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    徐佳成 | 我國水電行業面臨問題和后續開發方針的思考
    發布日期:2020-08-20 作者:徐佳成 信息來源:中咨研究 訪問次數: 字號:[ ]

    摘 要

    我國水力資源得天獨厚,但開發利用程度并不高,水電行業后續發展動力不足。本文闡述并分析了我國水力資源開發現狀、常規水電“十三五”規劃目標和典型問題,從物理基礎、功能定位、效益發揮和解決問題四個角度提出了“聯合、滾動、綜合”的后續水電開發方針,并從理論經驗、發展需要、資金支持三方面對組建西南水電聯合開發體進行了可行性分析。

    關鍵詞:常規水電;發展現狀;管理體制;開發方針;聯合開發

    相比于瑞士、法國、美國、日本等發達國家,我國水力資源開發利用程度并不高,但“十三五”期間我國水電的發展出現了建設成本趨高、資源浪費嚴重、開發權無序爭奪,以及建設運行管理體制不暢等現象,水電行業內生發展動力不足?!熬盼濉逼陂g,國務院提出的“流域、梯級、滾動、綜合”的開發方針極大地促進了我國水電行業的發展。當前水電的發展形勢與“九五”期間頗有相似之處。立足當下,在更大空間格局上探索我國水電發展思路,本文提出了“聯合、滾動、綜合”的后續水電開發方針,以期解決水電行業發展動力不足的問題。

    一、我國水電開發現狀

    我國常規水電技術可開發裝機容量達6.87億千瓦【1】。截至2019年底,我國常規水電裝機容量3.56億千瓦,占全國發電裝機容量的18%,占可再生能源發電裝機的47%;水電發電量13019億千瓦時,占全社會發電量的18%,占可再生能源發電量的67%【2】。2000—2019年我國水電裝機從0.8億千瓦發展到3.56億千瓦,技術可開發程度從15%提高到52%。

    地域分布上,西藏、四川、云南三省區技術可開發量占全國的64%。這三省區已建水電規模約占其技術可開發量的36%,但西藏自治區僅為本區的1.1%。

     圖1 中國水力資源分區開發比例【3】

    流域分布上,長江上游、金沙江、雅礱江、大渡河、烏江、瀾滄江、黃河上游、怒江、南盤江紅水河和雅魯藏布江十大水電基地規劃總裝機容量約3.9億千瓦,占全國技術可開發裝機容量的57%。截止2019年底,這十大水電基地已建裝機容量約1.5億千瓦,其中長江上游、金沙江、大渡河、烏江和南盤江紅水河開發程度達80%以上;瀾滄江、黃河上游和雅礱江開發度在70%左右,尚有一定的開發存量;怒江開發度為0;雅魯藏布江僅有2.2%的開發度。我國水電具備大規模梯級開發條件的僅剩金沙江上游、瀾滄江上游、雅魯藏布江干支流等西藏自治區河流,總規模約為1.5億千瓦,西藏自治區將成為我國水電開發的主戰場。

    圖2 十大流域分布【4】

    二、水電“十三五”規劃目標完成情況

    《水電發展“十三五”規劃》提出了3個6000萬的目標:新增投產水電6000萬千瓦(常規水電4349萬千瓦、抽水蓄能1697萬千瓦)、新開工常規水電和抽水蓄能電站各6000萬千瓦。

    根據國家能源局委托中國國際工程咨詢有限公司(簡稱中咨公司)開展的水電發展“十三五”規劃實施情況中期評估成果【5】:“十三五”前半段,常規水電新增投產目標完成率41.3%,新開工規模目標完成率47.3%。

    2018年中以來,常規水電新增投產和開工項目大幅減少,新增投產的大中型常規水電主要有瀾滄江中游總規模約380萬千瓦的5個電站、金沙江烏東德水電站投產340萬千瓦;已開工項目僅有金沙江拉哇、雅礱江卡拉、瀾滄江托巴、大渡河金川和綽斯甲5個水電站,總規模約570萬千瓦。受新冠疫情的影響,計劃于2020后半年開工的幾個項目變得更加不確定。即使按樂觀預測,“十三五”常規水電新開工規模在4000萬千瓦左右,僅為規劃目標的66.7%;新增投產3366萬千瓦,僅為規劃目標的77.4%。

