塔吉克斯坦枯水期缺电问题分析及解决途径研究

李梓嘉，李 亮，周 云，郭云峰，叶发明

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072)

0 前 言

塔吉克斯坦是位于中亚东南部的内陆国家，其东部、东南部与中国新疆接壤，南部与阿富汗交界，西部与乌兹别克斯坦毗邻，北部与吉尔吉斯斯坦相连。全国分为三州一区一直辖市：索格特州、哈特隆州、戈尔诺-巴达赫尚自治州、中央直属区和杜尚别市。

塔吉克斯坦是中亚的“水塔之国”，全国水电比例过高，电力系统中水电装机占总装机容量的88%，水电出力特性与用电负荷特性匹配较差。此外，塔吉克斯坦水电丰枯出力悬殊，丰水期水电发电量多，且会产生大量弃水；而枯水期水电出力受限，平均出力只占装机容量的一半，缺电严重。据了解，近年来塔吉克斯坦冬季均需采取拉闸限电措施，平均限负荷在20%以上。

2018年，塔吉克斯坦国内生产总值约合73亿美元，人均国内生产总值约合802美元。联合国工业发展组织将塔吉克斯坦列入低收入国家，电力供应不足已严重影响了塔吉克斯坦的经济社会发展。塔吉克斯坦政府出台的《塔吉克斯坦2030年前国家发展战略》提出，塔吉克斯坦计划2030年前将国内生产总值提高2.5倍。要实现这个目标，解决枯水期缺电问题就显得尤为重要。

1 塔吉克斯坦电力工业概况

1.1 电力建设现状

塔吉克斯坦电力主要来源于水电和火电，总装机容量5 879 MW，其中水电装机5 161 MW，占88%，火电装机718 MW，占12%。最大的水电站是努列克水电站，装机容量3 015 MW；最大的火电站是杜尚别火电站，装机容量598 MW(其中一期198 MW，二期400 MW)。塔吉克斯坦现有主要电站情况见表1。

表1 塔吉克斯坦现有主要电站情况

塔吉克斯坦发电装机绝大部分为水力发电。尽管系统调节性能较好，但由于塔吉克斯坦境内河流径流丰枯差异大，在取暖负荷大的严冬季节(12月～翌年3月)，河流平均流量仅为多年平均流量的25%左右，受径流年内分布不均、枯期负荷大等因素影响，枯水期电力供应仍然不足，塔吉克斯坦全国秋冬季缺电30～35亿kW·h，致使70%的居民在冬季遭受严重的电力短缺，塔吉克斯坦电力系统季节性供需矛盾突出。塔吉克斯坦冬季从乌兹别克斯坦、土库曼斯坦等国进口电量，但随着这些国家近年来自身用电量增加，时常出现无法向塔吉克斯坦正常输电的情况。塔吉克斯坦冬季出现过多次大面积停电，农村地区几乎每年都会限电。

截至2016年底，塔吉克斯坦全国分为三个区域电网：一是中南部的杜尚别-瓦赫什电网，二是北部的索格特州电网，三是东部帕米尔(巴达赫尚自治州)电网。其中，中南部杜尚别-瓦赫什电网与北部的索格特州电网通过1回500 kV交流线路相联，东部帕米尔电网为独立电网。索格特自治州唯一的电源是卡拉库姆水电站，装机容量126 MW，多年平均发电量6.5亿kW·h。东部巴达赫尚自治州山区人口分散，目前与外界无电力联系。

为了将能源枢纽连接成一个整网，塔吉克斯坦在上世纪70年代初开始了500 kV高压线路的修建。目前塔吉克斯坦电力系统已经同中亚建立了220 kV和500 kV联合电力系统连接。其中，塔吉克斯坦电网通过2回500 kV交流线路与乌兹别克斯坦相联，1回500 kV交流线路与吉尔吉斯斯坦相联，2回220 kV交流线路与阿富汗相联。

