对新形势下四川省水能、风能及太阳能开发的思考
2017-04-08李梓嘉
李梓嘉, 刘 岩, 周 云, 冯 宇
(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,四川 成都 610072)
对新形势下四川省水能、风能及太阳能开发的思考
李梓嘉, 刘 岩, 周 云, 冯 宇
(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,四川 成都 610072)
四川省水力资源技术可开发量位居全国第一,水电资源优势显著,风能、太阳能开发潜力大。本文分析研究了四川水电开发目前面临的新形势和新特点,提出四川水电、风电及太阳能发电项目在新形势下的开发前景,提出各方应形成继续开发四川水电、加快开发四川新能源的统一认识。同时,为四川省实现水电、风电、太阳能发电新发展提出几点建议。
新形势; 四川省; 水能开发; 新能源开发
0 前 言
四川是我国水电大省。建国以来,四川水电得到了长足发展,根据最新研究成果,截至2015年12月31日,四川省已正开发量为93 502 MW,年发电量4 336亿kW·h,已正开发量占技术可开发量63%,四川水电开发已跨入新的发展阶段。
当前,我国经济稳增长、调结构压力较大,全社会用电量增长不及预期,拟建水电项目建设外部环境更加复杂,项目投资风险加大。在这样的新形势下,应进一步凝聚社会共识,在加快开发“三江”水电基地的同时,结合流域风、光资源与水电出力特性互补性好的特点,利用其已成输电网络,打造流域水电、风电及集中式光伏发电外送能源基地,并从长远利益出发,以四川重要水库电源点为着力点,营造有利条件和环境,积极推动前期工作,开发利用好四川有限的水能资源,这不仅符合国家能源战略,亦对四川清洁能源示范省建设具有重要意义。
1 四川水电资源优势显著,风能、太阳能开发潜力大
1.1 水电开发取得长足进步
水能资源是四川省重要的清洁能源,根据最新研究成果,四川省水力资源技术可开发量1.48亿kW。其中,技术可开发量约80%集中在金沙江、雅砻江及大渡河流域。
截至2015年底,四川水电装机容量6 759万kW,在建水电装机超过2 500万kW。项目储备方面,除雅砻江干流上游及少数中型河流尚未完成水电规划外,其余大中型河流基本上均完成规划,一批大中型水电项目正有序开展前期工作。
1.2 风能、太阳能开发潜力大
四川省风能资源主要集中在川西南地区的凉山州、攀枝花一带山地及川西高原地区。初步估算全省风能资源理论开发量约4 850万kW,全省风能实际可开发量超过2 000万kW。截至2015年底,四川省已建成风电总装机容量74万kW,核准项目总装机容量394万kW。
四川省太阳能资源分布很不平衡,大致以龙门山脉、邛崃山脉和大凉山为界,西部太阳能资源较多,尤其是川西高原,其中太阳能资源最丰富的“三州一市”地区属于全国太阳能资源一类和二类地区,开发前景较为广阔。初步统计,全省太阳能发电理论可利用量超过1亿kW,太阳能发电实际可利用量超过4 000万kW。截至2015年底,四川省已建成太阳能发电总规模约46万kW,在建集中式光伏电站装机规模50.8万kW。
2 目前水电开发面临的新形势和新特点
2.1 拟建水电项目建设环境更加复杂
随着水电开发进程的逐步推进,四川已经进入水电开发的中后期。目前四川省未开发的电源点大多数位于社会经济发展相对滞后的三州少数民族地区,尤其是河流的中上游,基础设施落后,水电开发普遍存在交通不便、地形地质条件复杂、施工条件差、工程投资难以控制、开发难度大等特点,再加上移民安置、环境保护要求的提高等因素,拟建水电项目建设环境更加复杂。
2.2 用电需求增长不及预期
经济新常态下,四川省GDP增速明显放缓,“十二五”期间四川省全社会用电量增速呈逐年下降趋势,2015年全省社会用电量增长率为-1.1%,电力消纳形势十分严峻。同时四川已建调节性能较好的水库电站比重不大,整体调节性能较差,加之电网送出能力不足,使得水电汛期弃水严重,2015年四川水电调峰弃水102亿kW·h,2016年四川水电调峰弃水电量创近5年新高,达142亿kW·h,严重制约了水电效益的发挥。
2.3 电网外送能力建设滞后
四川水电在全国能源平衡中占有重要地位,其水电开发不仅要满足本省社会经济发展需求,还承担我国“西电东送”中通道的送电任务。目前四川水电正处于大规模集中投产期,2016年四川电网全网新增装机434.6万kW,电网外送建设相对滞后,部分送电通道出现瓶颈。按电力建设规划,不计金沙江界河直流点对点外送通道,四川规模外送规模应达到2 500万kW,截至2016年底,四川实际送出能力仅为1 320万kW,电网外送能力明显不足。
