墨西哥水電發(fā)展簡況

馬光飛，蔣 超，馮新紅，方 勇

(水利部產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究所/水利部杭州機械設(shè)計研究所，浙江?杭州?310012)

0 引 言

根據(jù)雙方共同承擔(dān)的中國—墨西哥政府間國際科技合作項目——“綠色小水電規(guī)劃、建設(shè)與運行管理技術(shù)”的研究內(nèi)容，充分了解了墨西哥國家各領(lǐng)域的發(fā)展基本情況和基本信息，對于促進雙方在綠色水電領(lǐng)域的國際合作具有重要的意義。本文基于文獻資料閱讀、國際合作交流，深度梳理墨西哥國家水資源、電力發(fā)展、水電開發(fā)以及阻礙水電發(fā)展的因素等，使國內(nèi)政府單位、科研機構(gòu)及企業(yè)更好地掌握墨西哥水電發(fā)展情況以及市場占比，助力中墨雙方在能源領(lǐng)域尤其是水電領(lǐng)域和其他清潔能源領(lǐng)域的深度合作，有助于進一步密切和強化中墨雙方的能源科技合作，也為墨西哥的水電發(fā)展提供了重要的機遇。

1 基本情況

1.1 人口和面積

墨西哥國土面積196.44萬km2，人口1.29億(2017年)，其中，印歐混血人和印第安人占總?cè)丝诘?0%以上，88%的居民信奉天主教，5.2%的居民信奉基督教新教，為美洲面積第5和世界面積第14的國家。

1.2 政治

墨西哥實行總統(tǒng)制，總統(tǒng)是國家元首和政府首腦，任期6 a，終身不得再任，不設(shè)副總統(tǒng)職位。

1.3 行政區(qū)劃

墨西哥全國劃分為32個州(首都墨西哥城已由聯(lián)邦區(qū)改為州)，州下設(shè)市(鎮(zhèn))和村。32州名稱如下：墨西哥城、阿瓜斯卡連特斯州、下加利福尼亞州、南下加利福尼亞州、坎佩切州、恰帕斯州、齊瓦瓦州、科阿韋拉州、科利馬州、杜蘭戈州、瓜納華托州、格雷羅州、伊達爾哥州、哈利斯科州、墨西哥州、米卻肯州、莫雷洛斯州、納亞里特州、新萊昂州、瓦哈卡州、普埃布拉州、克雷塔羅州、金塔納羅奧州、圣路易斯波托西州、錫那羅亞州、索諾拉州、塔巴斯科州、塔毛利帕斯州、特拉斯卡拉州、韋拉克魯斯州、尤卡坦州、薩卡特卡斯州。

1.4 氣候

墨西哥氣候復(fù)雜多樣，全國差異大。中部和北部大部分地區(qū)(占國土面積的28.3%)氣候干燥；西北地區(qū)(20.8%)非常干燥；南部(4.7%)氣候溫暖潮濕；沿海氣候(23%)溫暖 ，半濕潤；南部山區(qū)(2.7%)是溫帶氣候，空氣濕潤；海岸附近山區(qū)(20.5%)是溫帶半濕潤氣候。

1.5 降雨

墨西哥全國年平均降水量為760 mm，地域分布差異大，從西北部的100 mm到東南部的2 350 mm；大部分地區(qū)分旱(10—4月)、雨(5—9月)兩季，雨季集中了全年75%的降水量。

1.6 地形

墨西哥主要地形特征由4個移動板塊演變而來。下加利福尼亞半島是1條長1 200 km的山脈。西馬德雷山脈與太平洋海岸平行，長約1 400 km，海拔2 000～3 000 m。東馬德雷山脈與太平洋海岸平行，從墨西哥灣開始被超過約600 km廣袤的平原分隔開，海拔1 200～3 000 m。西北部的索諾拉和奇瓦瓦沙漠靠近美國邊境。中央高原海拔500～2 600 m。新火山軸山從西海岸經(jīng)過墨西哥城南部直到東海岸，最高海拔574 m。南馬德雷山脈延伸超過1 200 km，靠近西南海岸，最高海拔3 850 m。瓦哈卡州東南部的馬德雷山脈長約300 km，最高峰3 000 m。東南部的尤卡坦半島是相對平坦喀斯特地形，幾乎沒有河流。

