四川水电消纳保障措施研究

柏 睿，罗洋涛，李 亮

（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

随着我国经济发展进入新常态，电力需求增速明显放缓，而四川省近几年来水电集中投产［1］，水电消纳形势不容乐观，弃水损失较重［2］，输电通道建设落后于电源建设已成为制约四川弃水消纳的重要因素［3-4］。四川水电消纳需要建立相应的保障消纳措施和优先发电制度，而目前多项保障制度大部分仅针对非水可再生能源，对水电的保障消纳造成了政策性阻碍［5］。为促进四川水电消纳，本文基于水电弃水和外送通道现状、四川省能源资源特点，论证四川水电优先消纳保障的必要性，明确四川水电市场定位，并提出四川水电消纳的保障措施。

1 四川水电发展现状

1.1 四川水电发展面临新形势和挑战

我国电力生产消费进入新常态。电力消费增速将维持低速增长，电能需求增速放缓，电力供应能力总体富余，电力供应结构持续优化，电力消费增长减速换挡、结构不断调整［6］。因此，有必要加快解决弃水、弃风、弃光问题。

四川水电开发面临新形势。近年来四川水电开发条件逐渐变差，成本逐渐增长［7］。建设条件越来越复杂、输电通道建设难度加大、移民环保要求越来越高、投资补助和分摊机制尚未建立，导致水电开发市场竞争力显著下降，这进一步加大了四川水电消纳压力，急需国家宏观统筹规划协调。

1.2 四川水电弃水问题逐年加剧

如表1所示，目前四川水电消纳形势仍然不容乐观。受水电快速发展与电力需求增长速度不匹配、汛期来水偏丰、低谷时段电力系统运行需要水电调峰弃水、现有外送通道不匹配等因素影响，近六年来四川水电弃水问题逐渐加剧。

大规模弃水，一方面造成国家清洁能源的巨大浪费，另一方面大量消耗煤炭发电将进一步缩短有限的化石能源使用期限。这将严重损害四川乃至全国电力供应系统的健康有序发展。

表1 四川电力系统近6年基本情况

1.3 川电外送通道建设严重滞后

根据四川电网最新规划，到2020年四川电网与外网交换的输电线路将发展为“5直+6交”格局（见图1和表2）。

网对网外送：四川到重庆网对网外送通道3条6回，一是洪沟-板桥2回500 kV交流，二是黄岩-万县2回500 kV交流，最大送电能力合计为390万kW。2017年新增川渝第三通道2回资阳-铜梁500 kV交流线路，新增送电200万kW。

点对网外送：目前已建直流通道包括德阳-宝鸡±500 kV直流300万kW、锦屏-华东±800 kV直流720万kW、向家坝-华东±800 kV直流640万kW以及溪洛渡-华东±800 kV直流800万kW。四川盐源-江西±800 kV直流正加快开展前期工作，预计2025年达到送电能力1 000万kW。

目前四川外送通道建设滞后于水电建设，为保障四川水电合理有序的外送消纳，应加快输电通道的建设和论证，缓解四川水电弃水问题。

图1 四川电网输电及外送通道示意

表2 四川水电外送通道情况

2 四川水电优先消纳的必要性

2.1 四川水电应参与全国能源电力平衡

四川水电在全国能源电力中占有重要地位。据预测，2020年和2030年四川占全国可再生能源的比重分别为13%和16%，2020至2030年间新增水电占全国可再生能源增量的24%。从电力结构来看，2020年和2030年四川水电发电量占全国非化石能源电量的比重分别达到13%和14%，2020至2030年间新增水电占全国非化石能源电力增量的16%。由此可见，四川水能资源在我国一次能源和电力供应中具有重要的地位。

四川水电外送符合国家西电东送发展战略。实施西电东送，一方面可以开发西部清洁水能资源，促进西部地区发展，另一方面可将西部清洁电力送往东部发达地区，减少东部非化石能源消耗，有利于东西部协调发展，实现全国资源优化配置、东西部共同发展和绿色发展的多赢局面。