2.4 新投产电站经营压力大
水电集中投产,用电市场疲软,再加上外送能力不足,导致近期电力供大于求,发电企业“窝电”现象严重,发电收入低于预期水平,新投产电站还本付息压力较大,企业经营困难。同时,随着四川水电开发成本逐年走高,以及企业投资回报要求,正在开展前期工作的水电站按现行电价测算,多数项目市场竞争力不强,投资风险大,影响了业主开发水电的积极性。
3 统一思想,凝聚力量,共谋四川可再生能源发展新篇章
3.1 长江经济带社会经济发展潜力大,仍需要强大的能源支撑和保障
党的十八大提出到2020年我国全面建成小康社会,2020年要实现国内生产总值和城乡居民人均收入比2010年翻一番。《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》提出整个“十三五”期间全国经济增速应保持中高速增长,年均增速高于6.5%。随着我国工业化和现代化进程的加快,能源消费需求也将不断增加,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系,对于保障我国经济社会可持续发展具有十分重要的战略意义。
与发达国家相比,我国用电水平依然偏低。2016年全社会用电量59 198亿kW·h,人均用电量4 281kW·h,而美国人均用电量约13 600kW·h/a。目前我国仍为发展中国家,经济发展水平与发达国家相比仍有一定距离,未来5年是我国全面建成小康社会的关键时期,随着我国经济社会的发展,用电水平将不断提高,对能源特别是可再生能源的需求也将不断增加。我国可再生能源优势突出,具有较大的开发潜力与开发空间,优先开发可再生能源是我国满足经济发展需求、提高能源安全保障、实现能源清洁低碳和可持续发展的重要举措。
四川作为西部大开发重点区域,GDP增长率应高于西部地区平均水平。《四川省国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》提出四川“十三五”期间地区生产总值年均增长7%以上。作为西部省份,四川省用电水平依然偏低,截至2016年全社会用电量2 101.0亿kW·h,人均用电量2 543kW·h,仅为全国平均水平的2/3。最新研究分析,预测四川省2020年全省全社会用电量2 500亿kW·h。因此,四川省电力市场空间较大,能源资源开发任重道远。作为四川省重要的资源,水、风、光等可再生能源的开发工作力度还将持续加强。
四川作为我国“西电东送”能源战略格局中的重要枢纽,既要满足自身电力增长的需要,又要支援国内其它缺能地区的能源供给。根据负荷预测成果,考虑川电外送规模2 500万kW(不含金沙江界河直流外送),四川省2025年系统约需发电装机容量11 339万kW,2016年底四川电网全口径装机仅为9 000万kW,可再生能源开发有足够的电力市场空间。
3.2 加快开发清洁可再生能源是我国既定能源供应战略的重要内容,也是应对气候变化的重要对策
气候变化已成为涉及各国核心利益的重大全球性问题,我国作为最大的发展中国家,面临生态环境约束和能源资源约束的双重挑战。为应对气候变化,我国政府明确提出到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%至45%,并作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划。
2014年6月国务院办公厅印发的《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》提出争取到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%。为实现这一目标,《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》提出我国仍需积极开发水电、大力发展风电、加快发展太阳能发电,力争到2020年常规水电装机容量达到3.5亿kW左右,风电装机容量达到2亿kW,光伏电站装机容量达到1亿kW左右。发展清洁低碳可再生能源已作为我国能源发展的方向,只有合理开发可再生能源,才能实现我国2020年节能减排和非化石能源发展目标的承诺,实现国民经济和社会事业的健康可持续发展。
可再生能源每年提供清洁电力的同时,可节约煤炭消耗,减少二氧化碳、二氧化硫、烟尘等的排放。以在建的雅砻江两河口水电站为例,新增电力每年可节约原煤消耗1 537万t、相当于少建5座年产400万t的大型煤矿,进而减少二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放。
