改革開放40年來,中國水電的發(fā)展雖然經(jīng)歷了大量的曲折,但成績斐然、令人矚目。放眼未來,我國水電發(fā)展的前景依然廣闊。一方面,我國水電還有超過60%的開發(fā)潛力等待我們?nèi)ネ诰?。另一方面,能否實現(xiàn)我國的能源轉(zhuǎn)型、可持續(xù)發(fā)展以及兌現(xiàn)我國《巴黎協(xié)定》的承諾,很大程度上都要取決于水電的發(fā)展和作用的發(fā)揮。
·一、市場化的水電開發(fā)讓我國水電全面引領(lǐng)世界·
改革開放40年,中國水電發(fā)生了翻天覆地的變化。40年來,我國水電裝機(jī)和發(fā)電分別從1977年的1576.5萬千瓦和476.5億千瓦時,發(fā)展到2017年底的3.41億千瓦和1.19萬億千瓦時。從我國水電裝機(jī)和發(fā)電量的增速來看,基本上是前二十年每十年翻一番(增速100%)。后二十年,每十年增速150%左右。我國水電這種連續(xù)40年的高速增長,在全世界的范圍內(nèi)絕無僅有。
到2017年底,全球的水電總裝機(jī)大約為12.67億千瓦,其中含抽水蓄能1.53億千瓦,水電發(fā)電量達(dá)4.185萬億千瓦時。我國的水電裝機(jī)和發(fā)電量均超過了全球的四分之一,分別占到了全球總量的27%和28%??梢娢覈娭畤H地位。
今天,中國水電已經(jīng)是當(dāng)之無愧的世界第一。無論從規(guī)模、效益、成就,還是從規(guī)劃、設(shè)計、施工建設(shè)、裝備制造水平上,都已經(jīng)是絕對的世界領(lǐng)先。中國水電領(lǐng)先世界的程度,其實遠(yuǎn)超我們經(jīng)常宣傳的高鐵、核電等行業(yè)。我國的高鐵、核電等技術(shù)雖然已經(jīng)非常先進(jìn),但是在國際市場上還是有競爭對手的。例如,日本的新干線、德國的磁懸??;法國、美國以及俄羅斯的核電技術(shù)。但是,唯有在水利水電領(lǐng)域的國際招標(biāo)中,幾乎所有像樣的競爭對手,都是中國的公司。這種全行業(yè)的絕對領(lǐng)先,在我國歷史上是否能絕后我們不知道,但絕對是空前的。
(一)我國水電設(shè)計、建設(shè)、制造水平引領(lǐng)世界
多年來我國水電的持續(xù)高速增長,是我國水電的設(shè)計、建設(shè)、制造水平全面提高的一種體現(xiàn)。改革開放的初期,我國的水電技術(shù)基本上還是以學(xué)習(xí)、模仿、跟隨國外技術(shù)的方式為主。然而,由于我國的水能資源極為豐富,我國水電開發(fā)建設(shè)的任務(wù)極其艱巨、繁重,我國水電所遭遇到的困難,也是前所未有的。從我國改革開放大規(guī)模開啟水電建設(shè)的時候起,我國的水電就開始了向世界水電制高點的攀登和挑戰(zhàn)。經(jīng)過改革開放后25年的艱苦努力,到2004年,我國水電基本上已經(jīng)完成了追趕,實現(xiàn)了從追趕到引領(lǐng)的嬗變。
例如,在上個世紀(jì)末期,隨著科技的進(jìn)步,國際壩工界先后出了面板堆石壩、碾壓混凝土壩等新型的筑壩技術(shù)。盡管這些技術(shù)發(fā)明在國外,但是由于我國在建的水電工程項目眾多,所以,新壩型的大量實踐幾乎都在中國完成。所以,沒有幾年,很多新、老壩型的世界紀(jì)錄,都已經(jīng)被中國建設(shè)者刷新。目前,世界上最高的拱壩是我國錦屏一級水電站的305米高的雙曲拱壩,世界上最高的面板堆石壩是我國高233米的水布埡水電站面板壩。最高的碾壓混凝土壩是216米高的龍灘大壩。我國正在建設(shè)的雙江口堆石壩高度將達(dá)到312米,建成后將成為世界第一的高壩。建設(shè)這世界之最的特高大壩,需要一系列的工程技術(shù)支撐,如:高壩工程技術(shù)、高邊坡穩(wěn)定技術(shù)、地下工程施工技術(shù)、長隧洞施工技術(shù)、泄洪消能技術(shù),以及高壩抗震技術(shù)等等。
