钱凯工程在秘鲁可再生能源开发中的作用

2011-09-05秘鲁扎拉科维奇

水利水电快报 2011年12期

［秘鲁］ B.扎拉科维奇

钱凯工程在秘鲁可再生能源开发中的作用

［秘鲁］ B.扎拉科维奇

秘鲁是拉丁美洲水力蕴藏量第三大国，仅次于巴西和哥伦比亚，总量超过60 000 MW，但是只开发了其中的5%或3 000 MW。为了改善这一局面，秘鲁政府采取各种法律和经济手段来刺激新水电工程的开发，努力增加各类可再生能源的发电量。在可再生能源(RER)工程的首次国内招标中，选定了17项小于20 MW的水电工程。概述了秘鲁电力系统的状况，并对选中的17项工程中的其中的一项，即正在施工的19.2 MW的钱凯工程的概况及施工进展进行了介绍。

再生能源开发利用;钱凯工程;秘鲁

2003～2008年是秘鲁电力行业重大的发展阶段，年需电量增加了8%，总计达到了 4 000 MW。虽然2009年只增长了3%，但在2010年又回升到近7%。秘鲁国内电力行业有效装机容量的50%是水电，50%是火电(其中然气电站的建设和运行效益增长显著)。秘鲁2/3的年发电量来自水电，其余来自火电，火力发电厂大多建在秘鲁的中部，靠近首都利马。

如此的电站位置分布，加上输电系统能力不足而且装机容量小，对秘鲁北部和南部的生产、生活和经济发展产生了严重影响，而在增加的需电量中，该区域所占比重很大。因此供电问题不解决，将阻碍今后的发展。

鉴于秘鲁尚未开发的水电蕴藏量十分丰富，目前政府鼓励开发水电工程及其他可再生能源的利用。作为主要的刺激手段，已经对水电站提出并正在实施建设期预先返还当地增值税、取消进口税和特别关税，目的是补偿秘鲁电力市场极低的现行电费(目前大约为35美元/MW·h)。

在利用可再生能源长期供电的首次国内招标中，共选定了17座水电站站址，在未来的20 a内，必须向其支付特别电费。招标获得的平均电价为60美元/MW·h左右，这样就使得建设一些新的小水电站在经济上是可行的。

秘鲁的一家能源开发公司——锡内萨(Sinersa)公司，在此次国内招标中，获得了其中第4座水电站的开发权，该座水电站装机19.2 MW。投标书中58.5美元/MW·h的开价已被接受，因此已经开始了电站工程的前期工作。该电站计划于2012年12月开始投入商业运行。

1 秘鲁电力系统的主要特征参数

2009年，秘鲁电力系统的最大需电量为4 260 MW，年发电量为29 950 GW·h，从该数据来看，全国80%的总人口能用上电。然而，农村人口的电气化水平仍然很低，只有30%。秘鲁电力系统的主要特征参数列于表1。目前秘鲁与厄瓜多尔的电力系统已经联网，而且短期内还计划与巴西、智利、玻利维亚和哥伦比亚的电力系统联网。

过去10 a中，秘鲁国民生产总值(GNP)经历了重要和持续地增长，国内电力需求也随之相应增长。2004～2008年，电力需求量年均增长8%，由于受到世界经济危机的影响，2009年只增长了3%。2010年，需求量的增长又超过了6%，2010年6月达到了12%。在未来几年内，预计电力需求量的增长趋势相同。

表1 秘鲁电力系统的主要特征参数

近些年来，秘鲁电力系统需电量的年变化情况示于图1;秘鲁电力系统耗电量的年增长估计趋势示于图2。考虑到秘鲁电力系统2010年的最大电力需求量接近4 500 MW，由此预测未来的需电量年增长为300～400 MW。

图1 秘鲁电力系统需电量的年际变化

图2 秘鲁电力系统耗电量的年增长估计

新建成的然气电站满足了国内最近需电量的大幅增长，燃气电站使用的是卡米赛阿(Camisea)气田的天然气。由于未预料到需电量的快速增长，从卡米赛阿气田到利马(大多数燃气电站的所在地)的主输气系统已经是以最大负荷在运行，这样就限制了新火电站的建设规模。因此，最近迫切需要修建一条输送追加的天然气的新管道。

