世界银行水电项目气候风险管理与决策

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运行与管理

世界银行水电项目气候风险管理与决策

[美国] P.卡尔基等

为响应水电项目对投资决策指南的需求，同时考虑到气候变化可能对水电项目造成的影响，世界银行集团近期开展了一项研究，以控制该领域的风险并协助客户更好地了解气候相关风险。研究确定了一套专门的筛选方法，用以应对短期和长期的气候变化与灾害风险。以世界银行在尼泊尔的水电投资决策为例，介绍了“决策树”方法在水电项目气候风险评估和管理中的应用。

水电项目；气候风险；世界银行

南亚地区的水电潜能巨大，目前只有不到22%的资源得以开发。对于包括尼泊尔在内的许多国家来说，水电仍然是可负担的可再生能源的最大来源。鉴于世界银行集团在南亚地区进行了大规模投资，应特别注意气候变化对基础设施开发的影响，特别是在水电领域，因为该集团目前正在支持开展大量的水电项目。

世界银行集团独立评估小组(IEG)在其报告《适应气候变化：评估世界银行及气候变化第三阶段经验》中称，虽然水电长久以来一直在应对气候变化方面带来影响，但是对于如何通过恰当的方法将气候变化因素融入项目设计和评估中，仍缺乏相应的指导。因此，世界银行亟需开发出实用的行动指南，一方面可以帮助自身做出投资决策，另一方面协助客户了解水资源基础设施开发(包括水电开发)面临的气候变化影响和灾害风险，并设计出适应性措施。

在国际开发协会(IDA)第17轮增资中，关于气候变化的“特别主题3”呼吁所有成员按照IDA国家合作伙伴框架(CPFs)，在分析国家发展的挑战及首要目标时将气候和灾害风险纳入考虑范围，并在获得相关国家一致同意后，将此类考虑因素加入计划内容和成果框架之中。对于所有新启动的IDA行动，需要对其面临的短期和长期气候变化和灾害风险进行甄别，如果存在风险，就要采取恰当的适应性措施。基于IEG的观察报告和国际社会对于关注气候变化影响的呼吁，同时也为了增强相关行动的适应力，能源与开采小组在亚洲可持续替代能源项目(ASTAE)和南亚水倡议(SAWI)的支持下启动了一套系统化的方法，以更好地了解气候变化对水电的影响，并评估不同方法在筛选和建设水电项目适应性方面的效果。小组先对若干水电项目进行分析，并研究过去应对气候变化的方法。小组组长组建了一支多学科团队，并在整个银行范围内启动了咨询审查程序。

世界银行的一些部门已经着手研究在不确定环境下甄别气候变化并做出决策的方法和途径。研究很快发现，气候风险评估并没有标准的方法论，也没有明确的方法可以预估水电开发未来可能面临的气候状况。IEG在报告中总结到，大部分工作都将重心放在降低气候变化的影响，却通常无法解决那些需要回答的问题，如某个项目是否容易受到气候变化的影响。为了弥补这一空白，D.罗德里格斯与世界银行集团全球水实践(Water Global Practice)的一个团队合作，在“水伙伴关系计划”(Water Partnership Program)的支持下开发出了一个名为“决策树”的概念框架，框架通过将“不确定环境下的决策(DMU)”技术应用于气候变化风险评估和风险管理，为项目规划者提供指导。

1 尼泊尔阿伦河水电项目案例研究

2005年年初，尼泊尔政府请求世界银行对该国东部阿伦(Arun)河上游水电项目的筹备工作给予协助。借此机会，研究小组在项目和流域层面上将“决策树”方法应用于阿伦河上游项目。为此，小组聘请了几位外部建模师：来自美国马萨诸塞州立大学的C.布朗和P.雷负责项目层面的工作，将该方法应用于阿伦河上游拟建的径流式水电站(UAHP)。相关分析工作探讨了气候不确定性及其他项目效能变量(如水电供应价格)如何影响项目的最优设计能力。冰川和泥沙的影响也被考虑在内。来自英国曼彻斯特大学的一组专家在尼泊尔克溪(Koshi)河流域展开流域层面的分析工作，克溪河流域也位居UAHP的项目所在地。在复杂的物理系统中，应用该方法测试拟建水电项目高效且可靠的综合利用方式，为尼泊尔未来能源领域的规划奠定了基础。由来自世界银行的专家和其他若干专家组成的团队研究了气温和降雨的气候性变化将如何影响冰川体积、冰川融水径流、积雪和融雪径流。研究结果被整编成题为“尼泊尔阿伦河流域的冰川与河川径流”的报告。

