水利水電工程建設(shè)經(jīng)濟效益新探

黃跳跳

（陜西渭河生態(tài)集團有限公司,陜西 西安 710000）

0 引言

在我國經(jīng)濟和科技蓬勃發(fā)展的背景下,政府高度重視基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),水利工程作為保障民生的基礎(chǔ)設(shè)施,建設(shè)投資完成額逐年增加,特別是21 世紀(jì)以來,大幅提升。1950 年建設(shè)投資完成額0.92 億元,1978 年35.33 億元,2000 年612.93 億元,2021 年水利建設(shè)投資7576 億元,比2000 年提高12 倍,是1950 年的八千多倍。水利基礎(chǔ)設(shè)施投資惠民面大,帶動力強的優(yōu)勢充分顯現(xiàn)。

水利水電工程是解決我國水資源短板的重要措施。我國水資源具有以下特點：總量豐富,但人均少；空間分布不平衡,南多北少；時間分布不平衡,夏多冬少；水資源分布與人口、耕地布局不相匹配；水土流失嚴重；水資源系利用效率低。興建水庫,跨流域調(diào)水等在時空上解決和緩解水資源的分布不均,提高水資源的利用效率,并創(chuàng)造巨大綠色低碳的經(jīng)濟效益。

按照工程規(guī)模、水庫總庫容、防洪（保護城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)的重要性、保護農(nóng)田）、治澇、灌溉、供水、發(fā)電等,可以將水利水電工程分為五個等級。水利水電工程無論等級大小,都有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 水利水電工程建設(shè)和水資源利用的效益

1）水利水電工程建設(shè)影響大,社會關(guān)注度高,如南水北調(diào)、三峽工程、白鶴灘工程、引漢濟渭工程等都是焦點工程。隨著經(jīng)濟社會發(fā)展以及社會認知的變化,水利工程建設(shè)和水利資源綜合利用取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益,獲得了雙豐收。

2）水利水電工程顯著的發(fā)電效益。我國用電需求不斷攀升,從電能供給端結(jié)構(gòu)來看,近年來隨著國家大力支持發(fā)展風(fēng)電、光伏、核電等新能源電源,傳統(tǒng)火電和水電電力產(chǎn)量占比穩(wěn)中有降但依然保持較高比重,其中水電仍是可再生電源主力軍。2020 年全社會用電量7.51 萬億kW·h,水電發(fā)電量1.36 萬億kW·h,占比約18.04%。在社會用電不斷增長的情況下,水電行業(yè)市場規(guī)模將進一步被推動。

3）水利水電工程建設(shè)的灌溉供水作用。新中國成立之初,我國的農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,全國農(nóng)田有效灌溉面積從1949 年的2.4 億畝增長到2018 年的10.2 億畝,增長325%,位居世界第一,全國糧食總產(chǎn)量由1949 年的2260 億斤增加到現(xiàn)在的1.3 萬億斤左右。目前,我國的灌溉面積占全國耕地面積50%,生產(chǎn)的糧食占全國糧食的75%,經(jīng)濟作物占全國的90%。同時,全國的引調(diào)水工程,使億萬群眾受益。截止2021 年,南水北調(diào)中線一期工程通水7 年來,累計調(diào)水400 億m3, 惠及沿線20 余個大中城市及131 個縣,各受水城市的生活供水保證率從最低不足75%提高到95%以上。正在建設(shè)的引漢濟渭工程,兼具調(diào)水、水資源配置功能,建成后關(guān)中地區(qū)總供水能力將達到75 億m3,使西安、寶雞、咸陽、渭南、楊凌五市區(qū)及26 個縣1000 萬人口喝上漢江水,緩解城市工業(yè)擠占農(nóng)業(yè)、生態(tài)水和超采地下水的局面,同時在國家實行總量控制的前提下,起到優(yōu)化水資源配置、高水高用、統(tǒng)一調(diào)度的作用,在彌補流域和區(qū)域水資源條件不平衡,促進流域和區(qū)域水資源優(yōu)化配置做出重大貢獻。

