广东省与奥地利水电发展对比分析及思考
2020-04-14高雪山邝明勇
赵 亮,高雪山,邝明勇
(广东省水利厅,广东 广州 510635)
1 广东省小水电发展历程及现状
1.1 总体建设情况
广东省水能资源丰富,境内2 165条河流,水能资源理论蕴藏量为1 137.2万kW,主要分布在北江、东江、韩江和西江四大水系。广东是小水电开发利用大省,截至2018年底,已建小水电站9 789宗,总装机容量为760万kW,总宗数和装机容量分居全国第一位和第三位,水能资源开发利用率达87%[1]。小水电遍布全省2/3土地面积、88个县(市、区),主要分布于粤东、西、北欠发达地区,粤东西北地区小水电占比85%,珠三角核心区占比15%。
农村小水电的发展,对区域经济发展、社会进步、生态文明建设起到了极大的促进作用。
1) 经济效益
全省小水电年均发电量为220亿度,年产值约110亿元,上缴税收约16亿元,是部分山区县重要的财政收入来源,如乳源县、阳山县2018年小水电税收占本级财政收入10%、7%。
2) 社会效益
全省小水电解决8.2万农村人口就业问题,约5 400宗小水电站承担防洪、灌溉、供水、农村基础设施建设维护等功能,服务三农,促进农村基层组织建设。
3) 生态效益
小水电是清洁的可再生能源,全省小水电年均发电量约占全省全口径发电量的5%,相当于每年减少880万t标准煤燃烧、2 200万t二氧化碳和66万t二氧化硫排放。
小水电不仅为生产和生活提供了清洁能源,而且大大地推动了广东水利经济及地方经济的发展,功不可没[2]。
1.2 发展历程
广东省是全国较早展开农村水电开发的省份之一,省委、省人大、省政府把小水电作为发展山区经济、促进贫困山区脱贫致富的支柱产业。省人大常委会先后于1996年和2003年通过了《关于加快农村水电建设的决议》《关于进一步扶持农村水电发展的决议》,分两个五年期大力发展小水电,从资金、体制、电价等方面进行大力扶持。议案的实施推动了广东省小水电快速发展,使广东省一跃成为小水电大省。
近年来,广东省小水电工作围绕省委、省政府的决策部署,按照水利部“有限、有序、有偿”开发农村水能资源、建设绿色水电等发展思路,同时,坚持“建设与管理相结合,以管理为主;安全与效益相结合,以安全为主;严控新建与改造相结合,以改造为主”工作原则,不断强化小水电安全监管,加大技术改造指导力度,优化水能资源利用,结合信息化手段,大力推进小水电行业绿色发展转型升级[3- 4]。主要工作开展情况包括几下三点。
1) 加强小水电站安全管理
自2000年,广东省出台并落实多项工作,彻底清理整顿了“四无”违规电站,对全省小水电安全核查及分类定级,并以此为基础建立小水电安全生产管理信息平台。2010年以来,广东省水利厅开展了隐患小水电站整治和小水电站竣工验收工作,目前完成率达96%以上。印发《广东省农村水电站安全生产标准化达标评级实施细则》,对全省小水电提出安全生产标准化建设要求和指导。
2) 实施水电增效扩容改造和河流生态修复
“十一五”和“十二五”期间,全省大力建设电气化县和水电新农村电气化县,极大保障了乡、村通电率。广东省在“十二五”期间共有702宗小水电站纳入中央农村水电增效扩容实施改造范围,并在“十三五”期间继续将107宗小水电纳入改造范围,在工程改造的同时实施河流生态修复[3]。
3) 开展绿色水电站评价与建议