塔吉克斯坦丰水期电力基本能满足内需，夏季还可以向周边国家出口。据中国驻塔吉克斯坦大使馆经济商务参赞处消息：2017年塔吉克斯坦向阿富汗出口电力电价为3.491美分/kW·h；2018年塔吉克斯坦向乌兹别克斯坦出口电力电价为2美分/kW·h；吉尔吉斯斯坦计划与塔吉克斯坦方面就夏季从塔吉克斯坦进口电力问题达成协议。

为了提高向乌兹别克斯坦电力出口能力，塔吉克斯坦正筹备第2条220 kV输电线路。中南亚输变电工程CASA-1000项目可把塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦的夏季过剩电力向巴基斯坦和阿富汗出口，目前塔吉克斯坦境内的桑格图达变电站建设的投标程序已经启动。

1.2 电力建设主要存在的问题

20世纪80年代末，苏联曾制订《1990～2005年进一步发展国家水电建设事业规划》。虽然塔吉克斯坦的面积只占苏联领土面积的0.64%，占苏联人口的2%，却因水力资源丰富而占苏联水电发展规划项目的17%。苏联解体使得上述规划未能实施，原来已经开始修建的大型水电站因资金严重不足和下游国家水权争议问题而全部停建。

塔吉克斯坦目前电力仍有缺口，特别是在冬季枯水期电力缺口较大，电力缺口主要依靠从乌兹别克斯坦等国进口。2009年底，乌兹别克斯坦宣布退出中亚电力网，塔吉克斯坦进口电力受限，冬季只能从哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦进口电力。但随着相关国家近年来自身用电量增加，有时无法向塔吉克斯坦正常输电，塔吉克斯坦出现过多次大面积停电。

塔吉克斯坦目前使用的电力设备基本均为苏联时期遗留产物，设备老化现象严重，性能、安全水平均较差。目前，塔吉克斯坦电网网损率高达15%左右。此外，塔吉克斯坦国家电力运营管理水平也相对落后，电网故障率较高，事故处理能力较弱。

2 塔吉克斯坦各电源点开发潜力

2.1 火电站开发潜力

塔吉克斯坦煤炭资源较为丰富，现有的17个煤矿区和24个含煤矿区已发现有褐煤、岩煤、焦碳和无烟煤等，探明储量共计46亿 t。

塔吉克斯坦火电站建设主要弥补枯水期水电出力不足。目前，夏季水电发电量充足时，火电均季节性暂停运行，因此火电站发电小时数难以得到保证，导致新建火电站电价竞争力不足。

2016年底，由中国新疆特变电工集团有限公司承建的杜尚别2号火电站二期项目竣工，项目装机容量400 MW。为了满足塔吉克斯坦电力系统枯水期的需要，推动塔吉克斯坦实现国家能源独立，少量扩建或新建火电站还是有必要的。

2.2 水电站开发潜力

塔吉克斯坦水能资源丰富，水电在电力系统中比重较大，枯水期供应紧缺，冬季会采取限电措施，丰水期电力富余，水电开发应优先建设具有季调节及以上能力的水库电站。同时，积极推进距离负荷中心较近的水电站开发建设，在满足国内电力需求的基础上，将丰水期富余的电力外送。

2.3 风电场、光伏电站项目开发潜力

塔吉克斯坦地形主要为高山和高原，北部山脉属天山山系，中部属吉萨尔～阿尔泰山系，山势陡峭，海拔在4 000～5 000 m，受地形条件制约，近期不宜进行大规模风电开发。风能资源较好的地区主要分布在北部和东南部地区，平均风速可达7～9 m/s。塔吉克斯坦风能资源分布见图1。

塔吉克斯坦太阳能资源较为丰富，但由于塔吉克斯坦大部分地区为高山地形，适宜建设光伏电站的场地有限。塔吉克斯坦西部地区多为荒漠地带，场地平整，适宜建设大规模并网光伏电站，年平均总辐射量可达6 300 MJ/m2以上。塔吉克斯坦太阳能资源分布见图2。