在水力發(fā)電機(jī)組制造方面,目前,不僅世界上單機(jī)70萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組絕大部分都安裝在中國,而且,單機(jī)達(dá)到80萬千瓦和100萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī),只中國才有。我國絕對領(lǐng)先于世界的特高壓輸電技術(shù),既是我國水電快速發(fā)展的必然產(chǎn)物,同時也是我國西部水電開發(fā)的巨大保障。一方面,如果沒有我國西部水電大開發(fā),就不會有特高壓輸電的應(yīng)用和市場,另一方面,沒有特高壓輸電,也不可能有我國西南水電今天的大發(fā)展。
(二)我國水電建設(shè)隊伍已經(jīng)走遍全球
中國水電是國內(nèi)最早“走出去”的行業(yè)之一。近幾年來我國水電企業(yè)把“走出去”深度融合到“一帶一路”之中,積極促進(jìn)國際合作,努力實現(xiàn)政策溝通、設(shè)施聯(lián)通、貿(mào)易暢通、資金融通、民心相通,打造國際合作新平臺,增添共同發(fā)展新動力。經(jīng)過多年的海外經(jīng)營和發(fā)展,我國成功占領(lǐng)了水電工程國際工程承包、國際投資和國際貿(mào)易三大業(yè)務(wù)制高點,具備了先進(jìn)的水電開發(fā)、運營管理能力,金融服務(wù)及資本運作能力以及包括設(shè)計、施工、重大裝備制造在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)鏈整合能力。與100多個國家和地區(qū)建立了水電開發(fā)多形式的合作關(guān)系,承接了60多個國家的電力和河流規(guī)劃,業(yè)務(wù)覆蓋全球140多個國家,擁有海外權(quán)益裝機(jī)超過1000萬千瓦,在建項目合同總額1500多億美元,國際項目簽約額名列我國“走出去”的行業(yè)前茅,累計帶動數(shù)萬億美元國產(chǎn)裝備和材料出口。
近年來,我國的水電人已經(jīng)在“一帶一路”沿線國家建立起了多個“三峽工程”,如馬來西亞巴貢水電站、蘇丹麥洛維水電站、幾內(nèi)亞樂塔水電站等等。中國水電人的身影閃現(xiàn)在中巴經(jīng)濟(jì)走廊和東南亞、廣袤的非洲大地、南美洲崇山峻嶺,遍布世界各地。經(jīng)過40年的頑強(qiáng)拼搏和銳意改革,中國水電已經(jīng)成為我國在全球綜合技術(shù)和管理水平領(lǐng)先的重要產(chǎn)業(yè),是國際上一張靚麗的“中國名片”,更是中華文明傳播的載體。
·二、新時期我國水電面臨的一些問題·
(一)水電開發(fā)中的移民環(huán)保問題
任何人類活動都會對自然生態(tài)產(chǎn)生某種影響,“以人為本”地看,科學(xué)的水電開發(fā)一定是利大于弊的生態(tài)環(huán)境保護(hù)。但如果拋開人類社會的生存需求,僅從某種動物和植物的角度看,無論你如何科學(xué)地開發(fā)水電,一定會得到弊大于利的結(jié)論,對水電的生態(tài)環(huán)境作用產(chǎn)生偏見。
即便對于移民問題,也不例外。水電開發(fā)的移民屬于一種公益性的工程移民。這種移民的性質(zhì)和商業(yè)開發(fā)移民的區(qū)別在于,必須具有有利于社會公平的公益性。所以,綜觀全世界,公益性工程的移民通常不可能像商業(yè)移民那樣,達(dá)到每個人都非常滿意的要求。一般來說,成功的公益性移民,首先應(yīng)該保證窮人脫貧,同時也不應(yīng)該成為富人發(fā)橫財?shù)钠鯔C(jī)??陀^地說,公益性的工程移民,絕對應(yīng)該是有利于社會公平的善舉。
總之,不僅科學(xué)合理的水電開發(fā),一定是有利于生態(tài)環(huán)境,而且,我國水電工程的移民工作,一定是推進(jìn)社會公平、進(jìn)步的大好時機(jī)。世界銀行對水電開發(fā)作用的高度總結(jié),只有四個字“減貧”和“減碳”??梢娝婇_發(fā)的“脫貧”作用,在全世界都是公認(rèn)的。因此,我國未來水庫移民的工作,不僅不應(yīng)該成為水電開發(fā)的阻力,而更應(yīng)該是一種動力。
(二)大力發(fā)展可再生能源與嚴(yán)重棄水的矛盾
