基于水電開發(fā)格局的西藏清潔能源建設(shè)布局初步研究

李光偉，古家平

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 611130)

1 資源概況及開發(fā)現(xiàn)狀

西藏是重要的生態(tài)安全屏障、重要的戰(zhàn)略資源儲備基地及重要的“西電東送”接續(xù)基地。全區(qū)以水能為主的清潔能源資源豐富，優(yōu)勢得天獨厚。據(jù)統(tǒng)計，全區(qū)清潔能源儲量超過10億kW，其中：水能資源理論蘊藏量約2.14億kW；太陽能資源理論儲量約7億kW；風(fēng)能資源理論儲量約1.8億kW。結(jié)合西藏生態(tài)環(huán)境保護、技術(shù)經(jīng)濟等方面綜合分析，全區(qū)現(xiàn)實可開發(fā)的清潔能源電力裝機達5億kW，其中：水能資源技術(shù)可開發(fā)量1.76億kW，光伏電站技術(shù)可開發(fā)量約3.2億kW；風(fēng)能技術(shù)可開發(fā)量約0.3億kW。

受經(jīng)濟發(fā)展和地理位置等多種因素的制約，西藏清潔能源資源豐富的優(yōu)勢還沒有得到有效發(fā)揮。截至2018年底，全區(qū)已建和在建的水電、風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機容量分別為610萬kW、5.75萬kW和100萬kW，分別占技術(shù)可開發(fā)量的2.9%、0.2%和0.3%，開發(fā)潛力巨大。西藏水、風(fēng)、光三種清潔能源資源概況及開發(fā)現(xiàn)狀統(tǒng)計見表1。

表1 西藏清潔能源資源概況及開發(fā)利用現(xiàn)狀統(tǒng)計

2 加快清潔能源開發(fā)的重要意義

能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，事關(guān)民生改善和群眾福祉。西藏自然環(huán)境獨特，生態(tài)脆弱，對生態(tài)環(huán)境保護的要求更為嚴格。因地制宜，開發(fā)利用西藏豐富的清潔能源資源，為西藏經(jīng)濟社會發(fā)展提供綠色、可再生的能源支撐，既是西藏能源發(fā)展的必然選擇，也是建設(shè)美麗西藏的根本要求，對筑牢國家生態(tài)安全屏障意義重大。

2.1 符合國家能源發(fā)展總體戰(zhàn)略

在當(dāng)今能源發(fā)展的大變革時期，世界能源格局面臨向清潔主導(dǎo)、電為中心的轉(zhuǎn)變。黨的十八大以來，“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念成為時代主題。黨的十九大再次強調(diào)了建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟體系，同時提出推進能源生產(chǎn)和消費革命，構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效的現(xiàn)代能源體系；貫徹習(xí)近平新時代“能源革命”思想和我國應(yīng)對氣候變化的承諾；構(gòu)建以清潔低碳能源為主的能源體系，既要滿足未來電力需求的“增量”，又要彌補未來煤電退出的“存量”缺口，有序推動非化石能源從增量替代向存量替代的轉(zhuǎn)變。

我國是全球最大的能源生產(chǎn)國和消費國，煤炭在其中占據(jù)重要位置。通過多年的努力，2018年煤炭占一次能源消費比例首次低于60%，但火力發(fā)電依舊是我國主要的發(fā)電形式。2018年火力發(fā)電量為4.98萬億kW·h，占總發(fā)電量的73.3%。要實現(xiàn)我國中遠期節(jié)能減排目標和非化石能源發(fā)展目標，我們還須大力發(fā)展清潔能源資源。從我國清潔能源資源總量看，水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電技術(shù)可開發(fā)量分別超過6.9億kW、35億kW、55億kW。從資源分布特點看，未來清潔能源發(fā)展的重點區(qū)域為西南和“三北”地區(qū)。據(jù)估算，建成西藏清潔能源后可提供約5億kW電力和每年近1.7萬億kW·h電量，將成為我國未來能源電力新增供應(yīng)的重要來源和支柱，在能源生產(chǎn)消費結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化過程中發(fā)揮重要作用。加快清潔能源的開發(fā)，事關(guān)國家能源戰(zhàn)略實施和國家能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整。

2.2 有利于促進“一帶一路”國際合作

西藏是古絲綢之路的重要組成部分。從區(qū)位條件上看，西藏內(nèi)聯(lián)“一帶一路”上的新疆、青海、四川、云南等省份，外接印度、尼泊爾、緬甸、不丹等國家，是聯(lián)系內(nèi)外的重要樞紐。把西藏建設(shè)成為國家面向南亞開放的重要通道，是“一帶一路”倡議的重要組成部分，也是西藏加快發(fā)展的希望和機遇所在。