    金沙江烏東德水電站

    水電“十三五”規劃投產和開工規模目標完成率都偏低,較小的新開工規模將會影響到“十四五”和“十五五”期間的投產規模,我國水電的發展出現動力不足。

    三、存在問題和市場競爭力分析

    (一)存在問題

    我國水電技術可開發程度已高于全球平均約28%的水平,但相比于德國、日本、美國超過67%,以及瑞士、法國和意大利超過80%的開發程度,我國在學習這些發達國家充分高效利用水力資源的道路上依舊有很大的發展空間,迫切的需要解決從工程建設到管理體制等多方面的問題。

    1.工程投資成本趨高

    篩選我國2000年以來開工建設符合調節庫容≥50億立方米;調節性能≥年調節;裝機規?!?00萬千瓦三個條件的水電站,工程投資情況見表1。

    表1 工程投資比較

    數字來源:取自中咨公司對相關項目的核準評估報告。

    從上表7個大型水電站單位千瓦裝機投資情況來看,基本趨勢是逐年攀升,近15年時間增長了1倍,同為年調節水庫電站的兩河口較龍灘增長了3.76倍。白鶴灘水電站站址資源條件好,流量、庫容、裝機規模遠大于兩河口水電站,故單位千瓦裝機投資相對較低。

    水電站建設投資包含兩部分:一是工程本身造價,二是外部成本。

    工程本身方面,主流觀點認為我國水電愈往河流上游和藏區開發,施工條件越來越差,建造技術難度越來越大,建設成本增加理所當然。但隨著西部大開發和脫貧致富戰略的實施,這些地區的交通、供能等基礎設施得到了持續改善,日新月異進步的工程建設技術也能夠極大降低建造成本。因此,我國水電工程本身造價的不斷攀升不能完全歸因于施工條件和技術難度,負擔的社會成本較重、資源浪費嚴重和建設運行管理體制不合理等是重要影響因素。外部成本主要是生態環境保護和建設征地移民搬遷。隨著環保意識的增強,我國增強了水電站建設及運行中的環保措施,包括對珍稀植物移栽、集魚過壩設施、魚類增殖站、河道景觀修復、下泄生態流量等,但環保成本基本能控制在總投資的5%以內;建設征地移民搬遷總體標準不斷提高,但各電站差異比較大,存在著地方政府部門打著改善基礎設施、解決移民就業、扶貧攻堅的口號“吃大戶”的現象,反映了建設征地移民搬遷相關法律法規,以及規程規范建設不到位、管理體制還不夠完善。

    2.資源浪費現象嚴重

    水電站棄水現象主要發生在四川和云南兩省,占全國的95%以上,從2011年至2016年越發嚴重。自《解決棄水棄風棄光問題實施方案》《清潔能源消納行動計劃(2018-2020年)》實施以來,棄水現象有所好轉,2018年云南棄水同比減少約40%,但四川依然嚴峻,大渡河棄水率高達50%【1】。

    送出受阻是四川和云南兩省發生棄水的主要原因,歸根于我國西電東送戰略實施受阻,典型反映在“點對網”和“網對網”送電方式之爭。

    “西電東送”工程自2000年正式啟動以來已近三十年,該工程分為北、中、南三線,其中的中線和南線主送四川、云南、貴州和廣西的水電,西藏水電在西電東送中的定位為以上4省區的接續基地。已投運的向家壩至上海、溪洛渡至浙西和廣東、錦屏至蘇南等幾條通道采取的是將向家壩、溪洛渡和錦屏等大型水電站骨干電源點發電直送消納端電網,即“點對網”的模式。近年隨著云南和四川經濟社會發展對電力需求的不斷提升,部分地區提出了外送水電先上本省省網,再統籌外送的“網對網”的模式。但水電開發企業認為“網對網”的模式嚴重干預電力市場自由交易。送電方式之爭導致外送通道建設嚴重落后,正在和將逐步投產的烏東德水電站、白鶴灘水電站、金沙江上游電站、雅礱江中游電站等電源點即將面臨著投產就棄水的風險。