同一阶段，用于发电的天然气的生产和供应严重影响了新水电站的建设。火电站用天然气的定价为 1.4美元/MBTU (远低于相应的世界市场价)，目前秘鲁的电价相当低，大约为35美元/MW·h。因此，在此背景下，只有极少的水电工程才被认可在经济上是可行的。2005～2010年，天然气发电量的增长为 25.9%，而水力发电量的增长只有 2.3%，见图3。

图3 2008年水力发电所占的发电量份额

各类能源的发电量在电力系统中所占的份额见图3。从图3中可以看出，发电量主要来自水电(61%)，天然气发电量只有32%。

图4 2009年6月秘鲁电力系统典型调度示意

图4是秘鲁电力系统的典型调度图，显示了各类能源所占的发电份额。

2 刺激水电站的建设

虽然秘鲁是拉丁美洲水力蕴藏量的第三大国，仅次于巴西和哥伦比亚，总蕴藏量达到60 000 MW，但该国只开发了其中的5%，这就使得秘鲁成为该地区水力蕴藏量开发最少的国家之一。自1992年起，政府开始特许私营业主投资水电，尽管同一时期的需电量超过了一倍，但是私营业主投资的水电开发只有500 MW。将按能源类型划分的秘鲁能源系统的总有效容量统计数据列于表2。将2004年全国总水电蕴藏量、装机容量，以及2015年的规划装机容量列于表3中。

满怀在未来几年内可以提供正常和可靠供电条件的期望，秘鲁政府对水电站的建设和运行采取了各种刺激手段。其中最重要的是:取消进口税、增值税的预先移交和在更短时间内折旧水电站全部资产的可能性。

对装机容量小于20 MW的小水电工程建设给予了特别关注，根据秘鲁法律，将这些小电站归类为可再生能源(RER)还会有特别的“RER补贴”，这是对超出实际电价的额外支付，作为对这些工程较高的建设和运行成本的一种补偿。补贴表示政府已经认识到了开发和利用RER的特殊重要性。

表2 按能源类型划分的秘鲁能源系统的总有效容量 MW

表3 2004年总水电蕴藏、装机容量以及2015年前的规划装机容量

为了满足未来几年需电量的预期增长，能源部制定了建设和运行新的RER电站的计划，目标是这些电站的容量达到全国总装机容量的5%。

由于政府意识到了新建水电站，特别是新建RER水电站的不利条件，因此向有意于建设和运行这些电站的投资者采取了各种刺激手段，其中最重要的是以下几个方面。

2.1 取消所有的进口税

由于水电站的大多数设备是进口的，因此政府决定取消其进口税。而在此决策之前，设备的税率为12% ～18%。

2.2 预先发放增值税

水电站所有设备的购买以及土木工程的支付包含了19%的增值税，而这些税只能通过销售电力和能源来返还，这样要花几年时间才能收回已支付的增值税。因此，政府决定RER水电站可享受特殊的待遇:在建设期预先发放增值税，使其总成本减少了19%，因而提高了建设水电站的经济可行性。

2.3 加速水电站资产的折旧

秘鲁新建电站的全部资产均可以折旧:土木工程为33 a，设备为10 a。水电站只要在以下情况下就被允许加速折旧:可在水电站运行的第1个5 a内折旧全部资产。这一措施明显改善了工程的现金流动和内部收益率。

2.4 RER水电站的特殊补贴

在国家管理的电力系统内运行的所有电力生产厂家，收取同样的能源和供电规定价格。每年根据今后2 a内预计的边界成本来确定这一价格。为了使RER(其中包括20 MW的水电站)的投资更加诱人，政府决定给予这类电站特别的“绿色补贴”，并根据招标结果确定相应的补贴值。在2009年2月组织的招标的第1阶段，潜在的RER水电站开发商出售电力的平均报价是60美元/MW·h左右，即显著高于35美元/MW·h左右的平均调节能源价。由于这17项水电工程的总装机容量小于规定的限制(国家总装机容量的5%)，开发商的电力投标价格也低于能源部招标的最高许可电价，于是批准建设提交的所有水电工程。能源部与每个开发商均签订了合同，保证以美元计算的电价在工程投运发电后仍保持20 a不变，包括每年随通胀调整。

