四川省后續(xù)水電中長期發(fā)展規(guī)劃思考

李 亮，周 云，徐 文

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川成都610072)

1 四川水電發(fā)展形勢和環(huán)境

四川省境內(nèi)河流眾多，徑流豐沛，落差巨大，水能資源富集。根據(jù)《四川省水力資源復(fù)查成果》(2015年)，全省水力資源技術(shù)可開發(fā)量1.48億kW，位居全國第二位。在省有關(guān)部門的引領(lǐng)下，近些年四川水電得到了長足的發(fā)展。截至2017年底，全省已在建水電占技術(shù)可開發(fā)量的68.6%，開發(fā)程度顯著提高，已成為全國最大的水電大省。四川水電除滿足自身需要外，還參與全國一次能源平衡，規(guī)劃2020年以后外送規(guī)模2 500萬kW(不考慮金沙江直送)；目前正努力推進(jìn)雅中直流，爭取近年內(nèi)核準(zhǔn)開工。

近年來，水電發(fā)展呈現(xiàn)一定新形勢。多種因素疊加使得短期內(nèi)確實出現(xiàn)了水電富裕過剩、大量棄水的現(xiàn)象，如2016年、2017年調(diào)峰棄水都在140億kW·h左右，實際棄水超過500億kW·h。后續(xù)水電經(jīng)濟性越來越差，當(dāng)前市場機制下電價水平無法彌補發(fā)電成本，銷售收入得不到保障，近年水電企業(yè)投資意愿逐年下降，挫傷了水電行業(yè)發(fā)展的積極性。

十九大報告指出，推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費革命，構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效的能源體系；實施區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略，強化舉措推進(jìn)西部大開發(fā)形成新格局。分析認(rèn)為，雖然當(dāng)前四川水電開發(fā)面臨一系列問題，但這些都是短期暫時的。四川經(jīng)濟社會還將持續(xù)向好發(fā)展，能源電力需求還將長期穩(wěn)步增長。資源稟賦特點決定了水電仍是四川未來能源發(fā)展的主導(dǎo)。梳理看：“十三五”的近幾年新核準(zhǔn)開工、供電四川電網(wǎng)的水電很少；后續(xù)水電開發(fā)建設(shè)周期長，部分工程工期超過5 a，甚至接近10 a。

在此種背景下，四川水電后續(xù)中長期2030年的發(fā)展該何去何從、如何發(fā)展，值得深入思考和超前謀劃。發(fā)展規(guī)劃和政策制定時，需對相關(guān)重大關(guān)鍵問題進(jìn)行深入分析論證。分析結(jié)合近年四川水電發(fā)展的有關(guān)專題研究成果，對后續(xù)水電發(fā)展的五大重要方面進(jìn)行提煉思考，和前瞻規(guī)劃。

2 若干重要問題前瞻思考

2.1 強力推進(jìn)具有戰(zhàn)略性龍頭水庫電站的開發(fā)

四川電力系統(tǒng)水電比重近80%。其中，季調(diào)節(jié)能力以上的水庫電站僅37%，水電豐枯供需矛盾和汛期棄水問題突出；雅礱江和大渡河上的兩河口、雙江口預(yù)計在2022年左右投產(chǎn)，是改善四川電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重要電源點。樂觀的觀點是，兩大控制性水庫投產(chǎn)后，四川電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性問題將不再突出。

對中長期的出力特性進(jìn)一步分析表明，兩大控制性水庫建成后確實有利于改善出力特性，豐枯出力比從2020年的2.65降至2025年的1.44；但其只能解決短期問題使“十四五”期間供需平衡。從長期看，“十五五”期間新增水電站多為日調(diào)節(jié)站，豐枯出力比將再次反彈至1.65，裝機與枯期出力比將再次回升至2.41。對于中長期2030年，四川省的豐枯供需矛盾問題依然突出(見表1)。