图1 塔吉克斯坦风能资源分布示意 图2 塔吉克斯坦太阳能资源分布示意

3 解决塔吉克斯坦枯期缺电的途径分析

3.1 对已建电站进行更新改造

塔吉克斯坦水电站主要集中在喷赤河支流瓦赫什河上及锡尔河上。瓦赫什河上规划的9级电站中，努列克、拜帕辛、戈洛夫、别列巴特、中央站5座水电站已在苏联时期建成运行；桑格图德1号水电站于2009年由俄罗斯承建已投产，装机容量670 MW；桑格图德2号水电站于2011年由伊朗采用BOT方式投资建设，已投产，装机容量240 MW；罗贡水电站于上世纪80年代初由苏联能源部组织实施，到1991年苏联解体时，已完成投资约8亿美元，2018年已利用围堰挡水投产一台小机组。

自独立以来，塔吉克斯坦共建设了总装机容量25.2 MW的小水电。目前大部分塔吉克斯坦水电站都面临着电站设备和基础设施陈旧、老化的问题。对老旧水电站进行改造是塔吉克斯坦政府确保国家电力供应，尤其是冬季供电稳定的重点任务之一。2012年，中亚区域经济合作(CAREC)组织提出了区域电力总体规划，根据该规划，塔吉克斯坦将近80%的发电和输电设备需要更新。

努列克水电站装机容量为3 015 MW，保障了全国近70%的发电量，是塔吉克斯坦最主要的电力供应站。1972年努列克水电站第一台机组投产，该电站目前通过世界银行融资，进行了3台机组的改造。努列克水电站为具有年调节能力的水库电站，在枯水期水位已从正常蓄水位消落至死水位的运行方式下，水库枯期水量利用率已接近100%。通过改造老旧机组提升机组发电效率，可增加一定的枯期电量，但从增加枯期电量的角度来说效果并不明显。其他已建电站若枯期无弃水，同样，从增加枯期电量的角度来说，通过改造老旧机组效果亦不明显。

3.2 对已建电站进行扩机、扩容建设

塔吉克斯坦电力体制改革还未完成，剩余水电开发条件较差，敏感因素较多，新建水电站上网电价竞争要求高。瓦赫什河龙头水库罗贡水电站正在建设，努列克水电站已投产运行，其中，罗贡水电站总库容达130亿m3，已建努列克水电站总库容达105亿m3。待罗贡水电站建成投产后，将大大提高瓦赫什河调节能力及调峰能力。届时，可利用存量水电扩机、扩容，较好地满足未来电力系统的容量及调峰需求。

在枯期水电站已无弃水的情况下，对水电站进行扩机、扩容，可提高水电站枯水期调峰能力，但不会增加枯期电量。在水电站仍有弃水的情况下，对水电站进行扩机、扩容，不仅可提高水电站调峰能力，还可以提高水量利用率，从而增加发电量，其中，包括增加少量的枯期电量。

3.3 优化梯级调度运行方式

瓦赫什河靠近塔吉克斯坦负荷中心——首都杜尚别，目前瓦赫什河已形成规模化的梯级水电水利工程。瓦赫什河上已建水电站装机容量占塔吉克斯坦已建水电站装机容量的95%以上，同时，瓦赫什河汛期4～9月径流量占全年径流量的80%以上，而罗贡水电站、努列克水电站等均具有较大的调节库容。因此，实施梯级水电水利工程的统一管理和联合调度，保证梯级水电水利工程安全、节约能源资源、增加梯级整体效益，显得十分必要。

因此，可研究瓦赫什河梯级电站联合调度方式，提供优化的调度方案，实现在满足下游综合用水要求的基础上，减少流域汛期弃水，增加梯级整体发电量的目标，一定程度缓解塔吉克斯坦枯期电量缺口。

3.4 从周边国家进口电量

塔吉克斯坦东部、东南部与中国新疆接壤，南部与阿富汗交界，西部与乌兹别克斯坦毗邻，北部与吉尔吉斯斯坦相连。目前，塔吉克电网通过2回500 kV交流线路与乌兹别克斯坦相联，1回500 kV交流线路与吉尔吉斯斯坦相联(目前降压至220 kV运行)，2回220 kV交流线路与阿富汗相联。在枯水期，塔吉克斯坦缺电时可考虑从周边国家外购电量。