四川水电弃水造成国家资源的巨大浪费。四川水能资源约占全国水能资源总量的22%，规模总量巨大，若不合理有效地利用水能资源，将造成国家能源的巨大浪费［6］。2017年四川省水电年发电量3 052亿kW·h，初步估计到2050年全省水电累计可节省标准煤52亿t，相当于2017年全省能源消费总量的22倍。

四川能源资源特点决定应优先发展水电外送。四川省能源资源的特点是水能资源丰富，风电和太阳能资源量相对较少，能源利用应以水电开发为主，并适量开发火电，以弥补水电丰枯出力差异和电网调峰需求。因此，四川应充分发挥资源优势，优先开发水能资源，并积极实施节能发电调度，在满足省内需求的前提下，优先外送消纳。

2.2 四川水电应优先消纳

符合国家节能减排需求。为应对气候变化，我国政府提出了2020年和2030年非化石能源占一次能源消费比重15%和20%的目标。为引领我国走向低碳的发展模式，实现节能减排目标，必须大力发展清洁能源。随着我国在节能减排的压力和责任越来越大，四川水电对降低CO2排放、发展低碳经济的作用和效果将愈加显现。

有利于国家能源转型和电力结构调整。长期以来我国能源消费过度依赖化石燃料，电力构成中火电比例过高、水电比例过低。目前我国面临着相当艰巨的能源结构和电力结构调整的任务，必须进一步扩大清洁能源比例［8-9］。四川水电可以有效替代火电，满足全国电力增量的增长需求，推进电力结构优化调整，保障电力系统安全性，提高系统供电质量。

四川水电清洁可靠且具有经济性。一方面，四川水电调节性能好、运行调度灵活、有利于系统安全稳定，特别是龙头水库电站可发挥调峰、调频、调相和备用等功能，对保障电力系统供需平衡与安全运行发挥着重要作用。另一方面，水电开发不需要申请高额国家补贴，是所有清洁能源发电品种中最具经济性的。随着我国对清洁能源的进一步重视，加大对碳排放的监管力度，以及对西电东送输出的优惠政策落实，四川水电经济性将日益显现，川电外送未来将会有更大的市场空间和竞争力。

综上所述，四川水电应积极参与全国能源电力平衡，积极促进四川水电在全国范围内优先消纳。

3 四川水电的市场定位

3.1 四川水电外送规模分析

根据负荷预测成果、电源建设规划，考虑基本明确电源项目及外送规模的情况下，开展电力供需平衡分析，结果表明2020年、2025年和2030年四川电网基本达到供需平衡且略有盈余，四川水电在满足自身平衡的基础上，推荐外送规模为2 500万kW，如表3所示。

根据送出通道现状，在盐源-江西直流按期投产的前提下，川电外送输电能力才能达到2 520万kW，才能确保通道建设与送出规划基本符合［10］。

表3 四川电网各水平年电力供需平衡 万kW

3.2 四川水电外送市场空间

根据全国能源和电力的总体流向，四川位于“西电东送”中通道首端，四川丰富的水电主要送电方向为重庆、华中和华东地区，2020年及以后总的外送规模为2 500万kW。

采取统一原则，对四川水电受端市场（即重庆电网、华中电网和华东电网）进行电力市场空间测算，结果如表4所示。测算结果表明，计入川电外送目标规模2 500万kW对各受端地区的电力输入后，整体受端地区2020年可供四川水电竞争的电力市场空间仍有690万kW，2025年和2030年分别为4 290万kW和1.3亿kW。考虑华东输送距离较远，仅计入重庆、华中，2025年和2030年电力市场空间也可分别达到2 470万kW和7 500万kW。

由此可见，四川水电有足够可供消纳的市场空间，与同期规划的煤电相比水电具有更优秀的经济性和清洁能源优势，而且可逐步替代送电区达到使用年限面临淘汰的已建火电，优化电力系统结构。因此，四川水电开发应推动“水火置换”、加大可再生能源比重，更加注重水电市场的拓展、资源的合理配置和送电的整体经济性［10-11］。

