮氧化物等考核指標(biāo)，水電工程生態(tài)流量、過魚設(shè)施、水溫減緩措施等環(huán)保指標(biāo)，缺乏對(duì)項(xiàng)目所在地生態(tài)環(huán)境實(shí)際需求的科學(xué)論證，且目前有效的流域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)回顧體系尚待完善，難以支撐環(huán)保設(shè)計(jì)內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)等約束指標(biāo)合理定量化，已建環(huán)保設(shè)施(如魚道等)實(shí)施后的真實(shí)生態(tài)環(huán)境效果難以評(píng)估，也間接后續(xù)工程的前期生態(tài)環(huán)境措施論證工作。因此，正確認(rèn)識(shí)水電工程的環(huán)境影響，評(píng)估生態(tài)環(huán)境效益，明確建立有針對(duì)性的環(huán)境保護(hù)內(nèi)容和約束指標(biāo)量化標(biāo)準(zhǔn)，有效實(shí)施生態(tài)環(huán)保措施并及時(shí)跟蹤評(píng)價(jià)，促進(jìn)水電發(fā)展與生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展。