前幾年,在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時期,開發(fā)可再生能源推進(jìn)能源革命和投資拉動經(jīng)濟(jì)幾乎完全是相輔相成的,所以,當(dāng)時社會各界的認(rèn)識高度一致。因此,那一段時間由于我國用電增速很快,大家從不用擔(dān)心電力市場的消納問題。所以,當(dāng)時不僅我國火電的發(fā)展建設(shè)欣欣向榮,同時水電、風(fēng)電和光伏發(fā)電等各種可再生能源也都得到了國家政策的大力支持,并獲得了較快的發(fā)展。尤其是水電的開發(fā)技術(shù)成熟,發(fā)電的能量密度也比較高,所以,在發(fā)展最快的年份,我國年新增的水電裝機(jī)曾超過3000萬千瓦,年發(fā)電量的增長也超過了1千億千瓦時。
如此巨大的可再生能源年度增量,本來是我國能源轉(zhuǎn)型的巨大利好(這對世界上任何國家來說,絕對都是求之不得的大好事)。但是,由于當(dāng)時我們開始大力發(fā)展可再生能源的時候,行業(yè)內(nèi)似乎并沒有做好煤電需要逐步退出歷史舞臺的心理準(zhǔn)備。所以,當(dāng)我國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài),電力需求的增長急劇下降的時候,行業(yè)內(nèi)就開始對我國積極大力發(fā)展可再生能源的政策和做法,產(chǎn)生了較大的意見分歧。
現(xiàn)在業(yè)內(nèi)已經(jīng)有不少人開始認(rèn)為,我國的可再生能源發(fā)展速度過快了,導(dǎo)致電力市場難以滿足可再生能源發(fā)電能力的快速增加,所以,棄水、棄風(fēng)、棄光等“三棄”問題在所難免。近些年來,我國每年的棄水損失,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了全國棄風(fēng)和棄光損失的總量。因此,分析和解決我國的棄水問題,就更加必要和緊迫。
(三)解決棄水難題的關(guān)鍵并不在水電本身
現(xiàn)在要解決好我國水電的問題,必須要跳出水電本身的局限。因為,無論是我國的水電棄水、風(fēng)電棄風(fēng)還是光伏棄光,其實都和我國的能源革命、電力轉(zhuǎn)型的推進(jìn)力度緊密相連。
以前,我們大多數(shù)人曾片面地認(rèn)為,只要大力去開發(fā)利用可再生能源,就是在推進(jìn)我國的能源革命、電力轉(zhuǎn)型。但事實上,這只是能源轉(zhuǎn)型工作的一部分。2016年國際能源變革論壇在蘇州舉辦,一致達(dá)成的“蘇州共識”,曾明確指出“主體能源的變更”才是能源轉(zhuǎn)型的核心。主體能源怎么樣才能實現(xiàn)變更呢?當(dāng)然,必須做好兩方面的工作,一方面是我們所熟悉的大力開發(fā)利用可再生能源;另一方面,還要創(chuàng)造條件,盡可能少用和清潔化利用化石能源,尤其是碳排放量巨大的煤炭。然而,迄今為止,我們業(yè)界內(nèi)對能源轉(zhuǎn)型的認(rèn)識,仍然還只停留在第一步。
·三、新形勢下水電發(fā)展的資源和市場·
展望未來,在新形勢下我國水電面臨的主要矛盾不僅有原來的移民和環(huán)保,而且還有資源和市場的問題。顯然,如果水電缺乏資源,必然就不能再發(fā)展;假如沒有市場,當(dāng)然也就無法發(fā)展。然而,事實上我國水電的資源和市場,都不應(yīng)該存在問題。
(一)我國水電開發(fā)的資源還有巨大潛力
當(dāng)前,我們不少能源研究機(jī)構(gòu)和專家,之所以不看好水電的原因,不是由于對水電認(rèn)識不足,而是對水電資源的認(rèn)識不足。在我國《水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》頒布以前,我們所看到的各種水電資源數(shù)據(jù),幾乎都是水電裝機(jī)的經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量為4億多千瓦,技術(shù)可開發(fā)量為5億多千瓦。截止到2017年,我國已建成的水電裝機(jī)已經(jīng)超過了3.4億千瓦,在建的工程也約有6000萬千瓦。根據(jù)這些數(shù)據(jù),人們很自然會得到我國水電資源開發(fā),基本上已經(jīng)接近尾聲的結(jié)論。