2 不确定环境下的决策与“决策树”

DMU通过对多种工具和数据的跨学科应用，为项目、流域或国家层面上的计划选择提供建议，目的是使投资取得最佳的实物和经济效益。DMU方法的逻辑直观易懂，但未来难以预测，因此需要先确定会给考虑中的设计带来问题的情形，然后评估这些情形是否可能发生(在能够判定的范围内)，以及是否可以或如何才能规避这些问题。这一方法也可应用于除气候变化外的其他不确定因素，如冰川消融和泥沙含量的不确定性、电价、非水电燃料价格、协同效益的大小(如环境流量支持或防洪)、建设成本以及预期的能源需求。一般而言，DMU可通过如下途径促进冲突的解决：

(1)提供透明且可获取的分析，可以对多种项目设计进行测试；

(2)认真对待利益相关者关于未来发展的各种观点(如果分析设计过程中存在一个主要的利益相关者，并且随着新信息的出现不断有提出意见的机会)；

(3)为整合各种促进讨论和协定的指标提供机会。

“决策树”为DMU方法在风险管理，特别是气候变化风险管理中的分阶段应用提供了框架，可以帮助决策者们：

(1)评估气候变化风险，且无需首先预测未来气候；

(2)在更多样的未来气候和非气候条件下了解自身项目的优势和局限性；

(3)确定对于长期成功至关重要的适应性对策、项目和选择。

不同于其他项目层面的气候变化评估，“决策树”是一个评估气候变化影响的系统化过程，它采用“自下而上”的方式，首先关注的是确定项目的脆弱点。确定脆弱点以后，根据具体需要，分析的最后阶段可能会对气候变化进行预测并考虑相关不确定性。按照“决策树”的步骤，项目经理就可以根据项目属性，循序渐进地进行适当水平的分析。根据设计，“决策树”可以回答评估项目气候变化风险时产生的许多富有挑战性的问题。

如图1中所示，“决策树”由4个连续的阶段组成。项目只需要根据具体需要完成相应的评估阶段。虽然图中并未予以强调，但是全部流程中还包括一个反馈环路，该环路可以在变化的气候条件下实现监测和评估，这是定期复查项目效能的重要内容。

图1 “决策树”模型示意

在应用时，“决策树”系统可评估项目和计划对气候风险的敏感性，同时，还可为应对这些风险提供一个框架。

3 在项目层面实施决策方法

项目层面的分析对UAHP 335 MW预可行性设计的气候变化风险进行了评估。除了气候变化风险以外，利益相关者还通过讨论确定了其他非气候因素，并将这些因素也纳入了分析之中。利益相关者为项目评估确定了效能度量指标，即项目的经济价值(净现值)，以及全年和枯水期水力发电量。

“决策树”应用于UAHP的开发可以证明，该项目有能力应对气候变化和其他风险。具体方法是，对一个多阶段模型集合进行压力测试，该模型集合包括1个天气发生器、1个包含冰川要素的高级水文模型和1个将可用水量换算为水力发电量的水系统模型。

阿伦河上游对气候变化的整体水文学反应是，当温度升高大约3℃时，径流量增加，然后，由于冰川融水减少，径流量缓慢下降。在枯水期内，径流量会随着温度的升高稍有下降，但是影响很小。降雨影响同预期的一样，降雨量增加会导致径流量增加，且降雨造成的影响要比气温的影响更加明显。根据对该区域的预测，未来气温会升高，但降雨方面并没有明确的信号，该预测的可信度未知。

评估还为UAHP考虑了可能的替代(更大产能)设计。分析得出的结论是，335 MW的初始预可行性设计足以应对所考虑到的各种不确定性，存在问题的场景很少。但是，这一设计不能充分利用丰水期径流。1 000 MW的设计成为了一个有吸引力的替代选择，该设计能够实现包括枯水期产能在内的稳健性与机遇的最优组合，但是，它对资本成本的增加和低电价也更加敏感。如果要选择这一设计，必须认真讨论和处理这些风险。

分析中所选择的输入变量的范围均超出了合理限度。之所以这样定义范围，是为了不遗漏任何脆弱点。一旦确定了某个脆弱点，就可以进而判断导致脆弱点的变量值是否合理。这样，最开始使用的范围就不会对分析的结果造成影响。为了确保初始范围可以超出所有的合理值之外，所有范围均经过与尼泊尔电力局(Nepal Electricity Authority)的协商确定，包括折现率和成本估算，并参考了相关文献。气候变化输入变量(气温和降雨)是通过分析历史记录来确定的，其目的是要远超出政府间气候变化专门委员会(IPCC)气候变化预测所涵盖的范围。