近年来，阿富汗局势动荡，电力尚不能自给自足，与塔吉克斯坦进行电力交换存在很大的不确定性。北部吉尔吉斯斯坦同为水力资源丰富的国家，其电力系统中80%以上为水电装机，同样存在丰余枯缺的问题，因此，没办法提供足量的枯期电量以解决塔吉克斯坦枯期缺电问题。西部乌兹别克斯坦油气资源丰富，同塔吉克斯坦具有丰枯互补、水火(气)互济的条件，但塔吉克斯坦同乌兹别克斯坦由于跨境水资源问题，双方电力供应中断了9年，于2018年才恢复电力交易。政治环境将对塔乌双方电力交易产生极大的影响。

2018年12月，塔吉克斯坦总统拉赫蒙发表国情咨文提出了国家四大战略目标：实现能源独立、突破交通闭塞、实现粮食安全及国家工业化。如果依靠从周边国家进口电量以解决塔吉克斯坦枯期缺电问题，则无法实现能源独立。

3.5 新建电站

塔吉克斯坦发电装机绝大部分为水力发电，电力系统现状为丰余枯缺。丰水期基本能满足内需，夏季还可以向周边国家出口，而冬季枯水期则水电出力不足，系统缺电严重。为了解决塔吉克斯坦枯期缺电的问题，最有效的方式是开发距离负荷中心较近的电站。

3.5.1 火电站

塔吉克斯坦煤炭资源较为丰富，同时，乌兹别克斯坦已于2018年4月恢复向塔吉克斯坦供应天然气。目前，塔吉克斯坦电力装机中水电装机占了88%，火电仅占12%。从解决枯期缺电、调整电源结构的角度分析，新建或扩建少量火电机组是必要的。

据资料显示，塔吉克斯坦夏季水力发电量充足时将季节性暂停运行，新建火电站若同样仅枯期运行而夏季停运，则会导致其利用小时数很低，项目财务指标差。这种情况下，建议夏季火电站不停运，可在电力系统中承担基荷出力，水电富余时则出口至周边国家，将资源优势转化成经济优势，同时可提高火电项目的经济性。

3.5.2 风电场、光伏电站

风电场及光伏电站建设周期短，因此，新建风电场或光伏电站是短期内解决塔吉克斯坦国内冬季缺电问题较快捷的办法。同时，通过水风光互补，对风电、光电等新能源的消纳也有一定的保障。根据前期研究，受地形条件制约，结合风能资源初步分析，仅在苦盏市附近规划了一座风电场场址，初拟装机容量150 MW。

塔吉克斯坦太阳能资源较为丰富，但由于大部分地区为高山地形，适宜建设光伏电站的场地有限。结合太阳能资源初步分析，前期仅在杜尚别市附近规划了一座光伏电站场址，初拟装机容量200 MW。

塔吉克斯坦的现状是上网电价低，在政府未补贴的情况下，新能源发电项目财务指标均较差。加之由于风能及太阳能资源的特殊性，风电场及光伏电站出力不稳定，不仅不能稳定地提供电力系统需要的电量，还不能提供电力系统需要的容量。若依靠风电场或光伏电站解决塔吉克斯坦枯期缺电的问题，则需要新建装机规模较大的风电场或光伏电站，这样又不利于电力系统的稳定运行。

3.5.3 水电站

塔吉克斯坦长期坚持“水电兴国”战略。塔吉克斯坦水能资源丰富，其水电开发具有良好的市场前景。基于塔吉克斯坦丰余枯缺的电力系统现状，建议水电开发应优先开发具有季调节及以上能力的水库电站。

(1)瓦赫什河。塔吉克斯坦电力系统装机容量中约88%来自于水电，且水电装机容量中超过95%集中在瓦赫什河。瓦赫什河干流梯级规划方案包括9级水电站，自上而下分别是：罗贡(在建，多年调节)、舒罗布(未建、日调节)、努列克(已建、年调节)、拜帕辛(已建、日调节)、桑格图德1号(已建、日调节)、桑格图德2号(已建、日调节)、戈洛夫(已建、日调节)、别列巴特(已建、径流式)、中央站(已建、径流式)。