表1 雅礱江、大渡河不同水平年出力特性分析

加快調(diào)節(jié)性能好的水庫電站建設(shè)是四川省的重點。四川待開發(fā)水庫電站數(shù)量僅約24座，總裝機容量約392萬kW，總調(diào)節(jié)庫容約62.3億m3，扣除儲能作用小或金沙江直接外送的，可用于解決四川電網(wǎng)結(jié)構(gòu)性問題的不到20座。雅礱江和大渡河上游的下爾呷、上寨、木能達(dá)調(diào)節(jié)庫容大分別達(dá)19.24億、6.8億、13.73億m3，控制落差超過2 500 m(四川省境內(nèi))，具有其他水電及能源無法替代的儲能調(diào)結(jié)構(gòu)作用，對四川電網(wǎng)長期持續(xù)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有戰(zhàn)略意義。三大戰(zhàn)略工程目前面臨經(jīng)濟性、規(guī)劃審批、環(huán)境因素等制約使得前期工作停滯不前。考慮其工期均達(dá)到7～10 a，為四川省能源電力的長期持續(xù)健康發(fā)展，應(yīng)適時將其上升到戰(zhàn)略高度，為開發(fā)建設(shè)創(chuàng)造特殊條件，解決相關(guān)制約問題。

四川省高度重視水庫電站的開發(fā)建設(shè)。2016年下發(fā)“川府發(fā)〔2016〕47號”文鼓勵水庫電站建設(shè)；但由于水庫電站經(jīng)濟性更差，企業(yè)投資意愿低，政策出臺后的開發(fā)建設(shè)水庫電站很少。分析認(rèn)為，相關(guān)研究提出的金融、財稅政策應(yīng)積極推動；但由于事權(quán)一定程度上超過省級范圍而實施難度較大，還是要在市場化方向下針對水庫電站出臺特殊的機制：可重點考慮以市場可承受電價和開發(fā)業(yè)主保本微利為基礎(chǔ)的投資支持制度，成立以政府主導(dǎo)企業(yè)參與的清潔能源發(fā)展基金制度；或再進(jìn)一步單獨提高個別水庫電站的上網(wǎng)電價，以此作為強力的政策引導(dǎo)方可具推動力。因剩余水庫電站數(shù)量已很少，特殊的政策機制對市場沖擊應(yīng)較小，應(yīng)是可接受、可行的。

2.2 配合新能源做好水風(fēng)光互補開發(fā)

十九大報告提出，加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。根據(jù)能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略，未來滿足增量需求將主要依靠清潔可再生能源。四川省風(fēng)、光資源較為富集，且分布上與水能資源較為吻合。西部的金沙江、雅礱江、大渡河干支流附近的風(fēng)能可開發(fā)量約為2 500萬kW，太陽能可開發(fā)量約4 000萬kW，是未來四川省能源重要的發(fā)展方向。

根據(jù)分析預(yù)測，四川2026年～2030年全社會用電量將增加650億kW·h，初步測算期間規(guī)劃時序下新增水電及當(dāng)前政策機制下水電擴機新增電量420億kW·h，即期間將缺電量230億kW·h，其中缺枯期電量125億kW·h。隨著水電開發(fā)程度的提高，為滿足四川省中長期電力系統(tǒng)供需平衡，需要大力發(fā)展風(fēng)能和太陽能。但目前由于風(fēng)、光等可再生能源電能質(zhì)量差，加上四川電力系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)及消納能力限制等，風(fēng)電、光電等可再生能源的發(fā)展并不充分。四川水能資源富集，已在建水電超過1億kW，85%具有日及以上調(diào)節(jié)能力，37%具有季及以上調(diào)節(jié)能力，金沙江、雅礱江、大渡河流域周邊均分布有較多的風(fēng)光資源。水電具有運行靈活、調(diào)峰能力強、快速反應(yīng)等特點，利用金沙江、雅礱江、大渡河流域水電站互補風(fēng)光打捆共同滿足電力系統(tǒng)需求，有利于促進(jìn)風(fēng)光可再生能源的消納，是新常態(tài)下高比例可再生能源系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的重要保障。在能源生產(chǎn)和消費革命新時代背景之下，對水電開發(fā)利用的定位應(yīng)逐漸轉(zhuǎn)變：從以往傳統(tǒng)水電的 “以提供電力系統(tǒng)需要的電量為主，兼顧調(diào)峰、發(fā)揮容量作用”，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵉吞?、安全高效體系下的“以滿足電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻為主，為風(fēng)電、光電等新能源消納提供保障和支撐，提供的新增電量或新能源轉(zhuǎn)移電量僅為滿足調(diào)峰對電量的需要”。