并不是所有的水电项目都需要经过阿伦河上游项目这样的分析。根据目前的政策，所有世界银行资助的项目必须首先经过适当水平的分析，以证明该项目能够适应未来的气候变化。在阶段二显示出低气候风险之后，阿伦河上游项目的分析被继续推进到“决策树”的后续阶段，这一决定也是应投资人和利益相关者的要求做出的，因为他们认为设计规模越大，未来出现更加有利的(气候和非气候)条件时就越能充分利用其带来的水力发电机会。这可能并不适用于其他项目，总体来说，“决策树”可以被灵活应用，以满足利益相关者的需求。

4 在流域层面进行不确定环境下的决策

流域系统研究提供了一个将DMU研究应用于复杂系统的范例。

该应用案例所演示的方法可以帮助选择高效且实用的水电投资组合(投资搭配)。该方法应用于尼泊尔河流流域层面，但是也可以应用于更小(项目)或更大(国家、跨国)的层面。因为水电资产的效能取决于河流径流量、水管理条例、上游和下游水利用情况等相关因素，流域层面的分析采用了一种综合性的水资源管理方法。通过考虑各种基础设施开发和操作规程选项，受利益相关者委托，建成一个流域模型，用来模拟未来30 a的系统情境。该模拟模型可以追踪一段时期内整个流域的径流量和储水量，还可以追踪记录许多工程、经济和环境指标，这些指标可以对系统效能最突出的方面进行量化。效能指标包括水力发电及公共供水的可靠性和适应性等。这一流域影响模型与一个多准则搜索算法相关联，该算法根据包括气候变化在内的一系列不确定因素，对几十亿种投资组合及其运营模式进行过滤，最终筛选出一组效能最高(效率最高且最稳健)的投资组合。可以通过直观或交互的方式评估拟投资产中的高效能组合及平衡资产隐含的各种效益。然后，通过对利益相关者倾向的投资组合进行压力测试，详细确定它们的脆弱点，包括制度和融资不确定情形下的脆弱点。最终，该方法旨在帮助决策者找出能够取得可靠成果的投资，并适当平衡系统的效益。

目前还不确定是否所有的流域都应进行像克溪河流域这样的分析。对于考虑气候变化的流域分析，世界银行并未做硬性要求，也不是所有的流域都需要这种分析，但这种分析仍然是有用的。江河流域本身是复杂的系统，受自然物理规律和入流量的支配，同时也受人类用水和人工设施运行的制约；项目规模的基础设施则是一个位于流域内部的复杂系统。基于这样的认识，多数流域组织已经开展了一定程度的流域系统分析，以支持运行和重大项目规划(如水资源整体规划)。在以下情况下，应用于克溪河流域的流域规划将会特别有用。

(1)计划投资一项新的金额巨大的潜在项目，且该项目有多个地点和基础设施可供选择。

(2)水资源和水利基础设施具有或规划有多种用途(例如水力发电、市政和农业供水、防洪等)，且不同水资源用途之间的协调关系复杂，或协调可能为管理带来具有挑战性的结果。

(3)进行新投资的内容和方式的决策时，容易受到一个或多个不确定因素的影响，如气候变化、未来的电力需求以及电价或其他形式能源的价格。

一个系统内的几乎任何一部分都可能对其他许多或所有部分的效能产生影响，因此，流域层面的分析可以提供一些令人惊讶的深刻见解，这些见解是无法通过那些简单、独立、范围狭窄的分析获得的。参与分析的人员包括尼泊尔各种政府和非政府利益相关者，相关研究也是通过与投资管理局、尼泊尔电力局和尼泊尔能源部的密切合作完成的。

5 翠苏里河上游水电项目案例研究

阿伦河上游项目案例研究中应用的一系列方法的有效性，随后在另外一个私人筹资的水电项目——装机218 MW的尼泊尔翠苏里(Trishuli)河上游A(UT)水电项目上重新得到了印证。 开展了气候风险评估研究，以确定能够提高UT项目抵御气候变化能力的投资决策。世界银行旗下的国际金融公司(IFC)的研究团队寻求可以为这一投资提供经费的筹资机制。在此过程中他们发现，在发展中国家部署具有气候适应力的水电设施会面临3个主要障碍。