加快推進西藏清潔能源開發(fā)，為西藏經(jīng)濟社會長足發(fā)展和長治久安奠定重要基礎(chǔ)的同時，可形成面向南亞開放的重要能源通道，實現(xiàn)對尼泊爾、印度等國清潔能源供應(yīng)，增強區(qū)域能源安全協(xié)同保障能力，實現(xiàn)共享綠色發(fā)展；有利于與“一帶一路”南亞國家、孟中印緬經(jīng)濟合作區(qū)以及環(huán)喜瑪拉雅經(jīng)濟帶各國交通、電力等基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通，搭建區(qū)域國際合作的戰(zhàn)略平臺，加強與南亞諸國的經(jīng)貿(mào)合作，逐步推動形成環(huán)喜馬拉雅區(qū)域的資源優(yōu)化配置市場。

2.3 有利于推進國家生態(tài)文明建設(shè)

西藏是青藏高原的主體，素有“世界屋脊”和“地球第三極”之稱，是我國和亞洲的江河源，是亞洲乃至北半球氣候變化的敏感區(qū)，是國家重要的生態(tài)安全屏障，在調(diào)節(jié)氣候、水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護等方面發(fā)揮著不可替代的作用。目前，西藏自治區(qū)生物質(zhì)能消費仍較高，給本來就脆弱的生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴重的破壞。建成西藏清潔能源后，每年可提供近1.7萬億kW·h的清潔電力，若按火電機組平均供電煤耗295 g/kW·h，每年可節(jié)約燃煤約5億t、減少二氧化碳排放量12.5億t、減少二氧化硫排放量0.38億t，可以改善局部氣候和生態(tài)系統(tǒng)，有利于保護良好生態(tài)系統(tǒng)，保持和提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，構(gòu)建國土生態(tài)安全格局，對“維持生態(tài)平衡、確保經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展”具有重要的支撐作用。此外，清潔能源開發(fā)可使西藏全面實現(xiàn)清潔能源電氣化，推動優(yōu)化產(chǎn)業(yè)空間布局和綠色轉(zhuǎn)型，減輕對生態(tài)脆弱地區(qū)發(fā)展的承載壓力，形成良性發(fā)展。

2.4 有利于富民興藏和實現(xiàn)全面建成小康社會目標

2015年8月，中共中央、國務(wù)院召開第六次西藏工作座談會。會議強調(diào)，同全國其他地區(qū)一樣，西藏和四省藏區(qū)已經(jīng)進入全面建成小康社會決定性階段。西藏經(jīng)濟基礎(chǔ)相對薄弱，能源、交通等基礎(chǔ)設(shè)施投資是穩(wěn)定拉動西藏經(jīng)濟增長的重要方式。加快西藏清潔能源開發(fā)，將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)換為經(jīng)濟優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，一方面可以帶來充足的能源供應(yīng)，滿足西藏日益增長的用電需求；另一方面，通過資源的開發(fā)將直接或間接帶動并促進地方產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有效拉動西藏經(jīng)濟增長，提高西藏財政收入，促進西藏產(chǎn)業(yè)發(fā)展與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，促進百姓脫貧致富、推動城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設(shè)進程，增強西藏“造血”功能，對全力推動西藏經(jīng)濟社會長足發(fā)展和長治久安、全面建成小康社會具有重大現(xiàn)實意義和深遠歷史意義。

3 能源資源開發(fā)的技術(shù)條件

3.1 資源開發(fā)技術(shù)

近十余年來，我國清潔能源開發(fā)利用技術(shù)日趨成熟。水電方面，隨著三峽、溪洛渡、錦屏等巨型工程的相繼建成投產(chǎn)，以及白鶴灘、兩河口、葉巴灘等電站的開工建設(shè)，水電工程勘察設(shè)計和施工技術(shù)、運行管理、機電設(shè)備制造等技術(shù)已居世界先進水平。風(fēng)電領(lǐng)域，當(dāng)前我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力和速度不斷提升，形成了完整的風(fēng)電裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈，特別是大容量機組研發(fā)，長葉片、高塔架應(yīng)用以及適合低風(fēng)速風(fēng)況和惡劣環(huán)境的風(fēng)電機組開發(fā)等處于國際領(lǐng)先水平，引領(lǐng)全球風(fēng)電發(fā)展。光伏領(lǐng)域，通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，目前我國已經(jīng)形成成熟且有競爭力的光伏產(chǎn)業(yè)鏈，光伏制造的大部分關(guān)鍵設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)本土化并逐步推行智能制造，在世界上處于領(lǐng)先水平。另外，為了發(fā)展新能源，在儲能技術(shù)、多能互補技術(shù)以及微電網(wǎng)等方面也進行了有效的示范。從這些方面來看，我國水電、風(fēng)電、光伏產(chǎn)業(yè)的制造能力已經(jīng)位居世界首位，正在從“制造大國”向“制造強國”邁進，為清潔能源的開發(fā)提供了堅實的技術(shù)保障。