    “點對網”與“網對網”兩種方式在電網物理連接上基本相同,主要差異是電價結算模式和調度方式的不同。兩種方式之爭的本質是發電企業和地方政府主動權和利益分配的爭奪,反映了簡政放權背景下西電東送戰略的實施缺乏連貫性和嚴肅性,亟待相關管理規程規范的建立。

    3.開發權爭奪無序競爭

    我國大中型水電站的開發經營主要集中在中國長江三峽集團公司(簡稱三峽集團)、中國華能集團公司、中國華電集團公司、國家能源投資集團有限責任公司、國家電力投資集團公司、國家開發投資集團有限公司這六大公司及其控股的子公司。隨著水電開發資源的減少,這六大公司均面臨著后續儲備開發資源不足的問題,對剩余水電資源開發權的競爭日益激烈,三峽集團、中國華能集團公司和中國華電集團公司現已在西藏水電開發權上競爭激烈。開發權的爭奪一方面導致水電開發企業難以共同發聲,存在的問題日積月累難以解決;另一方面無序競爭導致開發成本急劇增加,無償承擔的不合理的外部社會成本越來越多,當前在建的某水電站就存在向電站所在兩省各撥付數以10億計捐贈的情況。

    4.建設運行管理體制不合理

    我國的水電建設體制改革始于1984年魯布革水電站工程引水隧洞國際招標。此后基本所有的水電項目都采用業主責任制、建設監理制和招標承包制【6】。水電開發企業基本上采用市場化手段進行項目管理,但在設計、技術審查、施工、驗收、運行監管等環節卻存在著嚴重的體制改革不充分、市場機制建設不到位的現象。

    (1)設計環節

    我國區域性水電設計單位共有9家,基本承包了我國所有已在建和正在開展前期工作的大中型水電項目的設計工作,中國電建集團北京、華東、西北、中南、成都、貴陽和昆明勘測設計研究院有限公司7家為中國電力建設集團有限公司的全資子企業;另外兩家為長江水利委員會長江勘測規劃設計研究院和中水東北勘測設計研究有限責任公司,隸屬于水利部,參與水電項目數量有限,以水利項目設計為主。

    (2)技術審查環節

    大中型水電站從規劃直至可行性研究階段的技術審查,包括建設征地移民安置規劃報告等專題審查,基本上由水電水利規劃設計總院(簡稱水電總院)開展。水電總院隸屬中國電力建設集團有限公司。

    (3)施工環節

    大中型水電站的施工單位主要有兩家:中國電力建設集團有限公司和中國能源建設集團有限公司下屬的中國葛洲壩集團有限公司。

    (4)驗收環節

    大中型水電站主要由水電總院開展安全設施竣工驗收。

    (5)質量監督環節

    水電工程質量監督總站是對水電工程實體質量和工程建設、勘察、設計、施工、監理單位和質量檢測等單位的工程質量行為實施監督的執行單位。該站為國家能源局委托水電總院設立的水電行業質量監管機構。

    可見,我國大中型水電工程項目從設計到監管業務在中國電力建設集團有限公司的集中度極高。水電開發企業在這些環節實行招投標的過程中,大部分是中國電力建設集團有限公司和中國能源建設集團有限公司內部子公司在競標,業主單位的選擇權和話語權很小,約束力很弱,招投標在降低成本、優化設計、提高管理水平上的作用大打折扣。當前建設運行管理體制下的我國水電雖然取得了不錯的成績,但在設計優化、施工工藝進步的投入產出比上要打個問號,節節攀升的工程投資成本與此有很大的關系。