根据水利部《绿色小水电评价标准》,广东省自2017年起开展绿色小水电站评价工作;并根据《广东省水利工程生态建设指导意见》《广东省中小河流生态河道构建技术指引》《关于小水电工程最小生态流量管理的意见》等,部署开展最小生态流量率定及调查工作;根据《广东省水利厅关于开展小水电生态环境突出问题清理整改工作的紧急通知》,对小水电站进行整改,生态环境问题突出的部分水电站将停产或退出。
1.3 问题和困难
由于广东省小水电建设在前,立法在后,旧水电站的运行与新时期的环保与安全要求日益矛盾[1, 5-7],现阶段面临的主要问题有以下三个方面。
1) 小水电发展与生态环境保护矛盾日益突出
据初步摸查,目前,广东省内较多小水电站未装设生态流量泄放设施,更多小水电站未装设生态流量监控设施。
各级各类保护区范围内存在小水电站,其中部分涉嫌违反国家和省有关自然保护区管理相关条例。此外部分小水电站存在环评手续不齐全的问题。
2) 小水电安全生产形势仍然严峻
广东省小水电工程规模普遍较小,单站平均装机容量仅770 kW,其中1996年以前建成投产约占总数的40%,老、破、旧问题突出,安全生产环节存在隐患,事故时有发生。水电站因水灾受损甚至溃坝引发的安全问题不容小觑。
3) 小水电行业监管手段缺乏、管理难度较大
水行政主管部门是小水电行业的主管部门,但小水电企业的发电上网许可、电价调整和电费结算等重点环节都分别由能源监管、发改和电网公司等单位和部门负责,水行政主管部门在协调各部门对全省小水电站进行有效的监管缺乏一个协调机制。此外小水电行业监管的信息化能力欠缺,管理仍处于粗放水平。
2 奥地利小水电发展历程及现状
2.1 水电建设概况
奥地利位于欧洲中部,国土面积为8.39万km2,约为广东省面积(17.79万km2)的一半,人口约为835万。奥地利的地形以山地为主,山地约占总国土面积的2/3。奥地利水资源丰富,奥地利有一百多年的水能资源开发史,水电能源开发利用率达75%左右,水电在奥地利电力行业占比超过60%,发挥了重要作用。奥地利水电站装机容量、数量、开发方式等特点与广东省类似,具有小微水电站数量众多、装机较小、径流式开发多的特点[8-9]。70%的小水电站分布在水文条件优良的上奥地利和下奥地利地区[10],装机容量占全国的60%以上;其余的小水电站分布在萨尔兹堡和卡林地亚[9]。表1给出了奥地利各规模水电站的建设情况,此外仍有约2 000宗微型水电站未纳入统计。
表1 奥地利各规模水电站建设情况
注:依照我国水利部制定及颁布的《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252—2017),发电装机容量小于50 MW的水电站即被定义为小型水电站,而按照欧盟委员会则将发电量小于10 MW的水电站定义为小型水电站。
奥地利水电站取用水可通过授权许可免费使用,奥地利绝大部分归私人业主所有,根据法规业主具有90 a的使用许可限制。
2.2 历史沿革
奥地利一百多年的水能资源开发史,是客观理解水电定位、现状与未来的镜鉴。奥地利水电开发持续稳定,历史上曾受到过两次世界大战、经济大萧条和两次石油战争等外部因素的冲击[11]。
奥地利第一座水力发电站于19世纪中叶开发,涡轮机的发明,极大地提高了水力发电效率,奥地利能源发展随之取得突破。第一次世界大战期间(1914—1918年),水电站建设停滞不前,战后10 a由于电力需求的增长,水电开发活动再次兴旺,新的大型水电站数量增加了7倍,装机容量小于或等于10 MW的小水电站数量翻了两番。
1929年的大萧条导致水电站修建陷入停滞。第二次世界大战后,奥地利没有资金重建和新建水电站,在美国马歇尔计划的帮助下得以重启。1955年,奥地利首次能够满足国内全部电力需求。但由于经济的快速增长,在20世纪中期电力需求无法自给自足。60年代总共新建31宗新的大型水电站,是装机容量超过10 MW的水电站建设最多的10 a。
