可持續(xù)水電評價方法研究

孫 丹 丹， 劉 園， 蔣 紅

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

1 水電可持續(xù)評價的發(fā)展現(xiàn)狀

在全球氣候變化要求減少溫室氣體排放的背景下，水電作為可規(guī)模利用的清潔能源相較于化石能源具有相當(dāng)大的優(yōu)勢，水電得到大規(guī)模的開發(fā)利用[1]。與此同時，開發(fā)水電帶來的生態(tài)環(huán)境問題也日益受到國內(nèi)外專家的廣泛關(guān)注，基于這樣的背景，20世紀(jì)80年代初，歐美一些發(fā)達(dá)國家開始針對水壩建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響、河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)等方面開展了大量研究工作。為減緩水電開發(fā)造成的負(fù)面生態(tài)影響，產(chǎn)生了瑞士的綠色水電評價和美國的低影響水電認(rèn)證。

瑞士的綠色水電標(biāo)準(zhǔn)從水文特征、河流系統(tǒng)連通性、泥沙與河流形態(tài)、景觀與生境、生物群落5個方面反映健康河流生態(tài)系統(tǒng)的特征[2]，并通過5個方面的管理措施來實現(xiàn)，即最小流量管理、調(diào)峰、水庫管理、泥沙管理、電站設(shè)計。環(huán)境范疇與管理范疇的內(nèi)容結(jié)合，形成一個環(huán)境管理矩陣，整個矩陣為其25個域中的每一個域定義了環(huán)境目標(biāo)、基本要求和詳細(xì)的方法。綠色水電認(rèn)證的目的是努力將水電站對生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響降至最低，評價方法采用的是定性評價。

美國低影響水電從8個方面提出了“低影響水電”應(yīng)滿足的條件，即：流量、水質(zhì)、魚類保護(hù)措施、流域保護(hù)、瀕危物種保護(hù)、文化資源保護(hù)、公共娛樂功能、未被建議拆除。認(rèn)證審查人員對照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷，只有滿足所有標(biāo)準(zhǔn)的水電站才能通過認(rèn)證。低影響水電旨在幫助識別和獎勵那些通過采取措施將水電對環(huán)境的負(fù)面影響降至最低程度的水電站，使其發(fā)電企業(yè)在市場營銷中更具競爭力。美國低影響水電認(rèn)證和瑞士的綠色水電認(rèn)證的共同點都是以環(huán)境保護(hù)為主要目標(biāo)，關(guān)注水電工程對生態(tài)環(huán)境的影響，且該兩種認(rèn)證制度并未提及可持續(xù)水電的概念[3]。

在綠色水電站評價和低影響水電認(rèn)證的啟發(fā)和影響下，一些國際機構(gòu)開發(fā)了水電可持續(xù)性評估工具，最具代表性的為國際水電協(xié)會(International Hydropower Association，IHA)與湄公河委員會(Mekong River Commission，MRC)分別推出的《水電可持續(xù)性評估規(guī)范》(Hydropower Sustainability Assessment Protocol)與“可持續(xù)水電快速評估工具(Rapid basin-wide Sustainability Assessment Tool)”。

水電可持續(xù)性評估規(guī)范針對水電工程所處的前期、準(zhǔn)備、實施和運行四個階段，提供獨立的可持續(xù)性評估工具。評估主題涵蓋環(huán)境、社會、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)四個方面，根據(jù)工程各階段的不同特點，設(shè)置不同的評估主題[4]，每個評估主題的得分從1分到5分不等。評估主題頁內(nèi)給出3分的完整說明，描述的是基本良好實踐；5分說明給出的則是3分說明之外的附加要求，表達(dá)的是已被證實的最佳實踐；其他評分等級的說明，則是以3分和5分為參照點給出標(biāo)準(zhǔn)[5]。

可持續(xù)水電快速評估工具是湄公河委員會基于湄公河流域的開發(fā)現(xiàn)狀以及作為跨境河流的特殊屬性所開發(fā)的可持續(xù)評估工具，其特點是著眼于整個流域評估任何階段水電發(fā)展的可持續(xù)性。評估設(shè)置11個主題共53項指標(biāo)，每項指標(biāo)給出1～5分的評分標(biāo)準(zhǔn)。評估時可根據(jù)評估目的選擇相應(yīng)指標(biāo)。

水電可持續(xù)性評估規(guī)范與可持續(xù)水電快速評估工具總體來講仍是定性評估，評估方法相對復(fù)雜。評估者對工具的熟練程度、評估專家對工程的認(rèn)識等都將直接影響評估結(jié)果。

我國水能資源豐富，隨著近年水電開發(fā)速度的加快，主要河流梯級開發(fā)布局已基本形成[6]。水電開發(fā)過程中，生態(tài)環(huán)境、征地和移民安置、發(fā)電企業(yè)管理等方面也不斷涌現(xiàn)出各種各樣的問題和不足，為適應(yīng)生態(tài)文明建設(shè)和能源綠色發(fā)展的要求，有必要探索研究適應(yīng)我國水電發(fā)展國情的可持續(xù)性評價標(biāo)準(zhǔn)。