1.7 水文

墨西哥分37個水文區(qū)域，細分為158個流域和976個子盆地。總平均徑流估計為每年379 000 hm3(1 hm=100 m)。最大徑流的5個水文區(qū)域在東南部：格里哈爾瓦·烏蘇馬辛塔(Grijalva_Usumacinta)(與危地馬拉共享)、帕努科、帕帕洛阿潘、科斯塔奇卡德格雷羅(Costa Chicade Guerrero)和夸察夸爾科斯。面積最大但比上一組水文區(qū)降水量少的5個水文地區(qū)是：布拉沃(與美國共享)、索諾拉蘇爾、萊爾馬—圣地亞哥、巴爾薩斯和錫那羅亞。

2 電力情況

根據(jù)普羅迪森(Prodesen)2017—2031數(shù)據(jù)，截至2017年，墨西哥國家電力系統(tǒng)(SEN)的裝機容量為75 685 MW[1]，其中70.5% 來自于傳統(tǒng)電廠，29.5% 來自于清潔技術(shù)電廠(見表1)。2016—2017年間，清潔技術(shù)的裝機容量增加了1 148 MW(5.4%)，增長的 59.1% 是由于安裝了新的風(fēng)力發(fā)電廠(464 MW)和高效熱電聯(lián)產(chǎn)(215 MW)。

表1 按技術(shù)類型劃分的2017年發(fā)電廠運行基本特征(普羅迪森 2017—2031.塞納)

3 水電發(fā)展概況

水力發(fā)電一直是最具吸引力的能源生產(chǎn)選擇之一，在精心規(guī)劃的系統(tǒng)中，它為項目影響地區(qū)的社區(qū)提供了重要的社會發(fā)展選擇。墨西哥擁有充足和充分分布的水資源，其水電潛力是基于水壩的蓄水量，大約為1 500億m3，這個量取決于該國不同地區(qū)的降水和徑流。目前有181座大壩，占該國總蓄水能力的近80%。根據(jù)墨西哥《2016—2030年可再生能源展望》，2016—2030年，水電裝機容量將從12 551.1 MW增加到2030年的16 975.8 MW，2022年是墨西哥水電新增容量最大的一年。

根據(jù)普羅迪森2017—2031數(shù)據(jù)，2016年墨西哥電力裝機容量中，71.2%來自傳統(tǒng)技術(shù)，28.8%來自清潔技術(shù)。墨西哥水力發(fā)電占裝機容量的17%，占全國裝機容量的1/4；清潔能源(水力、地?zé)?、太陽能、風(fēng)能、生物能源和海洋發(fā)電等)年發(fā)電量占比20.3%，其中水電占總發(fā)電量的48%[2]。目前，墨西哥水力發(fā)電裝機容量12 575 MW，已確定了101座水壩，包括聯(lián)邦電力委員會(CFE)和私人發(fā)電廠，裝機容量為1～8臺機組的大型(大于30 MW)和小型(小于30 MW)發(fā)電廠不等[1]。墨西哥當(dāng)前的水壩情況如下所示(見表2)。

表2 墨西哥當(dāng)前的水壩情況

續(xù)表2 墨西哥當(dāng)前的水壩情況

4 小水電發(fā)展概況

在墨西哥，小型水電站的定義是指水電站裝機容量在30 MW以內(nèi)的水電站。根據(jù)墨西哥水技術(shù)研究所 (IMTA) 和國家電力與清潔能源研究所 (INEEL)提供的資料，這里主要梳理了裝機容量在5～30 MW的小水電站(截至2017年)官方名稱、所在區(qū)域、建造年份、裝機容量、所屬機構(gòu)等基本信息；該裝機范圍內(nèi)小水電站的總裝機容量為532.33 MW，其中最早的1座電站建造于1903年，距今已經(jīng)119 a(見表3)[3]。