3.2 特高壓輸電技術(shù)

近年來，我國通過大規(guī)模研究論證、技術(shù)攻關(guān)以及工程實踐，建立了包括研究、設(shè)計、制造在內(nèi)完整的特高壓輸電技術(shù)體系。截至2017年底，我國已建成投運“八交十直”共計18條特高壓輸電線路，其中8個1 000 kV特高壓交流輸電工程，10個±800 kV特高壓直流輸電工程，實現(xiàn)了“西電東送”以及電網(wǎng)資源優(yōu)化配置的目標。隨著這些工程的穩(wěn)定運行，特高壓輸電技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，進入大規(guī)模推廣應(yīng)用階段。目前西藏電網(wǎng)已經(jīng)通過青藏直流輸電工程，川藏聯(lián)網(wǎng)工程實現(xiàn)了與區(qū)外聯(lián)網(wǎng)，在保障區(qū)內(nèi)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行的同時，也為實現(xiàn)區(qū)內(nèi)清潔能源電力外送奠定了基礎(chǔ)。除此之外，金沙江上游直送河北通道、青藏直流聯(lián)網(wǎng)工程二期工程和中尼聯(lián)網(wǎng)工程的有序推進，也將為近期西藏清潔能源開發(fā)利用提供重要的支撐。

4 清潔能源建設(shè)布局

4.1 發(fā)展思路

根據(jù)西藏能源資源稟賦、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展?jié)摿ΓY(jié)合我國能源發(fā)展戰(zhàn)略、西藏清潔能源在我國能源資源中的戰(zhàn)略定位、西藏經(jīng)濟社會長期可持續(xù)發(fā)展的能源需求等綜合分析，西藏能源總體發(fā)展應(yīng)以清潔能源資源開發(fā)為主，在滿足區(qū)內(nèi)能源電力需求的基礎(chǔ)上，推進跨區(qū)域電力互濟；在國家能源發(fā)展戰(zhàn)略總體布局下，構(gòu)建國家重要的清潔能源基地，積極參與全國能源電力平衡；在國家“一帶一路”布局框架下，探索建立與南亞鄰國的能源合作關(guān)系。結(jié)合區(qū)內(nèi)清潔能源資源特點和開發(fā)條件，當(dāng)前應(yīng)以水能資源開發(fā)為基礎(chǔ)，同步推進太陽能、風(fēng)能等新能源的規(guī)?；_發(fā)利用，構(gòu)建并完善以水電為主、多能互補、互聯(lián)互通的穩(wěn)定、清潔、經(jīng)濟、可持續(xù)發(fā)展的綜合能源體系和國家重要的清潔能源基地。

4.2 布局原則

由于自然條件和發(fā)展基礎(chǔ)的限制，西藏人口稀少，自身能源電力需求規(guī)模較小。根據(jù)相關(guān)預(yù)測，2020年、2025年、2030年，西藏電力需求分別為100億kW·h、130億kW·h、160億kW·h。鑒于電力需求及豐富的清潔能源這一現(xiàn)狀，全區(qū)宜積極參與全國一次能源平衡，以區(qū)外消納為主。當(dāng)前西藏水電開發(fā)格局已基本明晰，除藏東南水電能源基地直接外送外，西藏其他區(qū)域的水電建成后均接入西藏電網(wǎng)，在滿足西藏自身能源電力需求的基礎(chǔ)上，參與西藏電網(wǎng)與區(qū)外電網(wǎng)間的電力互濟或者向臨近國家電網(wǎng)的電力外送。太陽能、風(fēng)能是西藏除水能以外的優(yōu)勢清潔能源，但由于地理位置和出力特性的限制，西藏太陽能、風(fēng)能單獨外送經(jīng)濟性較差或者不具備單獨外送條件，需依托水電外送通道和調(diào)峰能力實現(xiàn)其規(guī)模化開發(fā)利用。本文提出基于水電開發(fā)格局的西藏清潔能源規(guī)模化開發(fā)布局原則如下：