之所以社會上會產(chǎn)生我國水電資源已經(jīng)開發(fā)得差不多的看法,筆者認(rèn)為是因為我們國家以前所引用的可裝機(jī)容量的概念帶來的誤導(dǎo)。實際上,國際社會大多數(shù)國家在表示水能資源潛力的時候,很少采用可裝機(jī)容量這個指標(biāo),而一般只用年發(fā)電量來表述。因為,可裝機(jī)容量其實只是一個相對的概念,它是以年發(fā)電量為基礎(chǔ),考慮了一定的運行小時數(shù)之后,折算出來的。但是,由于(具有大水庫的)大型水電站往往有很好的可調(diào)節(jié)性,為了讓它在電網(wǎng)中發(fā)揮更好的調(diào)峰作用,我們常常都會增大裝機(jī),這樣在電網(wǎng)負(fù)荷尖鋒出現(xiàn)的時候,水電站就能增加出力,在電網(wǎng)低谷的時候,水電機(jī)組可以部分或者完全關(guān)閉,配合電網(wǎng)滿足電力負(fù)荷變動的需求。
所以,我們一定要習(xí)慣用年發(fā)電量來考慮問題。只有這樣,才不會對我國的水電資源量產(chǎn)生誤判。其實,我國頒布的“十三五”水電發(fā)展規(guī)劃,已經(jīng)在表述上體現(xiàn)出了這一變化。規(guī)劃只說明了我國可開發(fā)的水能資源3萬億千瓦時/年,沒有再公布折算后相應(yīng)的可裝機(jī)容量是多少。同時,有關(guān)研究還特別強(qiáng)調(diào),這只是截止到目前我們資源普查所得到的數(shù)據(jù),今后隨著對江河資源普查的深入,我國的水能資源潛力還會進(jìn)一步提高。
(二)水電占我國電力的比重還會上升
現(xiàn)在,即便以“十三五”規(guī)劃正式頒布的比較保守的3萬億千瓦時/年來計算,我國目前(截至2017年底)所開發(fā)利用的水電資源還不到40%。我們至少還有一半以上的開發(fā)潛力。如果我們能達(dá)到目前發(fā)達(dá)國家水電開發(fā)的(大約80%的)平均水平,那么未來我國的水電,至少每年應(yīng)該提供2.4萬億千瓦時的電能。這個電量對我國能源的貢獻(xiàn)有多大?不妨簡單算一算。假設(shè)我國用電達(dá)到峰值,按照14億人口,每人每年8000千瓦時電的需求,大約也就是每年11.2萬億千瓦時(據(jù)了解我國各種用電峰值的研究預(yù)測,最高的也不過就是12萬億千瓦時)。也就是說我國水電(2.4萬億千瓦時的年發(fā)電量)將可以在未來用電最高峰的電力構(gòu)成中,至少提供20%以上的電能,遠(yuǎn)高于目前的18%。也就是說,我國的資源稟賦顯示:未來我國水電的作用,不僅不會比目前減少,而且還要有所增加。
(三)水電與電力市場的關(guān)系
當(dāng)前,我國西南地區(qū)水電棄水的情況非常嚴(yán)重,表面上看是送電通道建設(shè)滯后,導(dǎo)致有電送不出去。然而,現(xiàn)實中送電通道的建設(shè)又非常難以推進(jìn),因為東部受電方更想發(fā)展能拉動自己GDP的煤電,而不愿意把市場留給西部的水電。因此,為了避免增加棄水的損失,西部的水電企業(yè)不得不降低開發(fā)速度,甚至停滯水電開發(fā)。目前我國的客觀現(xiàn)實,似乎確實是水電缺乏市場,需要市場。
(四)巴黎協(xié)定倒逼能源革命
根據(jù)巴黎協(xié)定,地球的溫升要爭取控制在1.5度內(nèi),因此,必須要求在本世紀(jì)下半葉(2050年后),就要達(dá)到凈零碳排放。巴黎協(xié)定于2016年11月4日正式開始生效。
國內(nèi)外的研究機(jī)構(gòu)普遍認(rèn)為,要想實現(xiàn)巴黎協(xié)定所提出的爭取把溫升控制在1.5度,在本世紀(jì)下半葉就實現(xiàn)凈零排放的要求,那么2050年的能源結(jié)構(gòu)中,非化石的比重至少要占80%以上。相應(yīng)的在電力構(gòu)成中,應(yīng)該達(dá)到100%的非化石能源。2018年10月8日,IPCC又發(fā)布了《IPCC全球升溫1.5℃特別報告》,再次強(qiáng)調(diào)各國要在2050年實現(xiàn)凈零排放的重要性。然而,我國當(dāng)前的電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線、政策,包括相應(yīng)的輿論宣傳,基本上還主要是以產(chǎn)業(yè)界的路線為發(fā)展藍(lán)本。