表3 墨西哥5～30 MW的小水電站(截至2017年)

根據(jù)墨西哥水技術(shù)研究所和國家電力與清潔能源研究所提供的資料，在運行50 a以上，裝機容量30 MW以下的小型水電站中，該機構(gòu)確定了43座開展現(xiàn)代化改造或者重建工作；在運行50 a以下，裝機容量30 MW以下的小型水電站中，該機構(gòu)確定了27座開展現(xiàn)代化改造或者重建工作[4]。

5 水電開發(fā)建設(shè)主要障礙

根據(jù)墨西哥水技術(shù)研究所和國家電力與清潔能源研究所于2017 年10月26日舉辦的第一屆研討會“水力發(fā)電發(fā)展的障礙和機遇”內(nèi)容，開發(fā)水電潛力的一些主要挑戰(zhàn)和障礙與來自能源改革的批發(fā)電力市場 (MEM) 的新規(guī)則有關(guān)，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)開發(fā)成本和效益。由于價格低廉且執(zhí)行時間較短，水電開發(fā)與新技術(shù)(風(fēng)能和太陽能)相比競爭力較低(太陽能和風(fēng)能技術(shù)在 2025—2030 年期間的參與度將顯著增加，這將與任何其他能源相比具有競爭力，因為成本降低了40%～50%)。由于裝機容量、水電收入水平低，拍賣中考慮的基本和峰值發(fā)電價格差異很小，未來能源交易價格存在不確定性。與其他技術(shù)相比，水電每兆瓦的投資更高。

(2)社會環(huán)境。從可持續(xù)性和區(qū)域發(fā)展來看，在墨西哥水電存在著不利的環(huán)境影響， 某些部門對項目存在負面看法和社會排斥現(xiàn)象，社區(qū)對水電解決欠發(fā)達地區(qū)和缺乏服務(wù)的期望過高，水電開發(fā)影響了當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)水資源管理的用途和習(xí)慣。由于對發(fā)電廠的承諾，對上游水資源的可用性施加了限制。

(3)發(fā)展機會挑戰(zhàn)。在墨西哥，短期內(nèi)促進水電發(fā)展，面臨著水資源表征和評估，技術(shù)開發(fā)、研究和創(chuàng)新，市場份額競爭等方面的客觀挑戰(zhàn)；還面臨著對傳統(tǒng)的水電站進行現(xiàn)代化改造或者重建、建設(shè)新一代水電廠、提升現(xiàn)有水利基礎(chǔ)設(shè)施的資金來源問題。作為清潔能源，水電在墨西哥具有重要的占比，但是投融資機制、清潔發(fā)展技術(shù)案例的應(yīng)用還不完善。

6 結(jié) 語

通過文獻資料閱讀、國際交流等途徑，對墨西哥國家基本情況、電力發(fā)展情況、水電以及小水電開發(fā)現(xiàn)狀及阻礙水電開發(fā)的因素等進行梳理和總結(jié)，可以更好地了解墨西哥水電開發(fā)狀況以及面臨的挑戰(zhàn)和機遇；有助于國內(nèi)政府機關(guān)、科研單位以及企業(yè)更加準(zhǔn)確地與墨西哥開展國際合作，助力兩國在能源領(lǐng)域尤其是水電領(lǐng)域、清潔能源領(lǐng)域高質(zhì)量的合作。將我國在水電開發(fā)領(lǐng)域取得的優(yōu)秀經(jīng)驗成果與墨方共享，可促進墨方水電行業(yè)的綠色發(fā)展和現(xiàn)代化提升改造，推動雙方在共同承擔(dān)的中國—墨西哥政府間合作項目“綠色小水電規(guī)劃、建設(shè)與運行管理技術(shù)”取得實質(zhì)性成果。