(1)與水電外送通道建設(shè)規(guī)劃和送出能力相適應(yīng)，并適度超前。西藏清潔能源以區(qū)外消納為主，其發(fā)展規(guī)劃要與水電外送通道建設(shè)規(guī)劃和送出能力相適應(yīng)。此外，從適應(yīng)通道建設(shè)的不確定性、增強項目儲備的角度，規(guī)劃應(yīng)當(dāng)適度超前，以更好地支持西藏清潔能源發(fā)展。

(2)合理搭配水電、風(fēng)電和太陽能發(fā)電規(guī)模。分析比較水電、太陽能發(fā)電和風(fēng)電的資源特點、互補特性和經(jīng)濟性，新能源與水電最大按1:1的裝機規(guī)模比例搭配；新能源的開發(fā)應(yīng)以太陽能發(fā)電為主，在資源量充足的情況下，按照太陽能發(fā)電與風(fēng)電5:1配比，合理搭配風(fēng)電規(guī)模。

(3)結(jié)合外送通道規(guī)劃建設(shè)布局，由近及遠搭配風(fēng)光電。西藏太陽能、風(fēng)能等清潔能源的規(guī)?；_發(fā)需依托水電外送通道及西藏電網(wǎng)與區(qū)外聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)，應(yīng)結(jié)合各外送通道位置和清潔能源資源分布進行建設(shè)布局，并按照由近及遠的原則搭配各區(qū)域風(fēng)光電。

4.3 建設(shè)布局

西藏水力資源主要集中在藏東南地區(qū)的雅魯藏布江下游和“三江”上游，該區(qū)域水電規(guī)劃集中外送，其余流域資源在滿足內(nèi)需的基礎(chǔ)上，以網(wǎng)對網(wǎng)的形式參與外送。西藏電網(wǎng)目前通過青藏直流聯(lián)網(wǎng)和川藏聯(lián)網(wǎng)工程實現(xiàn)了與區(qū)外的互聯(lián)互通，此外，西藏電網(wǎng)規(guī)劃在“十四五”期間實施與尼泊爾電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，屆時，西藏電網(wǎng)將有三條線路與區(qū)外電網(wǎng)相連，富余電力電量可通過這三條線路送出。按照相關(guān)規(guī)劃和研究成果，西藏水電未來將通過西藏電網(wǎng)3條跨區(qū)域聯(lián)網(wǎng)線路(其中2條已建)和藏東南水電規(guī)劃15條集中外送通道送出。

西藏太陽能、風(fēng)能等新能源單獨外送的經(jīng)濟性差，但其出力與水電具有互補性。分析西藏風(fēng)光電等資源分布特點，結(jié)合各水電外送通道規(guī)劃情況可知，西藏風(fēng)光電資源可依托水電的開發(fā)并借助水電送出通道的富余輸送能力和調(diào)峰能力，與水電打捆送出，實現(xiàn)西藏清潔能源基地式、規(guī)?；_發(fā)。

結(jié)合區(qū)內(nèi)各類資源分布及電網(wǎng)已建和規(guī)劃聯(lián)網(wǎng)線路、藏東南水電能源基地初擬輸電方案，按照區(qū)域劃分，并結(jié)合太陽能、風(fēng)能等資源條件，提出“日喀則區(qū)域+雅江中游區(qū)域+昌都區(qū)域+那曲區(qū)域”的西藏新能源建設(shè)布局構(gòu)想。該布局規(guī)劃風(fēng)光電總規(guī)模2 425萬kW，其中太陽能發(fā)電規(guī)模1 850萬kW，風(fēng)電規(guī)模575萬kW。各區(qū)域規(guī)劃布局構(gòu)想見表2。

4.3.1 日喀則區(qū)域

日喀則區(qū)域太陽能輻射量較高，區(qū)域南部風(fēng)能資源較豐富，考慮避讓自然保護區(qū)和禁止開發(fā)區(qū)后，仍具備規(guī)模開發(fā)風(fēng)光電的條件。日喀則處于西藏中部電網(wǎng)覆蓋范圍，區(qū)域新能源建成后接入西藏主電網(wǎng)，與電網(wǎng)富余水電打捆后可依托中尼聯(lián)網(wǎng)送出。

考慮西藏電網(wǎng)中遠期電力供需平衡情況，及中尼聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)規(guī)模和建設(shè)前景，考慮該區(qū)域規(guī)劃新能源規(guī)模300萬kW，其中光伏電站250萬kW，風(fēng)電50萬kW，開發(fā)時間在2030年前后。

