我国的小水电资源开发现状

刘燕露 戴雷

【摘要】水的流动可产生能量，通过捕获水流动的能量发电，称为水电。在我国小水电被定义为装机容量不超过50 MW（含50 MW）的小型及微型水电站。

我国小水电资源广泛分布在全国1600多个山区县，主要集中在中西部地区，其中西部地区小水电技术可开发量占全国的63.6%；中部地区小水电可开发量占全国的17.8%。东部地区小水电可开发量为18.5%。

【关键词】水电资源；开发；现状

我国小水电资源开发量位居前6 位的省区是广东、四川、福建、云南、湖南、浙江，开发量分别为408 万kW、367 万kW、362 万kW、233 万kW、217 万kW 和206 万kW。2002 年开发率居前4 位的省区是广东、福建、浙江和海南，开发率分别为64%、52%、47%和47%。

一、我国小水电技术及产业发展现状

小水电技术主要包括流域规划技术，水工建筑物设计施工技术，小型水轮发电机组设备制造技术，水电站计算机监控技术，电网自动化调度技术及输配电计算机监控技术等。

流域规划技术主要包括小流域梯级开发、龙头水库开发、高水头电站跨流域开发等，通过把流域作为一个有机的整体，进行系统研究，找出符合整个流域最大水力资源利用率、最大发电效益、最大社会效益和环境效益的开发方案。目前，小水电流域规划技术发展迅速，并逐步推广应用到全国小水电开发中。

小水电的水工建筑物技术主要包括

⑴砼重力坝、砌石拱坝、小型砌石连拱支墩坝、砼拱坝、橡胶坝、砼面板堆石坝、土坝等挡水建筑物技术；

⑵发电引水、跨流域引水和虹吸式进水等引水建筑物技术。小水电水工建筑物投资比例大，工程进度也受其制约，因此，水工建筑物技术发展可以有效减少工程投资、加快施工进度。

二、小水电行业发展目标及技术发展展望

我国的小水电开发主要是服务于地方经济建设，尤其是广大农村地区。小水电开发的一个重要特点是与农村经济发展和实现农村电气化密切结合起来，近20 年来，国家以水电农村电气化形式组织小水电开发。随着我国农业结构升级、农村经济壮大和农民致富步伐的加快，目前小水电已进入到一个新的发展时期，小水电也成为满足农村电力需求、解决无电人口、扶贫、保护生态、替代常规电力等多目标的系统。

2.1、小水电发展方针

⑴ 满足农村电力需求与解决无电人口问题

从上世纪五十年代至今，满足农村电力需求与解决农村地区无电问题始终是小水电的主要目之一。目前我国农村边远地区用电水平仍然偏低，特别是在电网末端和离网的分散供电地区，人均用电量不到全国农村人均用电量的1/4；全国尚有1000 多万无电人口，这些人口所在地区地理位置极为偏远，负荷少而分散，用电网延伸来解决供电问题是不现实的。

⑵ 提高农村贫困人口收入

有关资料表明，大部分贫困人口集中在我国地势第一、二级阶梯的过渡带上。这些地区的地貌特征是山地、丘林和高原，其中大部分是山地。这些地区又属于季风气候边缘地带，气候变化剧烈，水土流失严重，自然生态环境脆弱。开发小水电能够有效促进贫困地区乡镇企业和家庭作坊的发展，增加农村就业机会，提高农民收入。

⑶ 保护生态环境

小水电属于清洁可再生能源，具有治理环境，保护生态的重要作用。小水电工程治水办电相结合，通过在江河源头建设一大批综合利用的水利水电枢纽工程，采用生物、工程治理等多种手段，提高植被覆盖率，涵养水源，防止水土流失，对小流域进行综合治理。不仅能够改善当地的生态环境，还能逐步从根本上保护和修复江河中下游的生态环境；小水电提供的电力减少了农民对生物燃料的依赖，使大量林木免被砍伐。