表4 四川水电消纳市场空间 万kW

4 四川水电消纳保障制度研究

4.1 完善水电优先发电制度的法律保护

4.1.1 相关立法和政策对水能资源的界定模糊

目前我国仍未出台水电如何适用《可再生能源法》的具体规定，水电属于可再生能源，但又不完全适用可再生能源法，许多政策中主要提出了非水可再生能源的管理办法，对于水电仅给出了参照执行的模糊概念，部分文件甚至完全将水电排斥在外。水电不能完全享受全额保障性收购政策的支持，也不能享受绿色电力证书交易机制的激励，同时没有明确水电消纳配额制的目标引导，这已经成为水电消纳外送过程中的政策性阻碍［3］。

4.1.2 加强对水能资源开发利用的立法保护

水电开发技术已经基本成熟，不像风电和光伏技术还处于探索阶段。水电消纳不需要对《可再生能源法》进行具体的调整，只需要明确水能与非水可再生能源具有同等的法律效应，在出台相关政策法规时将水电同等考虑，共享政策支持即可。建议一方面尽快把水电纳入可再生能源全额保障性收购范围，参考风电、光伏发电的年度保障小时数，提出水电的保障性收购办法；另一方面尽快把水电纳入绿色电力证书交易机制中，要求市场主体通过购买水电绿色证书完成配额义务，促进水电健康可持续发展。

4.2 健全电源建设与送出通道建设协调发展体系

通道建设是四川水电外送的基本前提和物理基础，应从国家层面上重视电网与电源协调建设问题，健全四川水电电源建设与送出通道建设的协调发展体系，保证电力送出和供电的安全［4］。

完善国家能源电力发展规划及其实施保障制度。建议从宏观角度，完善国家能源电力发展规划，在高层面提出全国能源发展和通道建设规划，保障西部清洁能源送往东部发达地区的总体流向。健全能源电力发展规划的实施保障制度，纳入相关规划的电源建设和输电通道应积极推进实施。

建立跨区域能源管理委员会。建议由国家主管部门牵头组建跨区域能源管理委员会，统筹各省市区相关政府机构、电网公司和发电企业，以市场需求为导向，以能源资源优化配置为原则，顶层设计、自顶向下，明确全国跨地区能源协调发展方案，开展跨区域电力发展规划和输电的合理方案；协调各省市区电网公司和发电企业利益需求，建立电源建设规划反馈机制，做到电源、电网协调发展。

建立区域电网协调机制。建议在跨区域能源管理委员会的引导下，建立区域电网协调机制，促使各省区政府部门开展有效协商，协调送受端地区的合理利益，使送受电双方能够共赢，从而加快跨省、跨区电网建设，加强省际联网和交换大通道的特高压工程建设，开辟省际电力电量交换新通道，在满足省内需求前提下加大省际电力电量交换，优化电网结构，充分利用水电输电平台，实现能源资源优化配置。

4.3 建立水电优先发电制度

四川省可按照确保安全、兼顾经济性和调节性的原则，选择有代表性的河流作为一类优先保障电源，实施优先发电制度。主要内容包括：

（1）安排年度发电计划时，明确清洁能源发电量，充分预留水电优先发电的空间。

（2）加强电力外送和消纳，跨省跨区送受电中，原则上应明确可再生能源发电量的比例。

（3）统一预测各类电源出力，充分利用水电预报调度成果，做好电力电量平衡工作。

（4）组织实施替代火电，同时实现优先发电可交易，为消纳可再生能源腾出调峰空间。

四川省实施水电优先发电制度时，应切实完善操作模式，主要包括：

（1）切实做好供需平衡预测，预测总发用电量，测算跨省跨区送受电电量。

（2）合理安排各类电源的发电顺序，合理安排四川调峰调频水电的优先发电。

（3）组织符合条件的电力用户和发电企业，通过灵活的交易方式，确定交易电量和交易价格，避免非理性竞争。

（4）根据直接交易电量变化、用电增速变化，以及有关奖惩因素等，适时调整年度电力电量平衡方案，确保交易电量得以执行。

4.4 水电纳入可再生能源配额制和绿色证书交易制度

4.4.1 水电纳入“配额制+绿色证书”制度必要性

从可再生能源配额比例看，全国有许多地区具有水电消纳空间。根据2016年数据，东部包括浙江、天津等17个省市区的水电消纳比例不到20%，部分电力消耗体量较大的省区可再生能源消纳总比例都达不到10%，华中、华东等地区对于接收西部水电的潜力较大。

