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美国拆坝历史对我国小水电开发的启示

2010-04-17爱荷华州立大学广西水利厅水电发展局

中国水能及电气化 2010年3期
关键词:水坝小水电水电

爱荷华州立大学/广西水利厅水电发展局 涂 强

近年来,一些新闻媒体及民间组织积极参与小水电开发的监督,探讨水电,特别是小水电开发对环境的影响,引起了国家领导人和有关部门的高度重视,这是一件有益于小水电健康发展的好事。但是由于水电开发是一项涉及面广、牵涉多方利益关系的工程,特别是一些人士质疑:美国都已经拆除上百座水电站,中国是不是也不需要建设小水电了?对此,根据在美国进行考察、研究的情况,结合工作实践,谈谈美国的拆坝运动及其对中国小水电建设的启示。

一、美国大坝建设的现状及近年拆坝情况

水电工程的建设不仅包含着各种政治、社会、经济和生态利益的平衡调整,也交织着各学科间的技术论争和产业间的商业竞争,项目的建设是根据当时的政治需要、经济合理、满足环境要求、财务和技术可行确定的。美国作为建坝大国,其坝工建设的历史,同样也伴随着反坝运动的历史。在美国历史上,尽管有一些水坝建设方案,被提交到国会审批或听证,进行是非利弊论辩,遭到公众的反对被迫取消。但是美国大小25万多条河流上,在时弱时强的反坝呼声中,已经建成水坝83988座,其中坝高于15米的6171座,高于30米的1573座(其中超过150米的大坝有50多座)。另据美国联邦能监会的统计,全美国共有约2500多座可用于发电的水坝,其中,约25%的坝已使用50年以上,还有约60%的坝已使用年限在30年以上50年以下,水电开发率达到70%。

美国的第一次拆坝运动高潮发生在1960-1980年,联邦和各州出台了一系列环境保护法规,涉及土地、野生动植物、鱼类、濒危物种、洁净水、文物、大坝安全等,设立了更严格的环保标准,对大坝的建设和运行提出了严格的环境限制,并对原许可证已到期的水电工程进行严格重审,拆除少数安全达不到要求、环境问题突出的水坝。自2000年开始,拆坝数量和被拆坝的高度都有所增加。截至目前,美国共拆除各种水坝871座,大约占美国坝总数的1%,见表1。

根据美国河流组织提供的462座拆坝清单中,许多被拆除的坝是无名坝和废弃坝。以1999-2003年拆除的168座坝为例,统计如下。

1999-2003年美国拆除各种水坝168座:

1.仅有106座有名称,无名坝、无主坝占37%。

2.拆除原因:因建筑等不安全因素拆除48座;因原有功能消失拆除20座;因经济问题拆除18座;因其他工程建设原因拆除8座;因需恢复生态拆除8座;拆除原因未给出的有56座。

3.坝高分析:坝高3米及以下共46座;3~7.5米共25座;7.5~15米共6座;未给出坝高的共91座。

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4.坝使用年限:建成年份超过100年的共9座;建成年份50~100年的共22座;未给出坝使用年限的共137座。

5.168 座坝工程中,提及具有发电功能的共16座,大部分是工厂自备电站,拆除时多数坝已经废弃多年。

美国所拆的坝以小型坝为主,许多坝的建设规模小到一般人都不认为那是一座坝。坝拆除主要考虑安全性、经济性、生态价值等因素,主要原因是水坝的使用年限到期,按现在的经济技术条件,重新建设也没有必要。然而,有影响的大坝却没有一座是被人为拆除的。800多座被拆除的水坝大都是修筑在支流上,因年代已久丧失功能的废坝、弃坝,由于经济或安全原因而被拆除。水坝废弃后,由政府引导,经过充分论证和批准后,有计划的拆除,恢复部分河段鱼类生态。拆除程序为政府主导并出资、业主自愿、社会机构赞助等方式,实现部分坝的拆除,并非单纯由于生态保护的原因,需强行拆除拦河坝,恢复河流的自然流态。所拆坝的绝大多数不是水电坝,正在运行的水电坝更是很少。