四川省水力资源得天独厚,新能源品种齐全,资源禀赋总体较好,可再生能源项目的开发建设是实现我国大幅降低碳排放强度不可或缺的措施之一。
3.3 发挥资源优势,建设全国水电能源基地及国家清洁能源示范基地
四川省能源的优势在水能,开发的战略重点在水电。四川能源的资源性特点,决定了建设发展电力工业主要以开发水电为主来满足经济社会发展之需。外部一系列有利条件加强了四川省建设全国水电能源基地及国家清洁能源示范基地的可行性:《四川省“十三五”能源发展规划》明确“坚持以水电为主的能源开发方针,始终把水电开发摆在全省能源建设的优先位置”“坚持统一规划、分步实施原则,因地制宜开发风电、太阳能、生物质能等新能源”;《四川省国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中指出“以金沙江、雅砻江、大渡河“三江”水电开发为重点,优先建设龙头水库电站,加快建设乌东德、白鹤滩、两河口、双江口等一批大型水电项目,建成全国最大水电开发基地。科学有序推进风能、太阳能等新能源开发。”
四川省水力资源技术可开发量约占全国的四分之一,金沙江、雅砻江和大渡河这三大江干流水力资源技术可开发量占了全省的67%以上,在全国十三大水电基地中分别列第一、第三、第五,具有集中开发和规模外送的良好条件。根据电源建设规划,预计四川省2020年、2025年、2030年水电总装机容量将达到8 124万kW、10 678万kW、13 069万kW,不仅能够满足四川省社会经济发展对电力的需求,还将把四川省建成全国最大的水电能源基地。根据国家能源需求及水电可能的投产进程,预计四川省2020年、2025年、2030年西电东送总规模(含金沙江界河、西北联网)分别达到3 474万kW、4 250万kW、5 638万kW,四川省将成为重要的“西电东送”基地。
3.4 改善四川电力系统电源结构,加大调节性能好的大型水库电站的开发力度
目前,四川电网存在的主要问题之一是电源结构不尽合理。从2015年四川省电力供需形势看来,弃水电量明显增加,电力供应季节性特征进一步增强。大型龙头水库电站的投产,可有效缓解四川电网调峰能力不足而水电在丰水期大量弃水这一矛盾。
四川大中型河流上具有一批规模大、调节能力好、供电质量高的龙头水库电站,对解决四川电网汛期缺调峰容量和枯期缺电量问题作用巨大,符合四川电力发展的需要。以在建的雅砻江干流两河口水电站为例,对2025年水平的四川电力系统,两河口水电站的建成可减少水电群弃水电量约48亿kW·h,作用非常显著。
金沙江龙头水库岗托、大渡河龙头水库下尔呷、绰斯甲河龙头水库上寨、雅砻江上游规划的龙头水库木能达等水电站调节库容较大,控制落差大,水库蓄能作用显著。根据估算,岗托、下尔呷、上寨和木能达可增加四川境内梯级电站枯期电量分别为101.6亿kW·h、69.9亿kW·h、35.58亿kW·h和91.37亿kW·h,对改善四川省枯期电量短缺作用显著;同时,这些水库电站汛期蓄水时的出力特性适宜参与电网调峰。从四川省能源资源条件考虑,加大调节性能好的大型水电电源的开发力度,可以明显改善电源结构。因此,加大开发建设四川龙头水库电站是十分必要的。
3.5 开发西部水电,变资源优势为经济优势,是促进不发达少数民族地区社会经济事业发展的重要抓手
中央第六次西藏工作座谈会对四川、云南等四省藏区发展稳定工作作出全面部署,会议指出:同全国其他地区一样,西藏和四省藏区已经进入全面建成小康社会决定性阶段。要牢牢把握改善民生、凝聚人心这个出发点和落脚点,大力推动西藏和四省藏区经济社会发展。
四川水电的开发建设,可通过带动产业结构变化带来社会结构的变化,提高当地的城镇化水平。借助水电开发,以原有城镇和集中居民点为依托,建设后勤服务基地和生活区,并配套相应的社会服务设施,形成工程建设和服务中心,扩大城镇规模并提升城镇功能。带动交通、通讯、电力、水利等基础设施建设,为加快城镇发展提供物质支撑。积极利用水电投资的乘数效应以及水电产业的关联效应,拉动城镇经济,培育城镇发展的内在动力。依托工程建设,发展城镇非农产业,为农村劳动力转移创造就业机会,吸引人口向重点城镇集聚,显著提升其城镇建设水平和农村现代化水平。
龙头水库电站由于工程规模大,其投资金额与淹没范围比一般水电站更大,对区域经济增长的拉动;对财政税收及就业的作用;对促进区域内经济社会协调发展的作用;对库区经济的作用;对当地文化、教育和人民生活的影响都更为深远。以在建的雅砻江两河口水电站为例,考虑其对下游梯级的补偿效益,2020年对四川省地区生产总值的拉动贡献为每年85.975亿元,占2020年四川省GDP总值的0.18%;从电站动工开始到结束,州县级增加的总营业税税额可达到10.9亿元。龙头水库电站建设对拉动民族地区经济发展具有重要作用。
4 建 议