水电是绿色的可再生能源，加入“配额制+绿色证书”制度具有重要意义［12，14］。从目前的国际经验看，虽尚有相关问题需要研究和妥善解决，但可先期选择部分河流作为试点。试点阶段配套相应政策，如绿证交易费用适当降低或减半，也可一定程度上降低水电绿证对非水可再生能源的冲击。

4.4.2 以四川水电为试点参与“配额制+绿色证书”制度

首先，充分认识建立水电开发利用目标的重要性，建立水能开发利用引导目标（配额制），制定各省市区水电电量消费比重指标。其次，制定科学的水能开发利用规划，明确水能开发利用的责任和义务，以及水电接入、输送和消纳责任。建立可再生能源开发利用监测和评价制度，定期上报国家主管部门并给以公布和评价。再次，建立水电绿色证书自愿认购及约束体系，试行水电绿色证书的核发工作，完善水电绿色电力证书的自愿认购规则，建议水电绿色证书认购价格不高于非水可再生能源绿色证书的价格。

4.5 加快推进和完善“碳交易+碳配额”制度

应参考可再生能源消纳配额制及绿色证书制度，在全国范围内建立“碳交易+碳配额”制度，同时将四川水电纳入进来开展试点研究，从而促使东部地区优先消纳四川水电［13］。

借鉴绿色证书制度完善碳排放权交易制度。绿色电力证书是天然且精确的碳减排衡量方式，与碳减排交易体系可以形成天然的衔接。借鉴绿色证书认购和交易过程中的经验，可有效解决碳排放证书交易过程中的问题。应加强绿色证书和碳交易证书的宣传力度，加深社会各界对碳排放证书的认可程度。同时，还可向社会各界提倡两证并购，提高对碳排放证书交易的积极性。

参考国际经验适时出台碳排放配额制。在碳交易市场建设阶段性成熟之后，预计“十四五”期间我国政府将逐步实施碳排放配额制。在一级配额分配市场，初期我国应该以免费分配为主，随着市场的完善，应改为拍卖分配为主。在二级市场建设方面，我国应该建立电子交易系统，构建电子交易平台，并实行交易监管制度等，避免对碳配额交易的恶性炒作。

5 结 论

（1）四川省水电发展形势不容乐观，水电保障消纳面临重大挑战。近年来四川水电弃水问题逐渐凸显，川电外送2 500万kW输电能力建立在盐源-江西直流通道顺利建成的基础上，外送输电通道建设的滞后将使得四川水电消纳形势更加严峻。

（2）四川水电应参与全国能源电力平衡，水电优先消纳是必要的。四川水电在我国一次能源供应、电力供应的总量和增量中均具有重要的地位。水电是最大的绿色清洁能源，水电优先发电符合国家节能减排需求和可持续发展战略。四川水电规模较大，应合理优先发电避免清洁能源浪费，四川水电参与“西电东送”，有利于我国能源结构转型和电力供给侧改革，有利于我国非化石能源发展目标实现。

（3）四川水电的市场定位是在满足本省需求同时合理外送重庆、华中和华东地区。四川水电在满足本省电力平衡的基础上，合理的外送规模为2 500万kW，川电外送应依次满足重庆、华中东部四省和华东电网的需求。电力市场空间分析结果表明，四川水电有足够可供消纳的市场空间。

（4）应完善四川水电优先消纳保障措施，并积极推进实施。应从完善水电优先消纳的立法保障，健全电源建设与通道建设协调发展体系，建立水电优先发电制度，将水电纳入可再生能源“配额制+绿色证书”制度，推进完善“碳交易+碳配额”制度五个方面，保障四川水电的优先消纳。