目前，雅礱江、金沙江下游等流域的水風(fēng)光互補規(guī)劃已經(jīng)完成，但水風(fēng)光的互補開發(fā)利用還面臨許多機制、技術(shù)等問題需要深入?yún)f(xié)調(diào)和攻關(guān)解決。為滿足四川中長期的市場需求，考慮到風(fēng)光的開發(fā)建設(shè)周期，水風(fēng)光互補開發(fā)宜利用“十三五”期間水能資源相對富裕時期開展試點工作，解決和理順相關(guān)問題，“十四五”期間大力推動互補開發(fā)，以滿足2026年～2030年的能源電力電量的增量需求。

水電配合新能源互補開發(fā)的其他形式也可進(jìn)一步研究論證，如利用河谷自然形成的地形條件，研究在技術(shù)經(jīng)濟可行的情況下適當(dāng)建抽水蓄能電站以互補風(fēng)光的可能性。

2.3 適應(yīng)電力市場化和市場需求進(jìn)一步調(diào)整河段規(guī)劃

2002年電力體制改革(國發(fā)[2002]5號)“廠網(wǎng)分開”之后，四川水電得到了快速的發(fā)展，絕大部分河流或河段均完成了規(guī)劃，并開展了前期工作和開發(fā)建設(shè)。規(guī)劃河流(河段)數(shù)由2003年的50條(段)增加到現(xiàn)在的近200條(段)，成績卓著。通過梳理，很多河流或河段規(guī)劃完成時間都有10 年以上。當(dāng)前，水電開發(fā)的形勢、政策環(huán)境、市場需求、技術(shù)水平、經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)較之前都發(fā)生了較大的變化，有必要對尚未開發(fā)的部分河流(河段)根據(jù)新形勢、新要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊?guī)劃調(diào)整，以利于推動其開發(fā)建設(shè)。調(diào)整河段規(guī)劃可以考慮兩個方面：

一是，進(jìn)一步梳理河段特點布局季調(diào)節(jié)及以上性能的調(diào)節(jié)水庫。四川省的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性問題是長期的，四川省鼓勵修建調(diào)節(jié)水庫電站的政策也將是長期的。分析梳理結(jié)果(見表2)表明，除繼續(xù)推進(jìn)已規(guī)劃的水庫電站開發(fā)建設(shè)外，還應(yīng)根據(jù)形勢和政策要求轉(zhuǎn)變思路，適時對待開發(fā)的部分河段，深度研究合適地形地質(zhì)、成庫條件的可能，避開敏感的移民環(huán)保問題的新的壩、廠址，適當(dāng)調(diào)整河段布局，使其具有季及以上調(diào)節(jié)能力。這些河段如能尋找到合適的季調(diào)節(jié)水庫，可以使本流域已建梯級水電站受益，且由于其控制落差很多都達(dá)1 000～2 000 m以上，對全省的出力特性也有一定的改善作用。對全省技術(shù)可開發(fā)量10萬kW以上待開發(fā)的中型河流、河段進(jìn)行梳理，不同區(qū)域合計約14條河流可深入論證。例如，霍曲河雄美水電站，根據(jù)下游在建梯級情況及流域綜合性能調(diào)節(jié)等因素，按照省里有關(guān)精神，建設(shè)業(yè)主會同設(shè)計單位進(jìn)行了開發(fā)方式研究，將原引水式調(diào)整為混合式，調(diào)節(jié)性能由原日調(diào)節(jié)變?yōu)槟暾{(diào)節(jié)。開發(fā)方式調(diào)整后，調(diào)節(jié)庫容1.424億m3，裝機容量13.8萬kW。

表2 四川省待開發(fā)中型河流河段情況梳理(10萬kW以上)