水利水電工程的防洪效應(yīng)。我國幅員遼闊,大部分地區(qū)處在季風(fēng)氣候區(qū),容易受到洪澇災(zāi)害的影響。水利水電工程往往考慮流域內(nèi)的防洪問題,從而保證當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟安全發(fā)展。我國目前大小水庫10 萬余座,修建河湖堤壩45 萬km,基本建立起大江河流域的防洪工程,這個體系包括堤防、水庫樞紐、濕地、防洪區(qū)等。長江流域面積廣、汛期長、洪量大,三峽工程作為世紀(jì)性工程,建成后大大減輕了長江下游地區(qū)的防洪壓力,截止2020 年8 月,已累計攔洪超過1800 億m3,其中2010 年、2012 年、2020 年入庫最大洪峰均超過70000 m3/s, 經(jīng)過水庫攔蓄,削減洪峰約40%,累計發(fā)電達13541 億kW·h,累計過閘貨運量14.83 億t,有力推動了長江經(jīng)濟帶發(fā)展。

同時,水利水電工程在航運、漁業(yè)養(yǎng)殖、旅游等國計民生事業(yè)中都發(fā)揮著舉足輕重的作用,為當(dāng)?shù)厣鐣順O大的經(jīng)濟效益。

2 水利水電工程建設(shè)未來發(fā)展

當(dāng)然水利水電工程在資金投入、運營成本、管理效率上也存在問題。比如,水利水電工程投資大,周期長,往往不能有立竿見影的產(chǎn)出效益,目前以政府投資為主,需要尋找新的增長點提升投資回報率,探索水利投資多元化；水利水電工程建成后,安全高效運營極端重要,如果進行科學(xué)的管理,工程發(fā)揮效益的時間可持續(xù)更長時間。要想解決這些問題,水利水電工程建設(shè)需要抓住時代脈搏,不斷尋找新機會。而近年來,隨著PPP 投資模式在水利工程建設(shè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,水利水電工程建設(shè)也將進入新的發(fā)展階段,將帶來新的發(fā)展空間和增量價值。

2.1 國家“碳達峰、碳中和”的目標(biāo)成為水利水電工程的新機遇。

2020 年,我國鄭重承諾：“中國將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值,努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和”。2021 年政府報告中指出“扎實做好碳達峰、碳中和各項工作,制定2030 年前碳排放達峰行動方案,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)”。

隨著全國碳排放市場交易的推出,水電站一邊可以賣電,還可以賣CCER（自愿減排量的簡稱）CCER 這部分的收入等于是額外收入。2021 年全國碳排放權(quán)市場總成交量1.79 億t,累計成交額76.61 億元。以白鶴灘水電站為例,按照年發(fā)電量624 億kW·h 計算,相當(dāng)于節(jié)約1900 余萬噸火力發(fā)電用煤,減少二氧化碳排放5100 余萬噸。按照碳交易價格計算,僅減少的二氧化碳量,就相當(dāng)于產(chǎn)生了22 億元的經(jīng)濟效益（碳交易2021 年平均價位）。水利水電工程是我國實現(xiàn)“3060雙碳目標(biāo)”重要路徑選擇,這為水利水電工程帶來了新機遇,吸引更多的投資。

2.2 國家“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”對水利水電工程管理提效提供了新技術(shù)。