4.1 大力开发水电、积极发展风电、加快建设太阳能发电,倾力打造“水电为主,风光配合”的开发布局
目前,四川水电布局基本明朗,近期建设重点主要在金沙江、雅砻江、大渡河干流中游水电基地。根据四川风能及太阳能资源地域性特征,今后风电、太阳能光伏发电发展的重点主要在川西南地区的凉山州、攀枝花一带山地及川西高原地区。风电平枯期电量约占年发电量的70%左右,太阳能光伏电站平枯期电量约占年发电量的60%左右,风电、太阳能光伏的年出力特性与水电出力具有一定的互补性。水、风、光联合运行可提高电网对风电和光伏的接纳能力,水电和太阳能发电可考虑与水电利用同一通道打捆送出,解决风电和太阳能发电消纳问题,亦可提高现有水电送出通道的利用效率。因此,建议加快三州地区水风光互补基地规划的研究。
风电、光伏电站出力与水电出力具有一定的互补性,有利于优化四川省电源结构。目前,四川省风电资源储备充足,风力发电技术相对成熟;四川省太阳能电站还未完成相关长期规划,需尽快开展。
4.2 从长远利益出发,关注重要水库电源点的保护和开发,积极推动前期工作
调节水库对四川电网调结构作用显著。从已建、在建水库电站的建设经验看,重要水库电站建比不建好,早建比晚建好。但受自然资源、地理环境以及新时期的移民、环境等因素影响,重要水库电站开发建设的制约因素更多,目前未开发建设的、调节能力较好的重要水库电站所剩不多,社会各界应统一认识,凝聚共识,积极营造有利环境,共同促进重要水库电站的开发建设。
岗托水电站是规划的川藏界河金沙江上游的龙头水库,由于水库淹没涉及古寺庙等,前期工作进展缓慢;下尔呷水电站大渡河干流的龙头水库,由于存在一定的环境影响因素,前期工作处于停滞状态;上寨水电站为绰斯甲河干流的龙头水库,技术经济指标相对较差,加上移民安置难度相对较大,前期工作进度缓慢;木能达水电站为规划的雅砻江上游龙头水库,河流规划方案尚未审批,前期设计工作未启动,鉴于其储能作用和改善四川电源结构作用显著,建议政府部门在规划和规划环评审批过程中,积极推荐有该调节水库的方案。
4.3 建立切实可行的梯级水电站优化调度机制
随着四川省各流域梯级水电开发的持续推进,一大批大型水电工程已相继发电,各大流域梯级水电站群已逐步形成(金沙江干流已有3个梯级建成,总装机容量达到1 860万kW;雅砻江干流已有5个梯级建成,总装机容量达到1 470万kW;大渡河干流已有11个梯级建成,总装机容量达到1 267.2万kW),水电站运行调度逐步从单个电站发展到流域梯级水电站联合运行调度,迫切需要积极开展各流域梯级水电站优化调度工作。
国内外实践证明,开展水电站优化调度可获得显著的经济效益,一般可增加2%~7%的发电效益。如按实施优化调度增加年发电量5%计算,2014年四川省可增加年发电量128.9亿kW·h,年节约标煤430万t,减排二氧化碳860万t。优化调度所增加的投资较少,其经济效益、环境效益及社会效益均极为显著。
建立切实可行的梯级水电站优化调度机制,科学调度、精细管理,实现我国各流域水力资源的优化配置,为国民经济可持续发展提供强有力的保障。
4.4 积极开展相关政策支持和保障措施研究
(1)建立可再生能源消纳保障机制。水电、风电、太阳能发电是清洁可再生能源。为进一步加强可再生能源开发利用,实现2020年我国非化石能源消费比重达到15%的目标和2030年我国非化石能源消费比重达到20%的目标,建议将水电、风电、太阳能发电均纳入可再生能源配额管理,将四川省的可再生能源在全国更大范围内优化配置,统筹平衡,保障可再生能源发电消纳。
(2)建立电价倾斜机制。水电开发进入中后期,普遍存在经济性差的问题,尤其是龙头水库经济性更差。建议研究给予龙头水库一定的政策补贴,如:参照太阳能发电等其他清洁可再生能源的补贴政策,或者采用水火同网同价,提高四川龙头水库电站的市场竞争力。
实施“西电东送”已成为我国能源发展战略的重要组成部分。四川是国家实施“西电东送”中部通道的送电端,“川电外送”方向包括重庆、华中东四省和华东地区。建议从资源地利益出发,进一步研究川电东送上网电价形成机制。
(3)建立支持藏区水电开发的金融财税优惠政策。根据中央第六次西藏工作座谈会的精神“今后一个时期,要在西藏和四省藏区继续实施特殊的财政、税收、投资、金融等政策。”四川省待建的水电、风电及太阳能等可再生能源多位于藏区,建设条件复杂,经济性较差,建议对该类工程,政府层面制定出台有利于其开发的金融和财税优惠政策。如参照藏区执行利率补贴、增值税即征即退和所得税优惠等。
2017-07-03
李梓嘉(1989-),女,四川成都人,硕士研究生,工程师,从事水电站水能规划与动能经济设计工作。
F416.2
:B
:1003-9805(2017)03-0080-04