二是，對干流部分河段的開發(fā)方案進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。進(jìn)入“十三五”以后，水電的發(fā)展思路有所轉(zhuǎn)變，更加注重工程的效益和經(jīng)濟性，以適應(yīng)市場化的發(fā)展方向；同時，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，部分梯級電站的社會環(huán)境和生態(tài)環(huán)境問題凸顯，一定程度影響項目推進(jìn)；為適應(yīng)當(dāng)前水電發(fā)展新形勢，有必要對干流部分河段的開發(fā)布局進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。例如，雅礱江是國家規(guī)劃的十大流域水電基地之一。其中，雅江縣城(牙根二級庫尾)至孟底溝庫尾(楞古金字寺溝廠址)河段全長121 km，天然落差306 m，平均比降0.253%，局部比降達(dá)0.55%～0.84%，技術(shù)可開發(fā)裝機約366萬kW，原規(guī)劃牙根二級和楞古兩梯級。但近年，規(guī)劃方案所帶來的宗教文化影響越來越顯現(xiàn)，同時兩梯級測算的上網(wǎng)電價分別為0.463元/(kW·h)和0.493元/(kW·h)，在當(dāng)前電力市場環(huán)境下不具有競爭力。為推動河段水電開發(fā)，對河段開發(fā)方案提出新的調(diào)整思路：在楞古上游尋找到合適的壩址進(jìn)行一級混合式開發(fā)，提升工程經(jīng)濟性適應(yīng)電力體制改革發(fā)展，實現(xiàn)工程開發(fā)與社會、生態(tài)環(huán)境的和諧共生。

2.4 滿足中長期需求適時進(jìn)行擴機和發(fā)展中小水電

由于市場需求放緩、水電集中投產(chǎn)、外送通道不暢等多種因素疊加，近年確實出現(xiàn)了水電富裕過剩大量棄水的現(xiàn)象。但分析表明，這只是短期現(xiàn)象，類似1998年～2000年左右的二灘消納一樣帶有周期性。由于近年水電投資意愿下降，加之建設(shè)周期長，中長期2030年電力供需將再度不足狀態(tài)?？紤]外送2 500萬kW的情況下，2020富裕電力436萬kW，2025年供需基本平衡，2030年將缺少近500萬kW。

表3 四川省電力供需平衡分析 萬kW

四川省電力供需平衡表見表3。

為解決中長期的電力供需問題可以考慮多種方式，如在“十四五”期間適時對已建水電站擴機、穩(wěn)步適度放開中小水電核準(zhǔn)開發(fā)、接受藏電外送等。四川水力資源富集，還有近30%的技術(shù)可開發(fā)量待開發(fā)。相比與接受藏電滿足四川需求，做好移民安置和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的前提下，研究優(yōu)化利用自身水能資源，更有利于促進(jìn)地方經(jīng)濟社會發(fā)展。由于后續(xù)水電的開發(fā)建設(shè)周期較長，為解決2030年的供需平衡，應(yīng)站在宏觀戰(zhàn)略的高度，超前謀劃、提前規(guī)劃。

合理擴機是充分利用自身水能資源的有效方式之一?？紤]各已建電站特點及功能定位不同，為滿足2030年的電力市場需求，應(yīng)在“十四五”期間統(tǒng)籌做好相應(yīng)的擴容規(guī)劃。主要考慮幾個原則：一是自身技術(shù)經(jīng)濟性，如龔嘴、二灘等已建多年水電站由于電力系統(tǒng)發(fā)展、市場需求及上游水庫電站建設(shè)等原因，有適當(dāng)擴機的必要且經(jīng)濟上可行，還要側(cè)重分析機電、廠房等建設(shè)條件擴機的技術(shù)可行性；二是考慮適當(dāng)增加系統(tǒng)豐水期調(diào)峰容量，由于日調(diào)節(jié)及徑流式水電站比重大，四川電網(wǎng)豐水期調(diào)峰能力較差，二灘等具有季調(diào)節(jié)以上水庫電站的擴機，除增加發(fā)電效益外，還有助于四川電網(wǎng)豐水期調(diào)峰；三是兼顧風(fēng)光資源好的地區(qū)有利于互補風(fēng)光，水電容量的適當(dāng)增加有利于互補風(fēng)光，為促進(jìn)新能源的開發(fā)。