二、美国水电站拆坝情况

美国主要的反坝组织—美国河流组织也承认,拆坝是权衡了项目的发电、防洪、灌溉、娱乐功能丧失,并全面考虑对环境、安全和社会文化的影响后做出的决定。经过对美国2000年以后拆除的坝分析,其中提及发电功能的坝仅27座,统计表,见表2。

三、美国拆除的典型水电站坝分析

通过以下几个典型的案例进行分析美国水电站拆除事件。

1.缅因州的爱德华兹(Edwards)电站坝,是美国拆除的第一个水电站。水坝建于1837年,坝高7.62米,长279.5米,装机3500千瓦。业主为一棉纺厂主,1989棉纺厂失火烧毁,1993年由于电站年久失修,业主重新申请水电许可证时,因未能通过环境影响评价,1997年联邦能监会未核发新的许可证,1999年1月业主停止发电,将水坝及电站移交政府,政府于1999年7月拆除。拆除坝及相关工程费用共计723万美元,由BATH钢铁公司和KENNEBEC水电集团(上游电站业主)提供,没有政府资金投入。

2.华盛顿州的艾尔瓦(Elwha)坝和格莱因斯卡因(Gline Ganyon)坝,两坝均位于艾尔瓦河上。艾尔瓦电站于1912年建成,装机14800千瓦,坝高108米,电站运行后,坝后泥沙淤积约500万立方米。格莱因斯卡因电站于1927年建成,坝址坐落在世界遗产保护地奥林匹克国家公园内,装机为13300千瓦,坝高64米,坝后泥沙淤积约1300万立方米。两电站原为一造纸厂供电用,后被其他电源替代。1980年开始,不断有人提出要求拆除该坝。1991年内务部、林业部门和印第安人管理局要求暂停签发该电站发电许可证,要求电站保证所有的洄游鱼类能顺利通过大坝;保证河流(包括奥林匹克国家公园河段)生态得到恢复;完成修建到印第安人捕鱼场的道路。1996年纸厂业主同意投资2600万美元用于纸厂环境处理设施,赔偿600万美元给受污染的农户。2001年联邦政府以2950万元购买以上两个电站,决定拆除恢复生态。两座坝的拆除及相关工程费用将高达35400万美元,50%为直接拆除费用,主要由政府筹资,计划2012年开始拆除,2014年完成。

3.俄勒冈州的康帝特(Condit)电站,建于1913年,装机14000千瓦(两台),坝高38.1米,长127.1米,引水管道长约1931.2米,为一家造纸厂供电,年发电量7970万千瓦时,年发电收益290万美元,由于年久失修,机组效率下降。电站原建有鱼道,但建成后不久,两次被洪水冲毁,渔业部门要求业主建一个渔业增值站。1993年水电许可证续期要求增建鱼道,使下游鱼类的生存率到达95%,鱼道的造价约4000万美元,而拆除费用约1800万元,因成本太高,业主选择计划2010年拆除,但费用没有最后落实。

表计统坝电发的除拆后以00年20国美2表

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4.布尔阮(Bull Run)电站建于1912年,装机4台,22000千瓦,年发电量1.1亿千瓦时,发电收入660万元。电站含Marmot坝(高14.33米,长105.2米)和Little Sandy坝(高4.9米),电站引水道长约1500米。Marmot坝原建有鱼道,但效果不好,需要不断改造更新,1989年因洪水毁坝,后改为混凝土坝,由于该电站的发电份额很小,其发电量逐渐被其他电量代替,电站作用日益减小。此外,Marmot电站淤积严重,超过4.6米。2004年电站发电许可到期,业主认为电站的维护和运行费用会持续增加,发电收入将下降,政府对项目保护鱼类提出要求,改造费用高,业主难以承担。因此2007年业主向联邦申请拆坝,拆坝费用1800万美元。两坝分别于2007年、2008年拆除。

5.缅因州的威兹(Veazine)电站建于1910年,装机8400千瓦,坝高6.1米,长274.3米,1936年和1968年分别修建了两个鱼道,效果不好。电站年久失修,业主决定放弃此电站,以便集中资金改造上游效益较好的电站,故申请拆除。同属一条河流的格瑞德沃克斯(Great Works)电站(建于1900)年,装机7655千瓦,坝高5.8米,也属于同样的情况。计划由一家基金会出资2500万美元购买两电站后,于2011年拆除。