2.2、小水电发展目标

（1） 2020 年农村电力需求与供应预测

党的十六大明确提出了“全面建设小康社会，在优化结构和提高效益的基础上，国内生产总值到2020 年力争比2000 年翻两番”，并且提出“到2020 年基本上实现工业化”的奋斗目标。届时我国农村社会经济、能源供应结构、农村居民用能方式、电力消费总量也将发生巨大变化。

在得到国家可再生能源法律支持及小水电在2015 年前顺利实现现代化的条件下，小水电有可能实现开发率达到70%，甚至更高的目标。届时小水电年发电量为448000TW.h，占2020 年全国农村用电量的76%左右。

（2） 我国小水电技术发展路线

技术发展所遵循的原则是：明确目标，统一规划，加快实施，适当超前；技术先进，设备可靠，简单方便，经济合理；严格执行国家技术标准，优先选用系列化产品；以国产技术和设备为主，适时引进国外关键技术和设备。

小水电技术进行的开发将集中在新材料上，如合成材料。对于低水头，开发则集中在多样布置的小机组上，采用变速和变频技术。“变压发电”发电机，在将来可适用小水电站对于一些水电站，已经尝试对主要部件或甚至整个电站进行预制，采用箱式整装小水电，估计该产品在产量上和规模上会得到发展，产品的系列会更齐。水电站设计中环境和安全问题摆在了一个比较重要的位置。降低工程造价与减少运行费，提高资源利用率的各种技术开发。

三、制约技术发展的主要障碍与对策建议

3.1 小水电自身方面

⑴ 电力生产规模小。可再生能源在商业化运作中面临的主要共性问题是：可再生能源市场相对狭小，小规模的生产造成较高的工程设备投资成本，低产量的能源生产又会造成较高的能源生产成本。小水电同样存在这一问题。实际上即使在发达国家，小水电与常规能源目前仍无法进行完全的市场竞争，其发电成本因经济规模的限制与常规能源仍有一定的距离。

⑵ 丰枯及峰谷矛盾。小水电大部分是径流式电站，缺乏调节能力，在丰水期往往造成系统电力有余，小水电大量弃水；而枯水期造成电网缺电。受负荷特性限制，在负荷高峰期，不能提供更多的电力；在负荷低谷期，又会因电网负荷小而停机弃水。

⑶ 气候变化。小水电设计发电量是按水文、水能条件得出的平均多年发电量，这些水文资料大多来源80 年代以前，由于近年来气候变暖，径流年际与年内变化加剧，导致与原来设计差距较大，在一定程度上影响了发电量。

⑷ 机组技术水平及效率低。小水电站由于建站时间长，大部分设备陈旧、技术落后、能量转换效率偏低。据统计，单机容量在500～3000kW 段机组，其综合效率低于80%的占54%；单机容量在3000～12000kW 段机组，其综合效率低于80%的占38%。

⑸ 运行方式不当。相当多的水库电站缺乏对水文资料、发电单位耗水率、水头与运行台数的相关分析，运行方式粗放。不能优化水库调度和电站运行计划，在提高水库防洪安全度的同时，增加发电量。径流式电站也存在运行方式不当的问题。

⑹ 机组检修及事故停机等。除机组正常检修外，设备老化使事故停机增多，延长了检修时间，减少了发电量。

发电量减少使小水电实际的单位电能造价和发电成本大幅度提高，发供电收益普遍达不到项目财务评价预期值，消弱了市场竞争力。2002 年全国小水电平均实际发电成本比平均设计发电成本高出0.06 元/kW.h。在64 座小水电站经济性抽样调查案例中，以平均上网电价为0.25 元/kW.h 计，平均实际发电成本比平均电价高出0.05 元/kW.h。

3.2 小水电体制、市场及政策方面

雖然我国小水电技术进步使其商业化运作能力不断加强，但与我国电力工业发展整体水平相比还存在一定差距，主要表现在小水电总体技术水平不高， 技术市场发展缓慢，科技成果转换渠道不畅及科研经费投入不足等方面。