四川仍有較多中小水電待開發(fā)。為滿足2030年的電力市場需求，應(yīng)在“十四五”期間逐步放開中小水電的核準(zhǔn)開發(fā)。中小水電的核準(zhǔn)開發(fā)應(yīng)堅持幾個原則：首先是優(yōu)先考慮偏遠(yuǎn)貧困地區(qū)，有利于解決經(jīng)濟發(fā)展的不平衡問題；然后是上游已建和新建調(diào)節(jié)水庫的，可有利于補償效益的發(fā)揮；最后是淹沒相對較小的壩式電站和生態(tài)設(shè)施完善的引水式電站。

2.5 適時開展成都周邊抽蓄選點規(guī)劃及開發(fā)建設(shè)工作

成都是西南地區(qū)唯一副省級市、特大城市，是四川最大的負(fù)荷中心。成都區(qū)域電網(wǎng)擔(dān)負(fù)著成都市20個區(qū)(市、縣)的供電任務(wù)，供電區(qū)域13 016 km2。

近年來，作為重要的新一線城市，成都經(jīng)濟持續(xù)快速向好發(fā)展，用電需求逐年快速增長。2015年最大負(fù)荷為928.6萬kW；2017年7月27日，成都電網(wǎng)最大負(fù)荷達(dá)1 123萬kW，為歷史最高；2018年1月29日成都電網(wǎng)負(fù)荷達(dá)1 107.1萬kW 為歷年冬季最大負(fù)荷。從負(fù)荷特性上看，夏、冬季受空調(diào)用電影響較大，短時間內(nèi)負(fù)荷高峰，峰谷差逐漸拉大，即缺電力。成都是典型的受端電網(wǎng)，網(wǎng)內(nèi)有金堂燃煤電廠(120萬kW)，同時成都周邊江油、內(nèi)江等也分布有內(nèi)江白馬循環(huán)流化床示范電廠(90萬kW)、內(nèi)江高壩電廠(10萬kW)等火電廠。

抽水蓄能電站具有雙向調(diào)峰填谷的作用，是電網(wǎng)靈活運行最為優(yōu)質(zhì)的電源，優(yōu)于燃?xì)怆娬?、燃煤電站等化石能源。為支撐成都周邊電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟運行，有必要配套建設(shè)一定規(guī)模的抽水蓄能電站。考慮到抽水蓄能電站的勘測設(shè)計和開發(fā)建設(shè)需要一定周期，應(yīng)抓緊開展成都周邊地區(qū)抽水蓄能電站的普查、選點規(guī)劃及開發(fā)建設(shè)工作。

3 結(jié) 語

領(lǐng)會“十九大”報告精神和國家能源發(fā)展戰(zhàn)略方針，結(jié)合四川能源資源稟賦，四川應(yīng)繼續(xù)科學(xué)有序發(fā)展后續(xù)水電，同時考慮水電的建設(shè)周期需提前謀劃布局。針對后續(xù)水電發(fā)展中的重大問題，提出發(fā)展思路：應(yīng)在省級政府事權(quán)范圍內(nèi)強有力的政策手段推動龍頭水庫電站尤其三大戰(zhàn)略工程的建設(shè)，協(xié)調(diào)、解決水風(fēng)光互補開發(fā)的機制、技術(shù)問題以便大力推動互補開發(fā)滿足中遠(yuǎn)期的增量需求；根據(jù)新形勢、新要求進(jìn)行必要的河段規(guī)劃調(diào)整推動其開發(fā)建設(shè)，應(yīng)不被短期電力過剩掩蓋而適時進(jìn)行擴機規(guī)劃和發(fā)展中小水電滿足中長期需求，成都周邊發(fā)展抽水蓄能匹配需求特性同時填補四川抽水蓄能電站空白。這些可為相關(guān)能源主管部門開展“十四五”等相關(guān)規(guī)劃或政策制定做參考。