(1)水电项目(包括气候适应力建设)缺乏长期融资。当地缺少固定利率的长期融资供给是其主要障碍之一，因为大多数本地银行都缺乏专业技术和合适的金融产品来为具有气候适应力的水电项目筹措资金。此外，对于项目受到的更长期的财务和气候变化影响，大多数私人投资者并不愿意支付额外的费用。

(2)气候适应力建设的成本高。气候影响已经使水电项目的操作复杂性和成本显著增加。同时，对于将气候相关考虑融入项目设计和运营，仍缺少有效的策略、经验和资金。

(3)外汇风险。本地市场的电价通常按照本地货币计算，而投资者往往用硬通货提供融资资金，项目开发者就会因此面临外汇风险。

在气候投资基金(CIF)旗下的“适应气候变化试点项目(PPCR)”的支持下，IFC作为PPCR的执行机构已经将一笔初始股权投资注入尼泊尔的一个水电项目，以专门支持气候变化适应措施。IFC的自有账户投资400万美元加上PPCR提供的25万美元，共同构成了混合型金融投资的初始资金，用于开展气候变化适应力评估，并找出设计中需要更改的地方，以使水电站具备对未来气候变化的适应力。对于适应措施产生的附加成本，目前正在考虑进行后续的PPCR共同投资。

通过用本地货币提供长期融资和投资，诸如PPCR之类的混合型金融投资，力图使项目开发者尽可能降低财务风险，因为这些财务风险目前正在阻碍水电设施气候适应性基础设施的开发。预计到2035年，全球水电装机容量将增加750 GW，经合组织(OECD)国家的水电项目新增投资将超过1.2万亿美元。许多新建设施将位于易受气候影响的地区，因此，具有气候适应力的水电设施开发具有非常广阔的市场。但是目前来看，市场上还没有能够充分支持新建和已建水电设施抵御气候变化的产品。

预计这些混合型金融投资将帮助建立一个跟踪档案，记录具有气候适应力的水电容量的发展，从而向期望进入水电领域的投资者和融资人发出积极的信号，并最终利用这一模式在目标地区促进对适应气候变化水电项目的进一步投资。通过展示适应气候变化水电项目的可融资性，这些投资可能会刺激该领域内基于商业目的的重大投资。

6 可持续的泥沙管理实践

水电项目应对气候变化的程序化方法有4个关键要素，如图2所示。

图2 水电项目应对气候变化的程序化方法

(1)项目层面的决策；

(2)流域层面的决策；

(3)不确定环境下的决策；

(4)可持续泥沙管理实践。

AUS11078号内部报告——《南亚水电投资决策：“决策树”在尼泊尔阿伦河上游水电项目和克溪河流域水电开发中的应用》对前3个要素有更加详细的描述。可持续泥沙管理实践的重点是形成泥沙管理技术备忘录，并由德国菲彻特纳(Fichtner)公司开发RESCON2软件。备忘录和软件于2016年发布和推出。

7 水电行业气候适应指南

目前为止的工作表明，能源与开采小组通过针对短期和长期气候变化和灾害风险制定一系列筛选方法，已经部分满足了IDA第17轮增资中提出的要求。但是，要想制定出行业指南，从而为整合恰当适应性措施提供指导，仍有许多工作要做。2015年12月，在巴黎召开的第21届联合国气候变化大会(COP21)对建设和加强气候适应力给予了高度重视。作为回应，世界银行首席经济学家办公室(GGSVP)正在推出一套名为“加强世界银行可持续开发作业的气候与灾害适应力”的程序化方法，鼓励制定行业指南。下一步工作是制定并于短期内公布水电行业气候适应力指南。

8 结 语

水电开发面临着许多风险，包括气候变化、高含沙量以及环境、社会和财务风险。因此，水电开发投资必须在系统性气候风险评估的基础上进行。事实上，IDA第17轮增资中要求，在考虑世界银行南亚水电和水库项目面临的各种挑战时，必须采取严格缜密但又切实可行的方法。本分析中使用的“决策树”能够通过经济省力、科学可靠、可重复且清晰明确的方法，论证项目在面对气候变化和自然灾害风险时的稳健性。“决策树”框架的一个关键组成部分是评估一系列风险(包括气候变化)的相对重要性，该框架在需要考虑各种不同风险的情况下最为有效。

为了从风险评估框架中获得最大收益，建议在项目层面和流域层面同时展开分析。项目层面的评估可以回答与投资者直接相关的问题，而流域层面的分析则可以根据需要审视和分析那些可能带来更大收益的替代性投资组合。

谭婧译

(编辑：陈紫薇)

2016-11-08

1006-0081(2017)07-0044-05

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