水利水電工程要持續(xù)發(fā)揮經(jīng)濟效益,成本最為關(guān)鍵,以水電在各能源發(fā)電的成本及預(yù)測（表1）來看,未來水電競爭力有限。根據(jù)Energy Intelligence 的數(shù)據(jù)及預(yù)測,目前水電是一種成本較低的發(fā)電方式,成本為6.1 美分/（kW·h）,與陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電等發(fā)電形式相近,且遠低于海上風(fēng)電、太陽能光熱發(fā)電、煤電、核電、潮汐發(fā)電等發(fā)電形式。因此,目前水電的發(fā)電成本具有較強的競爭力。但是,按照趨勢,2050 年太陽能光伏和風(fēng)能將占發(fā)電總量的70%,且成本進一步下降,而水電成本的下降空間卻非常有限。如何扭轉(zhuǎn)未來水電的成本優(yōu)勢下降的趨勢,提升管理效率,降低運營成本成為亟需解決的問題。在水利工程建設(shè)中引入信息技術(shù),從工程建設(shè)開始全流程成本管控,提升工程質(zhì)量和效率。水利部辦公廳關(guān)于印發(fā)2022 年水利工程建設(shè)工作要點的通知中要求“大力提升水利工程建設(shè)信息化水平”。建筑信息模型（BIM）的技術(shù)在水利工程建設(shè)全工程的集成應(yīng)用。推動大藤峽水利樞紐工程等具備條件的水利工程開展數(shù)字孿生工程建設(shè)。白鶴灘水電站大壩的建設(shè)中就建立了信息管理平臺。職能監(jiān)控內(nèi)外部環(huán)境,預(yù)埋數(shù)字檢測器,動態(tài)上傳各類數(shù)據(jù)供管理平臺進行分析,并將結(jié)果進行可視化展示,實現(xiàn)運行管過程的透明管理。

表1 各類能源發(fā)電成本情況及預(yù)測（ 單位：美分/（kW·h）

推動智慧化水利水電工程建設(shè)是解決之道,和我國推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的技術(shù)革命的方向一致。十四五規(guī)劃第五章介紹了“加快數(shù)字化發(fā)展,建設(shè)數(shù)字化中國”。水利水電工程可以借助國家技術(shù)變革,強化業(yè)務(wù)創(chuàng)新,充分運用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化手段,不斷提高水利工程建設(shè)智慧化水平,可以有效持續(xù)提升全流域水資源的監(jiān)管、調(diào)配,做到全局最優(yōu)。

人類社會已經(jīng)進入大數(shù)據(jù)時代,行業(yè)信息化、數(shù)字化與綠色低碳訴求的融合共驅(qū)動,將為水利水電事業(yè)帶來新的發(fā)展空間和增量價值。

2.3 社會發(fā)展需求和綠色生態(tài)理念,為水利水電工程建設(shè)帶來了新需求。

碳中和目標(biāo)推動下,能源領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)新特征,隨著綠色能源理念的提出,能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化非常迫切。而我國的水能資源利用和發(fā)達國家相比仍有較大差距。我國水電開發(fā)程度不到40%,基本是全球平均水平。而發(fā)達國家在70%～80%區(qū)間,特別是水資源開發(fā)較早的國家,如法國、德國、意大利、日本等。雖然我國水電開發(fā)程度較低,但發(fā)展具有得天獨厚的資源優(yōu)勢,根據(jù)《水電發(fā)展十三五規(guī)劃》,我國水能資源可開發(fā)裝機容量約660 GW,年發(fā)電量約3 萬億kW·h,其中80%分布在西部地區(qū),水電發(fā)展前景廣闊。

在全球氣候變暖及化石能源日益枯竭的大背景下,可再生能源開發(fā)利用日益受到國際社會的重視,大力發(fā)展可再生能源已成為世界各國的共識。新需求促進新發(fā)展,在全球氣候及能源枯竭的情況下,水電作為可再生能源的代表,且我國水資源利用還有巨大潛力可以挖掘,行業(yè)發(fā)展前景光明。

3 結(jié)語

水資源是生命存在和發(fā)展的前提,水利水電工程是民生工程、生態(tài)工程,也是關(guān)系我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重大工程。做好水資源的綜合利用,發(fā)展好水利水電工程,將促進我國水利、水電事業(yè)的進步,更好地推動我國經(jīng)濟建設(shè)的繁榮發(fā)展。面對水利工程的新挑戰(zhàn),我們應(yīng)該有信心,隨著“雙碳”目標(biāo)全面部署、以及科學(xué)新技術(shù)的發(fā)展、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展理念落實,水利水電工程的經(jīng)濟效益將更上一個臺階。“時局”站臺、“風(fēng)口”助飛,與國家同頻共振,分輯求進,抓住新機遇,引進新技術(shù)、滿足新需求,水利水電工程將迎來新的發(fā)展。