4.3.2 雅江中游區(qū)域

雅江中游區(qū)域主要涉及山南市，區(qū)域太陽能輻射量較高，風(fēng)能資源豐富，考慮避讓自然保護區(qū)和禁止開發(fā)區(qū)后，仍具備規(guī)模開發(fā)風(fēng)光電的條件。

西藏已建內(nèi)需電源主要集中在雅魯藏布江中游干支流。從目前區(qū)內(nèi)水電前期工作情況看，未來一段時期內(nèi)，西藏內(nèi)需電源建設(shè)亦主要集中在雅魯藏布江中游。因此，雅魯藏布江中游水電既是滿足西藏內(nèi)需的骨干電源，也是西藏電網(wǎng)實現(xiàn)與其他電網(wǎng)間電力交換的基礎(chǔ)。雅江中游區(qū)域新能源可以骨干水電電源為依托，借助青藏聯(lián)網(wǎng)和川藏聯(lián)網(wǎng)工程實現(xiàn)送出。

青藏聯(lián)網(wǎng)和川藏聯(lián)網(wǎng)目前送電能力合計為80萬kW，待青藏聯(lián)網(wǎng)擴建、川藏聯(lián)網(wǎng)線路加強后，合計送電能力預(yù)計可達到200萬kW。因此，該區(qū)域規(guī)劃新能源規(guī)模200萬kW，其中光伏電站150萬kW，風(fēng)電50萬kW，考慮在2025～2030年分期開發(fā)。

4.3.3 昌都區(qū)域

昌都太陽能資源非常豐富且穩(wěn)定度高，屬資源最豐富區(qū)，但受橫斷山脈地形條件影響，可開發(fā)區(qū)域全部集中在平原地帶。昌都風(fēng)資源較好，具備風(fēng)能發(fā)電的條件，考慮避讓自然保護區(qū)及禁止開發(fā)區(qū)后，具備規(guī)模開發(fā)風(fēng)光電的條件。

昌都地區(qū)水力資源豐富，主要集中在“三江”上游，是藏東南水電能源基地的組成部分，建成后規(guī)劃通過特高壓直流輸電線路送出。

分析水電建設(shè)規(guī)劃和相應(yīng)外送通道規(guī)劃和建設(shè)情況，昌都區(qū)域規(guī)劃新能源規(guī)模565萬kW，其中光伏電站470萬kW，風(fēng)電95萬kW，并考慮在2025～2035年分期開發(fā)。

4.3.4 那曲區(qū)域

那曲地區(qū)太陽能和風(fēng)能資源均極其豐富，但禁止開發(fā)區(qū)域占比較大，考慮避讓自然保護區(qū)及禁止開發(fā)區(qū)后，仍具備大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電光伏的條件。

那曲地區(qū)位于西藏電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)，由于區(qū)域可開發(fā)新能源規(guī)模大，而西藏電網(wǎng)外送通道送電能力有限，那曲區(qū)域風(fēng)電光伏規(guī)模開發(fā)需考慮利用臨近易貢藏布、帕隆藏布等大型水電直流外送通道。結(jié)合資源分布特點、水電外送通道規(guī)劃和建設(shè)前景，那曲區(qū)域規(guī)劃新能源規(guī)模1 360萬kW，其中光伏電站980萬kW、風(fēng)電380萬kW，考慮在2035年后分期開發(fā)。

表2 西藏新能源總體建設(shè)規(guī)劃布局構(gòu)想

5 結(jié) 語

西藏是國家重要的清潔能源基地和戰(zhàn)略資源儲備基地。西藏自身能源電力需求量較小，區(qū)內(nèi)豐富的清潔能源在滿足西藏經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎(chǔ)上，宜以區(qū)外消納為主，參與全國能源電力平衡。西藏水力資源主要集中在藏東南地區(qū)的雅魯藏布江下游和“三江”上游，該區(qū)域水電規(guī)劃集中外送，其余流域資源在滿足內(nèi)需的基礎(chǔ)上，以網(wǎng)對網(wǎng)的形式參與外送。西藏太陽能、風(fēng)能等新能源單獨外送經(jīng)濟性較差，應(yīng)與水電打捆送出?；谒婇_發(fā)格局，本文提出了“日喀則區(qū)域+雅江中游區(qū)域+昌都區(qū)域+那曲區(qū)域”的西藏新能源總體建設(shè)布局構(gòu)想，以實現(xiàn)西藏清潔能源規(guī)?；_發(fā)，在提升清潔能源外送的經(jīng)濟合理性的同時，助力我國能源綠色發(fā)展戰(zhàn)略的實施。