2.5 秘鲁电力系统内的调度优先权

所有的RER水电站都得到了优先调度的保证，这意味着电站可以生产发电并向电网供应所有可用电能，而不会受到任何联网调度的限制，只取决于可用水量。

2.6 获得最终发电许可的特别程序

RER水电站，包括装机容量大于20 MW的水电站，可在比其他电站更加优惠的特殊条件和特殊情况下获得最终发电许可。例如，作为相关程序的一部分，RER水电站无需完成环境影响研究这一程序(只需要满足一些简单的环境条件)。满足规定的建设程序所需要的保证比其他电站少，需要提交的技术文件也要少。

2.7 新输电线路的加速建设

建设新水电站(包括小于20 MW的)的主要问题之一是水电资源蕴藏地区缺乏输电线路。因此，已经批准了改造现有线路和建设新线路的宏伟计划，还考虑了在未来5～10 a内，在开始运行新电站的可能位置修建新的输电线路。

2.8 改变发放水电站新许可证的法律程序

根据1992年的法律，秘鲁电力系统开始实施私有化改革，此时一旦投资者获得新水电站的开发和运营许可，则可以持有相当长的时间，即使这项工程完全瘫痪或投资者没有真正的经济实力去实施该项工程。因此，非常有吸引力的各水电站开发坝址被潜在的投资者控制多年，其中有些人根本不想或无法完成工程。根据新法律，前期准备工作和非常严格的施工程序成为获取工程开发许可条件的一部分，与不可抗拒力无关的最终延误，会导致将许可从未完成程序的投资者手上收回并转发给其他投资者。在获得许可之前的这段时间里，每个潜在投资者必须证明他们有实施工程的经济实力。在此前提下，RER工程首次全国投标的所有参与者，首先必须证明其具有开发所投标工程的经济实力，保证工程投入商业运行的确切时间，并出具相应的银行保函。

3 钱凯水电工程的建设

辛迪卡托(Sindicato)能源公司是一家私营公司，主要营运水电站的建设和运行。公司已经建设并正在运行以下几座电站:

(1)12.5 MW的库鲁穆依(Curumuy)电站，1998年投运;

(2)15.4 MW的普乔斯(Poechos)1级电站，2004年投运;

(3)10 MW的普乔斯2级电站，2009年投运。

根据该公司的发展目标以及秘鲁的最新鼓励政策，公司决定建设第4座水电站——钱凯(Chancay)水电工程，并拟将其作为RER项目来运行。

钱凯水利水电工程坝址位于秘鲁的中部，离首都利马180 km，坐落在钱凯河上，该河平均流量大约是10 m3/s。

如图5所示，进水建筑物高程为2 725 m，电站建筑物高程将近1 900 m，毛水头约为835 m。水电站的主要组成部分是:进水建筑物、输水系统、电站厂房、开关站和输电线路。进水建筑物的总容量是3.2 m3/s，其中 3 m3/s用于发电，0.2 m3/s用于沉砂池的水力冲沙。由于装机容量相当于发生概率为95%的流量，因此全年都有多余的水量从进水建筑物和电站之间的河道流过。

图5 钱凯水电站引水建筑物的横断面

沉砂池设有2个室，总长度为30 m，建在进水建筑物以外。

从进水口到电站的输水系统包括:平台和进行了外部包覆的塑料管、隧洞、虹吸管、前池和压力管道，总长为 15 800 m。

电站输水系统的最大部分将建在开挖平台上，该平台也将用作输水系统施工和维护的道路，还将作为安装直径为 1.35 m 的塑料管道的通道。将采用开挖的材料对管道进行覆盖，见图6。隧洞总长为3 500 m，将修建在不可能开挖平台或开挖成本很高的地段，隧洞建成后，也将成为输水系统的一部分。前池、非常溢洪道和用于压力引水管的进水建筑物的高程为2 701 m。直径为 0.9 m的压力钢管总长为 1 300 m，布置在混凝土块上。图7为钱凯水电站的横断面。