    我國水電要實現高效率、高質量發展,對這種運動員也是裁判的違反工程建設基本規律的管理體制改革勢在必行。

    (二)市場競爭力

    工程投資成本趨高和資源浪費,加之無序競爭,在建設運行管理體制不合理的催化下,我國水電市場競爭力嚴重下滑。

    根據《增強水電市場競爭力促進后續水電可持續發展政策措施研究》【4】的研究成果,對金沙江、瀾滄江、黃河上游、雅礱江、大渡河、雅魯藏布江六大流域“十四五”和“十五五”期間具備開發條件的65個大中型水電項目(總裝機規模約9000萬千瓦)市場競爭力分析,這65個項目平均單位千瓦投資約12000元/千瓦,在現行財稅金融政策條件下,即使項目資本金財務內部收益率按6%計,這65個項目落地電價與消納端燃煤火電標桿電價相比,其中74%共計48個水電項目不具備市場競爭力。


    瀾滄江中下游小灣水電站

    為促進后續水電可持續發展,能夠繼續發揮水電項目在經濟、社會、環境、國防等方面的綜合效益,給予開發資金上的保障支持是必要的。

    四、后續水電開發方針

    (一)后續水電開發的必要性

    我國水力資源居世界首位,在落實創新、協調、綠色、開發、共享發展理念的基礎上積極穩妥發展水電對推進我國能源生產和消費革命、構建清潔低碳、安全高效的能源體系是一大保障。

    我國水電的主要收益來源是發電銷售,與火電、核電、風光電等其他電源并無二致。然而,水電的非電力服務常常被嚴重低估,水電工程除發電外還具有防洪、航運、供水、灌溉、水資源配置等傳統的綜合利用作用和效益,新形勢下還承擔著促進生態環境保護、促進移民致富和地方經濟發展等任務,綜合效益顯著【7】。

    以西藏自治區為例,位于西藏自治區境內的雅魯藏布江,水能蘊藏量豐富,在中國僅次于長江。2020年后,我國水電開發的主戰場將逐漸轉向西藏地區,并啟動具有戰略意義的“藏電外送”工程。為了實現跨越式發展,西藏離不開自身優質資源的開發和重大工程的牽頭引領,水電工程往往投資規模大、建設周期長,對拉動地方經濟社會發展作用顯著。開發西藏自治區豐富的水力資源不僅能為西藏自身發展提供清潔能源,對西電東送戰略的實施也是重要保障,水電開發帶來的其它綜合效益除了能為西藏帶來巨大的經濟、社會和環境效益,對我國地緣政治的意義也十分重大【8】。

    雅魯藏布江

    我國水電仍有巨大的發展空間,綜合效益顯著,雖然當前存在著開發動力不足的問題,但后續水電的開發不僅是必要的,也是迫切的。

    (二)“九五”期間水電開發方針

    回顧“八五”“九五”期間,我國水電投產嚴重不足,當時以中央財政撥款及以后撥改貸的發展方式已很難支持大規模的水電建設,表面上看是因為資金問題,實際上是體制、機制不順的問題【9】。與當前我國水電發展形勢極其相似。

    1995年5月31日,李鵬總理在聽取國家計委和電力工業部匯報“九五”電力規劃和2010遠景目標規劃時提出:“水電要走出一條‘以電養電’滾動發展的路子,三峽建設一部分資金就是靠葛洲壩的利潤和折舊提供的,另一部分資金來源于每千瓦時電加4厘錢。21世紀前10年,三峽的1820萬千瓦裝機容量將先后投產,每年有巨大的利潤,可以用這筆資金建設上游的水電站,三峽工程和二灘工程投產后,將更有條件對長江干、支流水力資源實現梯級滾動開發?!薄?】 

    1996年,國務院提出了水電開發“流域、梯級、滾動、綜合”八字方針,基本做法是在一條河流(河段)上,以有收益的水電站資產成立流域開發公司,電站投產后的全部收益滾動開發下一個梯級。在該方針指導下,我國水電從此走上了快速發展的道路,全國各主要流域基本上都成立了流域開發公司,如湖北清江水電開發有限責任公司(簡稱清江公司)、貴州烏江水電開發有限責任公司(簡稱烏江公司)、黃河上游水電開發有限責任公司(簡稱黃上公司)、華能瀾滄江水電股份有限公司(簡稱瀾滄江公司)等,目前除了云南怒江和西藏自治區的雅魯藏布江之外河流的梯級滾動開發已基本完成或進入尾聲,結合發電進一步綜合開發將是這些流域公司的發展重點。