2017年，乌兹别克斯坦作为塔吉克斯坦喷赤河下游国家，表示支持跨境水资源的合理利用，塔吉克斯坦亦重启了位于瓦赫什河上的罗贡水电站建设。罗贡水电站位于塔吉克斯坦首都杜尚别以东110 km，装机容量3 600 MW，机组台数6台。目前，罗贡水电站利用围堰挡水已投产一台小机组，第二台机组正在安装。《塔吉克斯坦2030年前国家发展战略》指出，现阶段是全面建成罗贡水电站、确保国家电力安全的关键时期。罗贡水电站具有多年调节能力，是瓦赫什河龙头水库，其建成投产可显著增加瓦赫什河整体梯级枯期电量，同时，罗贡水电站本身的枯期电量就可填满目前塔吉克斯坦枯期的电量缺口。

塔吉克斯坦国家规划重点建设项目中的舒罗布电站，位于罗贡与努列克电站之间，装机容量850 MW，待罗贡水电站建成后，舒罗布水电站将提供约32亿kW·h的电量。2005年，中国水利水电建设集团对舒罗布电站进行了考察，初步评估意见认为，舒罗布水电站的设计、施工、设备采购均没有太大的难度，技术资料完整、齐全，可直接进入实质性工作阶段。评估距现在已过去十多年，与现状适应性也有待提高，可开展舒罗布电站选点规划，提出切实可行的方案。

目前瓦赫什河已形成规模化的梯级水电水利工程，罗贡水库约控制水头850 m，努列克水库约控制水头470 m，罗贡水库和努列克水库控制下游水头高、蓄能大。根据罗贡水库的施工组织设计，其完全投产时间在2030年以后，无法满足近期塔吉克斯坦的枯期用电需求。因此，可研究在瓦赫什河努列克水电站上游开发新建具有一定调节库容的水库电站，以此增加瓦赫什河梯级枯期电量，解决塔吉克斯坦枯期缺电问题。初步估算，在不考虑新建电站自身枯期电量的情况下，需调节库容25亿m3左右即可解决30亿kW·h枯期电量。

(2)其他河流。塔吉克斯坦水力资源丰富，除瓦赫什河及与阿富汗界河喷赤河外，其他水力资源较为丰富的河流有泽拉夫尚河、卡菲尔尼甘河、巴尔坦格河等。其中，巴尔坦格河位于塔吉克斯坦东部巴达赫尚自治州，巴达赫尚自治州用电需求小，其电网为孤立电网，因此，近期可不作重点开发。泽拉夫尚河、卡菲尔尼甘河均靠近塔吉克斯坦负荷中心，且泽拉夫尚河上游采矿业集中，需电量大。目前，泽拉夫尚河及卡菲尔尼甘河均暂未进行水电开发。因此，可对泽拉夫尚河及卡菲尔尼甘河开展水电开发规划，尤其对具有较大库容和较好调节能力的梯级水电站进行深化研究并早日开发建设，以适应塔吉克斯坦电力系统的需要。

4 建 议

塔吉克斯坦电力系统季节性供需矛盾突出，当务之急是解决其枯期缺电的问题。综合分析，对已建电站进行更新改造，并进行扩机、扩容建设，或是对瓦赫什河梯级调度运行方式进行优化，可一定程度上缓解塔吉克斯坦枯期电量缺口，但不能从根本上解决其枯期缺电的问题。枯期从周边国家进口电量可解决塔吉克斯坦自身电量缺口，但不利于实现塔吉克斯坦政府所制定的能源独立的战略目标。同时，从塔吉克斯坦已有政策分析，新建电站中火电站、风电场、太阳能发电项目，均存在财务指标差的问题。因此，目前最行之有效的途径是新建水电站，特别是开发具有季调节及以上能力的水库电站。

塔吉克斯坦长期坚持“水电兴国”战略，中国同塔吉克斯坦的水电开发合作具有良好的市场前景。建议下阶段，收集塔吉克斯坦电力系统各水平年负荷预测资料，分析塔吉克斯坦电力供需情况，研究电力市场空间，确定新建水电站规模及开发时序。

下一步，建议与塔吉克斯坦政府和相关部门进行沟通、交流，通过现场实地查勘验证，开展相关规划研究和方案设计工作，提高决策的科学性。