2 可持續(xù)水電評價內(nèi)容及方法

參考《水電可持續(xù)性評價規(guī)范》《可持續(xù)水電快速評估工具》《綠色水電》等國際性技術(shù)規(guī)范，考慮水電站在設(shè)計、建設(shè)和運行中各利益相關(guān)方的需求，結(jié)合生態(tài)環(huán)境、安全管理等方面的要求，分別針對水電站設(shè)計、建設(shè)和運行三個階段建立評價指標(biāo)體系。評價指標(biāo)體系設(shè)置目標(biāo)層、要素層和指標(biāo)層，根據(jù)水電工程所處開發(fā)時段設(shè)置各時段評估主題，并擬定評價指標(biāo)。單個指標(biāo)的評估主要采用定量或定性方式，并盡量采用定量方法計算出單項指標(biāo)的具體數(shù)值，并對照評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行賦分，根據(jù)單項指標(biāo)的得分和各項指標(biāo)權(quán)重，得出最終評價總分。單項指標(biāo)評分采用5分制，總分采用百分制，高于60分即可認(rèn)為水電工程可持續(xù)。以設(shè)計階段評價指標(biāo)體系為例，目標(biāo)層為社會經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、管理三個方面，對應(yīng)的要素層和指標(biāo)層各設(shè)置11個評估主題及12個單項評價指標(biāo)(表1)。

3 案例分析

根據(jù)設(shè)計階段可持續(xù)水電評價指標(biāo)體系，選取金沙江上游某大型水電站作為案例進(jìn)行分析[7]。該水電站位于西藏自治區(qū)和四川省交界的金沙江干流上，電站采用堤壩式開發(fā)，壩型為混凝土雙曲拱壩，最大壩高217 m，庫容10.8億m3，調(diào)節(jié)庫容5.37億m3，電站總裝機容量224萬kW。電站于2016年11月通過國家發(fā)展和改革委員會核準(zhǔn)，目前正處在建設(shè)階段，但由于尚未達(dá)到建設(shè)高峰年，因此本文采用設(shè)計階段評價指標(biāo)對該水電站可持續(xù)性進(jìn)行評價。

3.1 經(jīng)濟(jì)社會評價

該水電站裝機容量224萬kW，多年平均年發(fā)電量為102.98億kWh，運行期將給當(dāng)?shù)貛泶罅康呢斦愂?，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供能源支持。電站建設(shè)期間隨著工程資金的投入，將為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造良好的機遇。施工期間由于大量施工人員進(jìn)駐，將促進(jìn)當(dāng)?shù)叵M需求的猛增，從而促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)、餐飲業(yè)和其他服務(wù)業(yè)的發(fā)展，對于當(dāng)?shù)氐谌a(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展具有極大的促進(jìn)作用。

該水電站固定資產(chǎn)投資約294億元，建設(shè)期將對地方經(jīng)濟(jì)增長產(chǎn)生拉動作用，并對地方財政稅收做出較大貢獻(xiàn)。經(jīng)測算，電站投資建設(shè)期間(2014～2024年)，可拉動西藏GDP增長1.13個百分點，可拉動四川省經(jīng)濟(jì)增長0.05個百分點。

電站投運后，通過項目自身發(fā)揮效益，促進(jìn)西藏和四川兩省經(jīng)濟(jì)增長。經(jīng)測算，2025年對西藏經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)率為5.2%，可拉動自治區(qū)經(jīng)濟(jì)增長0.52個百分點；對四川省的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率為0.32%，可拉動全省經(jīng)濟(jì)增長0.03個百分點。

表1 水電站設(shè)計階段可持續(xù)評價指標(biāo)體系

該電站處于金沙江上游，區(qū)域人口分布稀少，水庫淹沒及工程占地涉及人口數(shù)量少，移民安置難度可接受。

綜合以上分析，對照可持續(xù)評價的賦分原則，該電站經(jīng)濟(jì)社會評價得分為27分。

3.2 環(huán)境評價

電站的建設(shè)對當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用，可有效改善區(qū)域交通等基礎(chǔ)設(shè)施條件，解決當(dāng)?shù)厝罕娋蜆I(yè)，社會效益顯著。電站不涉及環(huán)境敏感區(qū)，工程按照現(xiàn)行環(huán)保法律法規(guī)要求編制環(huán)境影響評價報告，并針對工程建設(shè)和運行可能對環(huán)境產(chǎn)生的影響制定了完善的環(huán)境保護(hù)措施體系。電站運行期年發(fā)電量102.98億kWh，可實現(xiàn)737.7萬t/y的減排效益，在一定程度上防止了非再生能源的消耗及其帶來的環(huán)境問題，具有較好的環(huán)境效益。另外，為減免工程建設(shè)及運行造成的不利環(huán)境影響，工程制定了系統(tǒng)的環(huán)保措施方案，包括施工期廢污水處理、固體廢物處理、噪聲及粉塵污染控制、移民安置環(huán)境保護(hù)、水生生態(tài)保護(hù)、陸生生態(tài)保護(hù)等。工程環(huán)保措施實施后，工程建設(shè)及移民可能造成的新增水土流失基本可以得到控制；水庫可能會使局部小環(huán)境變得濕潤，使旱生河谷灌叢或草叢植被類型向半濕潤的植被類型演化。