    (三)后續水電開發方針

    梯級滾動的開發思路從體制機制上解決了“八五”“九五”以來各大流域水電開發資金支持不足的問題。立足當前我國以西藏自治區為主的西南水電開發資金支持不足的問題,不妨從更大格局上,以西藏、四川、云南三省區現有水電資產為基礎組建西南水電聯合開發體,利用其自身收益實現后續水電的滾動和綜合開發,實現水電自身的“以電養電”?!奥摵?、滾動、綜合”的開發方針可引導我國后續水電可持續發展。

    1.物理基礎

    緊密的梯級水力聯系使該方針具備實施的物理基礎。

    西藏、四川、云南三省區水電技術可開發量占全國的64%,三省區共同所處的青藏高原高山山地使得三省區主要流域的水力聯系緊密,幾大河流基本發源或流經西藏,如金沙江流經西藏、云南、四川、重慶,下接長江,待開發水電集中在川藏段;瀾滄江發源青海,流經西藏、云南,待開發水電主要集中在西藏段;雅礱江為金沙江一級支流;大渡河為長江二級支流。

    2.功能定位

    西藏、四川、云南三省區水電功能定位相同使該方針具備實施的適應性。

    四川和云南兩省的水電在西電東送戰略中的定位是在滿足當地電力需求的基礎上外送華東、華中和南方地區。隨著四川和云南自身用電量的逐步增長,要維持西電東送的規模,務必將西藏水電作為接續基地。三省區的水電在功能定位上是一致的。

    截至2019年底,西藏自治區已在建水電裝機僅占該區技術可開發量的2.6%,裝機總規模約150萬千瓦。相比于云南近7000萬千瓦和四川近8000萬千瓦水電裝機的體量,西藏自治區已有水電規模太小,難以擔當接續基地的重任。體量小一方面產生不了市場規模效應,另一方面也使得自身滾動發展緩慢。加大西藏水電開發力度,三省區聯合協調發展,才能保障西電東送戰略的順利實施。

    3.效益發揮

    西藏、四川、云南三省區能夠實現效益最大化使該方針具有生命力。

    區別于火電、核電等點分布電源,水電的分布是以河流為依托的鏈式分布。落差和降雨量兩個因素決定了水電裝機和發電量存在固定峰值,對于有水力聯系的區域來說,各個河流開發企業在發電效益上是零和競爭。西藏、四川、云南三省區聯合開發水力資源,不僅能實現發電效益的最大化,打造成世界一流的清潔能源基地,也能增強西南水資源的統一協調和安全管理能力。

    4.解決問題

    該方針有助于解決當前存在的問題使其具有現實意義。

    回顧前文提及存在的問題,成立的聯合體能夠促使各類技術標準和建設征地移民搬遷等補償標準的統一,有效控制工程投資成本;有望實現西藏、四川、云南三省區水電聯合優化調度、聯合參與西電東送,減少資源浪費;避免開發權的無序競爭,促成外部成本規范化;開發主體話語權得到加強,推動建設運行管理體制改革,促進設計、施工等環節得以充分競爭。

    此外,統籌的滾動開發有助于建設成本較高、但補償效益顯著的控制性調節水庫電站得以按合理時序推動建設;創造在更大空間維度上實現水資源調配、防洪、航運等綜合效益最大化的可能性。

    雅礱江錦屏二級水電站

    五、組建西南水電聯合開發體的可行性

    (一)方針繼承和成功經驗

    “九五”期間提出的“流域、梯級、滾動、綜合”開發方針經由清江公司、黃上公司、三峽集團等流域公司的組建得到了完善和驗證,在清江、金沙江、雅礱江等河流的梯級滾動綜合開發實踐中積累了豐富的成功經驗。本文提出的“聯合、滾動、綜合”開發方針是對“流域、梯級、滾動、綜合”的繼承和發展,組建西南水電聯合開發體具有理論和實踐基礎。