自20世纪80年代,以来全球对于人类工程的生态环境影响有了更深的认识,1984年是奥地利能源政策和发展的转折点。环保主义者和当地居民的大规模抵抗运动,导致了维也纳东部郊区的水电项目被取消,并最终被建立成国家公园。
此后,奥地利修订了大量的水电开发建设与运行法规,提高了环境要求,新建水电站的审批难度增加。同时,由于适宜建设大中型水电站的站址也基本上开发完毕,奥地利20世纪80年代与90年代水电开发重点转向支流、中小河流的小水电开发,这段时间小水电开发的数量是20世纪60年代和70年代的4倍之多。
3 奥地利小水电先进理念及做法
近年来,奥地利水电开发在国家能源安全、欧盟可再生能源发展指令(RERD)等能源发展要求以及欧盟水框架指令(WFD)水生态环境约束的双重背景下,探索了在严苛生态环境要求和能源安全保障“冲突”限制下的水电可持续发展的技术、法规与政策,为水电可持续开发运行提供了典型示范。
3.1 政策法规
1) 清洁能源及政府补贴
按照欧盟鼓励内部电力市场可再生能源电力的指令(2001/77/EC,也称为可再生能源条例),奥地利需要从2010 年起将可再生能源的发电量增加100%以上[10]。在欧盟主要国家(乃至我国)调整新能源补贴计划的环境下,奥地利国家层面对包括小水电在内的可再生能源给予补贴。
2) 水电开发要求
奥地利在欧盟水框架指令的约束下,对水电开发提出了严格的要求。
水电站不单有最小流量要求,新建的水电站还必须依法建设鱼道,以保障鱼类洄游和下行,政府每年约投资1.4亿欧元用于鱼道建设。
中小河流水电站调峰运行造成的下游水位变幅不超过3倍,最低水位时要求最少覆盖河床的80%。
人为造成的流速低于0.3 m/s的情况,只能在非常短的河段发生(如水库蓄水影响)等。
上述要求都是法律要求,奥地利全部水电站计划于2027年完成修复达到上述要求。
除此之外,水电企业积极参与政策制定、科学研究,生态环保科研机构积极寻求满足各方要求的技术解决方案,政府与公众发挥好监管、引导角色,多方协作形成了基于科学技术的水电可持续发展合力。
奥地利能源、环保等各方利益相关者(如业主、科研机构、政府机构、公众等)在法律框架下的对话合作也发挥了重要的作用。在奥地利,许多有关水电站环境修复方案、科研项目、试验项目都有水电企业的赞助与参与。
3.2 水电可持续发展技术
奥地利小水电站在稳定运行、突发事件应对、防洪和地震等事故应对方面具有先进的技术,生态环境方面由国家和监管部门和相应的监管计划进行把控。
1) 先进机组
奥地利具有先进的水电站机组技术。广东省飞来峡水利枢纽使用了奥地利ELIN及MCE公司制造的机组;东深供水改造工程16台主泵使用了奥地利安德列兹公司提供的核心技术,处于世界同类机组的领先水平。
2) 旧水电改造
由于奥地利的小水电站多数由私人业主持有,并且授权许可年代久远,约90%的小水电站未建设鱼道,80%的小水电站无需承担保障生态基流的义务,为奥地利达到WFD的要求带来诸多挑战。在此条件下,奥地利提出了旧水电站修复的思路:
按照生态效益、经济效益、行政效益等领域划分修复的优先等级,从最具效益的措施开始着手改造,改造措施分为修建鱼道,保障生态基流及改善生态环境等三方面,其中环境改善项目为自愿参与。
奥地利修缮了国家生态质量标准条例,要求必须从流量、流速、水深三方面时刻保障生态基流,以确保特定生物的栖息地和连续性;动态流量必须反映自然动态,以确保河道特定功能,大多以天然条件下日流量的15%~20%作为标准。
