王舒鶴
(華北電力大學(xué)水利與水電工程學(xué)院,北京 102206)
能源對于社會的發(fā)展尤為重要,在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天,人類對能源的需求有了更大的要求。水電是技術(shù)成熟,運(yùn)行靈活的清潔可再生能源,不僅成本低、效率高,還具有防洪、灌溉、航運(yùn)、養(yǎng)殖等綜合利用的功能。因此,大力發(fā)展水電對于保護(hù)環(huán)境和帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。
中國的水電資源總量十分豐富,潛力巨大,但人均占有量少,另外,各地區(qū)分布不均,呈現(xiàn)南方多北方少的特點(diǎn)如表1。
表1 中國水資源分布情況表
據(jù)統(tǒng)計(jì),中國水能資源的技術(shù)可開發(fā)量約 5.42億kW,年發(fā)電量約 2.47萬億kW·h,在常規(guī)能源資源中,剩余可開采量僅次于煤炭。2020年,中國水電裝機(jī)容量和年發(fā)電量已經(jīng)突破了 3.70億kW和 1.20萬億kW·h。
中國水電發(fā)展迅速,水工技術(shù)居世界先進(jìn)水平,已經(jīng)建成的三峽水電站是目前世界上最大的水電站。世界上水電站裝機(jī)容量在 2 000 MW 以上的水力發(fā)電站中,中國占據(jù)數(shù)量居世界之首。如今,在十大流域中,西南流域、雅魯藏布江、內(nèi)陸及新疆流域目前開發(fā)程度較低,將是中國未來水電開發(fā)的重要區(qū)域,中南地區(qū)、華東地區(qū)的水電開發(fā)潛力不大,未來發(fā)展的主要方向以增容擴(kuò)機(jī)為主。
由于使用火電能夠在短時間內(nèi)增加GDP,所以現(xiàn)在企業(yè)還是更側(cè)重于考慮使用火電,而不會優(yōu)先選擇見效時間長、對環(huán)境更加友好的水力發(fā)電,再加上國家沒有對環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行更加嚴(yán)格的要求和控制,使得火電還是占據(jù)主要部分,擠占了包括水電在內(nèi)的可再生清潔能源的市場份額,因此產(chǎn)生了惡性循環(huán),水電的發(fā)展受到了嚴(yán)重的阻礙。
中國水資源最豐富的地區(qū)是西南地區(qū),然而這些地區(qū)多是山地,開發(fā)建設(shè)難度大,成本高,另外,由于在偏遠(yuǎn)地區(qū),需要在輸電設(shè)備和輸電線上投資更多的資金,再加上當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平有限,回收周期太長,企業(yè)不愿意主動去投資,政府也拿不出錢來資助建設(shè),就導(dǎo)致了水電開發(fā)到了一個瓶頸期。
水力發(fā)電工程對江河徑流在時間空間分布上實(shí)行人為的調(diào)控和再分配,必然引起河川自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的變化,并對區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)和生活環(huán)境產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。水力發(fā)電工程,雖然還具有防洪、灌溉、航運(yùn)、養(yǎng)殖等多種功能,綜合效益大,但是,對自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境等產(chǎn)生的不利影響,特別是對生態(tài)環(huán)境的不利影響一直以來都是飽受質(zhì)疑和反對的。環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)不明確使得大眾容易受一些大力宣揚(yáng)水電危害的言論影響,進(jìn)而導(dǎo)致公眾對水電不能有一個科學(xué)準(zhǔn)確的認(rèn)識,阻礙了一些地區(qū)的水電發(fā)展。