因此，該電站具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，對照可持續(xù)評價的賦分原則，該電站環(huán)境評價得分為33分。

3.3 管理評價

為合理開發(fā)金沙江豐富的水能資源，加強藏區(qū)電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，實現(xiàn)“藏電外送”，構(gòu)建國家“西電東送”接續(xù)能源基地，國家發(fā)展和改革委員會于2011年8月批準(zhǔn)同意該電站開展前期工作。2011年7月國家環(huán)保部對金沙江上游水電規(guī)劃環(huán)評進(jìn)行批復(fù)，2016年4月對電站環(huán)評進(jìn)行了批復(fù)。電站開發(fā)建設(shè)單位為華電金沙江上游水電開發(fā)有限公司，中國華電集團(tuán)有限公司直屬的水電流域公司，受集團(tuán)總部直接管理，主要負(fù)責(zé)金上川藏段梯級電站和沿江風(fēng)光電資源的開發(fā)建設(shè)和管理。公司管理水平先進(jìn)，運營能力處于行業(yè)領(lǐng)先水平，抗風(fēng)險能力較強。

工程建設(shè)前期，按照國家法律法規(guī)及要求完成了各項行政審批手續(xù)，最終取得核準(zhǔn)文件，項目前期工作依法依規(guī)。項目建設(shè)單位具有良好的資金水平及項目管理能力，對照可持續(xù)評價的賦分原則，該電站管理評價得分為18分。

3.4 結(jié)果分析

綜合權(quán)重，確定該電站的最終得分(圖1)，通過定量計算和定性分析，得出該電站各單項指標(biāo)的評價得分(表2)。

圖1 可持續(xù)性評價得分結(jié)果

表2 設(shè)計階段可持續(xù)評價結(jié)果

由評價結(jié)果可見，該電站在經(jīng)濟(jì)社會方面的得分最多，為5分；由于該電站的開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，無其他綜合利用功能，因此，工程綜合利用效益得分最低，為1分；電站地處川藏地區(qū)，交通等基礎(chǔ)設(shè)施條件較差，財務(wù)生存能力得分較低，其余經(jīng)濟(jì)社會得分均在4分以上，總體屬于中等可持續(xù)水平。電站在規(guī)劃、設(shè)計過程中，嚴(yán)格執(zhí)行國家相關(guān)法律法規(guī)要求，依法履行相關(guān)審批程序，在開發(fā)水電的同時，對電站建設(shè)和運行過程中可能產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境問題、移民問題都予以充分考慮，深入貫徹“綠色金上”的水電開發(fā)精神。綜上，電站綜合評價得分為78分，為中等可持續(xù)，表明該水電站具有較好的可持續(xù)性。但由于電站地處金沙江上游川藏段，生態(tài)環(huán)境敏感，高海拔地區(qū)植被恢復(fù)存在一定難度；電站壩高超過200 m，水庫為季調(diào)節(jié)水庫，運行期庫區(qū)水溫分層明顯，低溫水下泄對下游河段水生生態(tài)有一定影響；高壩泄洪產(chǎn)生的氣體過飽和影響也是需重點關(guān)注的環(huán)保問題。因此，在電站后續(xù)的開發(fā)建設(shè)和運行管理過程中，需堅持生態(tài)優(yōu)先，在保護(hù)中開發(fā)的原則，走可持續(xù)發(fā)展之路。

4 結(jié) 語

可持續(xù)水電評價是以大中型水電工程為研究對象，從經(jīng)濟(jì)社會、環(huán)境和管理3個方面制定評價指標(biāo)，給出計算和賦分方法，定量化評價水電工程在設(shè)計、建設(shè)、運行等各階段的可持續(xù)性，并以大型水電工程作為實例，選擇設(shè)計階段評價指標(biāo)進(jìn)行計算，結(jié)果表明：評價指標(biāo)體系的應(yīng)用具有可操作性，評價結(jié)果能夠反映制約工程可持續(xù)性的關(guān)鍵問題，因而能夠為水電開發(fā)企業(yè)提供科學(xué)的管理和決策支持。

鑒于該項研究指標(biāo)初步建立，其實用性和指導(dǎo)性仍有待于進(jìn)一步檢驗，為了建立具有廣泛適用性的可持續(xù)水電評價指標(biāo)體系和評價標(biāo)準(zhǔn)，還需開展更加深入的研究和案例分析工作，從而提高指標(biāo)體系的科學(xué)性和適用性。