    (二)發展需要

    應我國經濟市場化改革和大力發展電力工業的需要,1997年成立的國家電力公司于2002年拆分為兩大電網公司和五大發電集團。五大發電集團旗下眾多流域開發公司的成立使我國水電建設全面開花。

    新時代背景下,我國當前電力供應緊張局面得以暫時緩解,對后續水電的開發不需要、也不具備眾多開發公司多頭開發的條件,提質增效將是更高的要求。前文提到過后續儲備開發資源不足導致開發權競爭日益激烈的問題,聯合開發、合作共贏會是各大發電集團更好的選擇。組建西南水電聯合開發體順應當前我國水電發展需要。

    (三)資金支持

    西南幾大流域水電開發公司中,開發川藏段的華電金沙江上游水電開發有限公司自2015年首個水電站開工建設以來目前正處于建設投資高峰期,其他諸如三峽集團、瀾滄江公司、雅礱江流域水電開發有限公司、云南華電金沙江中游水電開發有限公司、國家能投集團大渡河流域水電開發有限公司的水電建設投資高峰期已過。以三峽集團為例,裝機規模1020萬千瓦的烏東德水電站今年已實現首臺機組已投產,裝機規模1600萬千瓦的白鶴灘水電站明年也將實現首臺機組投產,這兩個電站之后尚無明確的開展前期工作的水電站項目。

    隨著更多機組的投產,低運行成本的水電將產生相當規模的可觀收益,對組建西南水電聯合開發體和穩步滾動開發西南后續水電是極大的資金支持。

    六、結論和建議

    1.在新時代能源供給側改革、能源結構轉型和實現高質量發展戰略要求的背景下,我國水電發展面臨著諸多挑戰,但作為綠色電力能源更有的是機遇。積極穩妥開發后續水電,高質量打造西南水電基地是我們需要堅持的能源發展戰略。

    2.我國水電工程開發建設帶來的防洪、航運、供水等非電力服務效益一直以來沒有得到足夠的重視,建議相關主管部門對此組織開展系統的量化評估工作,以使能夠對水電開發價值具有深入全面的認知。

    3. 重視水電工程建設運行管理中存在的運動員也是裁判的體制改革不充分、市場機制建設不到位的現象,建議加大改革力度,加強獨立第三方對工程建設、運行管理的評估和監管力度。

    4. 鑒于西藏、四川、云南三省區水力聯系緊密、水力資源體量相當、共同肩負著西電東送的使命,且有著實現效益最大化的共同需求,第一階段可考慮在保障四川和云南合理利益分配的前提下,整合三省區主要流域水電資產組建西南水電聯合開發體,按照“聯合、滾動、綜合”的開發方針實現我國后續水電的可持續發展。

    參考文獻

    【1】水電水利規劃設計總院.中國可再生能源發展報告2018[M].北京:中國水利水電出版社,2019.

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    【3】國資小新. 山河為證:中國十大水電工程的昨天今天和明天[Z]. 2020.

    【4】嚴碧波,徐佳成.增強水電市場競爭力促進后續水電可持續發展政策措施研究[R],2018.

    【5】中國國際工程咨詢有限公司.水電發展“十三五”規劃實施情況的中期評估報告[R],2018.

    【6】汪恕誠.世紀大跨越談水電建設的體制改革[R]. 改革開放四十年中國水電[M].北京:中國電力出版社,2018.

    【7】周建平,錢剛糧.水電基地開發成就與未來發展[R]. 改革開放四十年中國水電[M].北京:中國電力出版社,2018.

    【8】中國水力發電工程學會.加快西藏水電開發助力綠色發展[R].科技工作者建議,2019(36).

    【9】王信茂.水電開發大格局是如何形成的[N].中國能源報.2018.

    文中圖片均來源于網絡。




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