由于風(fēng)電和太陽能等新能源在技術(shù)上的突破,大大降低了建設(shè)成本,使得上網(wǎng)電價(jià)有了競爭優(yōu)勢,再加上水電發(fā)展進(jìn)入了瓶頸期,資本更多的流向了新能源領(lǐng)域,這加速了新能源的發(fā)展,水電的價(jià)格優(yōu)勢受到了挑戰(zhàn)。中國近幾年風(fēng)電和太陽能的裝機(jī)容量連年攀升,進(jìn)入發(fā)展的黃金時期。而水電技術(shù)大致已經(jīng)成型,創(chuàng)新力度不夠,因此面臨的挑戰(zhàn)更加艱巨。
中小型水電工程的修建時間相對較短,但是見效十分迅猛,可以充分的發(fā)揮各個方面的優(yōu)勢。所以,在科學(xué)環(huán)保的前提下,要積極進(jìn)行小型水電站的建設(shè)。另外,與大型水電站相比,小型水電站投資少,政府可以通過給予補(bǔ)貼、減少稅務(wù)等優(yōu)惠激勵企業(yè)進(jìn)行投資,可行性比較高。小型水電站建設(shè)帶來的收益對于西南貧困偏遠(yuǎn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和解決貧困問題具有重要作用。
抽水蓄能是電力系統(tǒng)最可靠、最經(jīng)濟(jì)、壽命周期最長、容量最大的儲能裝置。將電網(wǎng)低負(fù)荷時期的多余電能轉(zhuǎn)變?yōu)楦哓?fù)荷時期的高價(jià)值電能,彌補(bǔ)太陽能和風(fēng)能發(fā)電穩(wěn)定性和連續(xù)性差的特點(diǎn),通過調(diào)頻保證電網(wǎng)能安全穩(wěn)定的運(yùn)行。新能源的快速發(fā)展也對儲能提出了更大的要求,因此,大力發(fā)展抽水蓄能電站將是未來發(fā)展的重點(diǎn)方向。
有些地區(qū)能源充足且種類豐富,然而目前利用的方式比較單一,基于風(fēng)能、太陽能等新能源的迅速發(fā)展,可再生能源相互結(jié)合、互補(bǔ)發(fā)電也是一種新型的發(fā)展方向和發(fā)展理念。風(fēng)能水能結(jié)合發(fā)電、太陽能水能結(jié)合發(fā)電的方式可以使其優(yōu)勢互補(bǔ),拓寬各自的發(fā)展空間,使得能源利用率以及帶來的經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)最大化。另外,加大對水庫的設(shè)備改造,有效的利用水資源,提高水的資源利用率,積極發(fā)展新型產(chǎn)業(yè)。比如:通過加強(qiáng)水庫與養(yǎng)殖業(yè)、旅游業(yè)、農(nóng)牧業(yè)等其他產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的發(fā)展方式,使得水利工程帶來的收益達(dá)到最大化。
水電是國家能源安全的重要組成部分,因此發(fā)展水電具有重要的意義。目前中國水電的發(fā)展面臨各種各樣的困難,需要國家通過一些積極的政策大力的支持,在戰(zhàn)略上給予充分的重視。而且,需要進(jìn)一步加強(qiáng)行業(yè)規(guī)范,提高水利水電工程的經(jīng)濟(jì)管理水平。此外,還需要擴(kuò)大科學(xué)正確的宣傳和引導(dǎo),避免極端的誤導(dǎo)性質(zhì)的宣傳,使更多的人了解到水利工程的優(yōu)點(diǎn),逐步建立科學(xué)的水電開發(fā)是利大于弊的觀念,在社會輿論上給予支持。
水電不僅本身就是效率最高、性能最好、作用最大的可再生能源,而且還是風(fēng)電、太陽能發(fā)電等間歇性能源大規(guī)模入網(wǎng)的重要保障。另外,在地球資源日益緊張的今天,大力發(fā)展清潔能源,是國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必經(jīng)之路。雖然目前水電的發(fā)展遇到了一些問題,但是中國水電發(fā)展?jié)摿σ廊痪薮?。未來,需要站在國家大局的層面上考慮各類能源的發(fā)展關(guān)系,理性思考各類矛盾,才能使包括水電在內(nèi)的可再生能源得到可持續(xù)的發(fā)展。