四、美国拆除水电站坝的主要原因分析

1.电站坝到期报废。水电站的一般经济寿命为50年,已拆除或拟拆除的电站坝,使用期基本上接近100年,建筑老化,失去效益,病险坝威胁下游人身安全,按现在的经济技术条件,重新修建,经济上不合理,财务上不可行。

2.社会更加重视生态环境的保护。美国社会高速发展后,转向环境保护。美国已经将其产生污染的产业转移到国外,国内更加重视环境保护,对申请报废重建的电站,提出更加严格的环保要求。

3.水电竞争力下降,出现替代方案。如推动节能和电力需求侧管理,利用煤电、核电代替水电,政府取消对水电站的补贴也使水电处于不利的境地。

4.政府通过重新审批发电许可来控制电站发展。每隔30~50年,政府就通过联邦能源监管委员会制定政策,对水电实行新的环保要求,并控制水电的发展,给公众和政府一个机会,重审水电站的必要性。

五、美国拆坝费用来源分析

在拆坝过程中,涉及到的主要问题是如何合理的补偿业主和筹集拆除水坝经费。通过对25个美国拆坝项目的分析,拆坝的费用主要来自几个方面:

1.联邦部门的支持:联邦政府的投资计划、预算计划;国会特别项目费;联邦自然资源毁损及缓解经费;能源法令的拆除和缓解经费;咨询、学习等经费。

2.州部门的支持:州坝安全资金,资源和环保部门项目预算,生态恢复资金,专门的拆坝资金,政府债券,电力设施费,特别收入资金及专项资助。

3.市县资金:对应联邦和州的资金。

4.私人资金:业主自筹,非政府组织,私人捐助,其他资金。

以上各种资金的比例,见表3。

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六、美国拆坝运动对中国小水电建设的影响及启示

通过对美国近20年拆坝项目的分析,可以得出以下结论:

1.法律是水电站坝开发和管理的主要依据。应保证开发政策的权威、稳定、连续,明确各方责权利关系,通过对法律、法规和规范的修改,在审查批准许可证的过程中,监督业主开发管理水电站。

我国的小水电开发管理尚缺乏相应的法律法规,导致管理无法可依,随意性大,建议加强国家层面的立法,对水电,特别是小水电的规划、开发权、发电许可、安全年检等环节进行监管。

2.强权机构保证小水电开发及管理的统一性。如美国的拆坝都是在政府具有权威性和独立性的机构的统一协调下,通过坝安全管理机构对坝进行质量认定,再决定是否需要加固或拆除;通过发放发电许可证对已运行的水电站大坝进行监督管理。

目前,我国对小水电的建设、运行监管职能分散在不同的职能部门,如发改委管核准、水利部门管建设、环保局管环保、经济委管运行等,既浪费人力物力、又相互扯皮,不利于管理,建议尽快建立统一的小水电行业监管机构。

3.政府支持是拆坝的关键。对高危报废坝的拆除或对不经济电站坝的修复,均应由政府引导业主聘请有资质的机构进行咨询、设计,进行拆除或制定必要的措施,监督业主及时消除坝安全隐患。美国的经验证明,如果政府没有强有力的法律支撑、没有严格的监管手段、没有充足的资金支持,是难以实现小水电安全运行的。建议相关部门尽快建立相应的工作制度,拓宽融资渠道,筹集拆坝引导性资金,帮助业主完成未达标坝拆除及修复的相关工作。

综观美国拆坝的过程,不难得出结论。在美国,拆坝是要经过全面权衡,严格论证后,审慎地进行控制的。拆除的坝主要是退役坝、废弃坝,存在较大安全隐患的坝,95%的拆除坝并不是真正意义的水电站坝。经济因素仍然是业主考量改造还是拆除坝的主要原因。美国的拆坝运动并不是对小水电坝的否定,相反,小水电作为国家倡导的可再生能源,符合国家的产业政策,今后必将进一步的发展。美国拆坝的经验,可以作为我国小水电发展的借鉴,引导中国小水电的发展,更加重视电站的安全性、更加注意开发对生态环境的影响,通过相关措施减少水电开发对环境的负面作用,让清洁、可再生的水电资源更好的服务社会。

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