目前,我們社會各界似乎還沒有意識到,按照我們現(xiàn)在的能源發(fā)展路徑,可能滿足不了巴黎協(xié)定的要求。但筆者認(rèn)為,這種情況,一定是暫時的。我國的高層在這個問題上的表態(tài)一直十分堅定、明確。
(五)能源革命的電力市場需要盡可能多的水電
顯然,我國如果要想在2050年就實現(xiàn)完全由非化石能源供電,就不是水電需要電力市場的問題,而是,電力市場需要大量的水電。因為水電不僅本身就是目前效率最高,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。
目前,盡管化學(xué)儲能無論從技術(shù)上還是成本上,還難以滿足商業(yè)化的要求,但是國內(nèi)外的研究機(jī)構(gòu),為什么都還敢斷言說2050年全球就實現(xiàn)100%的由可再生能源供電?筆者認(rèn)為,其最重要的原因之一,就在于可再生能源家族中含有功能特殊的水電。目前,世界各國所有能夠?qū)崿F(xiàn)百分之百由可再生能源供電的國家,基本上都離不開水電的有效調(diào)節(jié)。
挪威因為水能資源豐富,一直都依靠水電保障全國99%以上的用電需求。今年年初,葡萄牙也完成了一個多月完全由可再生能源供電的成功嘗試。其原因也是由于葡萄牙的水電比重高達(dá)52%。就連退出了巴黎協(xié)定的美國總統(tǒng)特朗普,在考察挪威,發(fā)現(xiàn)了水電的重要作用之后,也曾表示,他有可能會通過開發(fā)美國水電的潛力,重新考慮加入巴黎協(xié)定。這其實就是水電在未來的高比例可再生能源體系中,具有特殊的重要作用的一種體現(xiàn)。
當(dāng)然,我們也必須認(rèn)識到,世界上的水能資源本身(總量有限)確實不能滿足人類的電力需求,但是,由于科學(xué)開發(fā)的水電有很好的調(diào)節(jié)性,可以為大量的風(fēng)、光等可再生能源入網(wǎng)提供保障。在現(xiàn)實中,風(fēng)、光發(fā)電的間歇性與水電的季節(jié)性之間,通常有很強(qiáng)的互補(bǔ)關(guān)系。例如,我國四川省的涼山州,通過水、風(fēng)、光互補(bǔ),2016年除了滿足自己的用電需求之外,給我國東部地區(qū)的送電超過1300億千瓦時(這大約相當(dāng)于當(dāng)年上海市用電量的70%)。如果將來送電通道建設(shè)能有保障,他們預(yù)計2020年外送電量可達(dá)2000億千瓦時。也就是說通過水、風(fēng)、光的互補(bǔ)發(fā)電,涼山州一個州所產(chǎn)生的可再生能源,除了自己的需要之外,還可以滿足一個像上海這樣大城市的全部用電需求。
事實上,目前歐洲很多國家的用電,之所以能達(dá)到較高比例使用可再生能源,也是因為歐洲的水電開發(fā)程度已經(jīng)比較高。而我們國家,目前之所以還不得不以煤炭發(fā)電為主的根本原因之一,也是由于我們國家的水電開發(fā)程度還不夠高。
此外,在化學(xué)儲能技術(shù)沒有出現(xiàn)重大突破之前,水電家族中的抽水蓄能電站的作用也非常重要。為了給電網(wǎng)調(diào)峰,日本的抽水蓄能規(guī)模,早就超過常規(guī)水電。我們也不妨設(shè)想一下,如果到2050年,我們化學(xué)儲能的技術(shù)仍然不能出現(xiàn)重大突破,我們大不了需要多建一些抽水蓄能就可以了。
總之,正是由于自然界中有了水電這種資源和它所具有的某些優(yōu)質(zhì)特性,所以,我們國內(nèi)外的專家才敢預(yù)言說,在2050年實現(xiàn)百分之百的由可再生能源供電,無論在技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上都是可行的。
責(zé)任編輯: 中國能源網(wǎng)