奥地利政府为修缮旧水电站,发放1.4亿欧元(约每年2 000万欧元)用于补贴改善水电站生态环境,如修建鱼通、修缮地貌等;同时,每年投入5 000万欧元修建其他减缓径流变化的设施;投入4亿欧元用于防洪补贴。
上述举措在2009—2015年间取得了良好成效,约400宗水电站上游连续性得以恢复,约200宗水电站恢复了基流和栖息地联通,大于250处观测点生境多样性增加。除此之外,奥地利通过新建、重建和增效扩容改造等途径,拟于2025年达到水能资源开发率85%。
奥地利水电可持续发展经验,尤其是水电开发生态相关法规和水电站生态修复的政府补贴政策,为我国小水电可持续发展提供了很好的借鉴与启示。
4 相关情况对比分析
广东省的小水电发展与奥地利具有相似的特点(见表2)。由于地形、地貌、降雨等自然资源条件,两地均拥有丰富的水能资源,具有小水电开发的先天优势,在水电站的装机容量、数量和开发方式等方面,两地均具有电站装机容量较小、小微型水电站数量众多、径流式开发居多的特点。广东省和奥地利的水电开发程度均较高,分别为87%和75%。
表2 广东省与奥地利基本水电建设情况
广东省是全国较早展开农村水电开发的省份之一,自建国以来大力开展小水电建设,为当地带来了可观的经济效益和社会效益。但由于缺乏早期规划和管理,许多小水电站存在安全隐患及生态隐患,对当地居民与工作人员及周边生态环境造成严重威胁,小水电发展与生态环境保护的矛盾日益突出。多年来,广东省采取多项措施,基本完成隐患电站和违规电站的整治,加强了生态流量监管,全省积极开展生态环境问题清理工作,绿色水电发展取得一定成效。但在小水电发展与生态环境矛盾、小水电退出政策、行业监管等方面仍广受掣肘。
奥地利是全球最早开展水电建设的国家之一,其水电站修建技术、机组的安全性及可靠性至今位于全球前列。但自从20世纪80年代后,欧洲社会环境保护意识的普遍兴起,在欧盟法令及奥地利政府的要求下,小水电站开发不得不转向安全、绿色的发展方向,多年实践摸索了较为成熟的小水电发展及整治方案,通过多方努力极大程度地改善了水电站的生态环境。
广东省小水电的发展在建设条件与建设规模上与奥地利十分相似,具有较强的可比性,广东省现阶段面临的小水电发展困境,技术和管理可借鉴奥地利先进技术和可行经验。
1) 加强小水电环评工作,进一步研究、探讨绿色水电站的可能性
现阶段广东省绝大多数农村水电站难以保障生态基流,《环境影响评价法》实施之后仍有90%以上的小水电未彻底落实环评工作。此外,广东省内建设鱼道的水电站不多,仍有必要进一步对鱼道修建的必要性和可行性展开深入研究。依据奥地利小水电发展经验,生态基流的强制性保障和鱼道的强制性修建,是保障下游生态多样性的重要举措。
2) 加强水利、电力、能源、科研等多部门合作
水行政主管部门是小水电行业的主管部门,但小水电企业的发电上网许可、电价调整和电费结算等重点环节都分别由能源监管、发改和电网公司等单位和部门负责,水行政主管部门在协调各部门对全省小水电站进行有效监管方面缺乏一个协调机制。小水电站的跨部门协同管理普遍缺乏有效调处机制。相较而言,奥地利小水电系统均由电力部门进行监管,减少了许多监管难度,如何加强多部门合作仍需要进一步探讨。
3) 加强政府投入力度,对小水电站安全、生态发展措施设置适当的补贴机制
根据奥地利的经验,政府对小水电可持续发展的稳定支出、设置恰当的鼓励和补贴机制,是维持小水电健康发展的有力保障。
5 结语
奥地利小水电技术先进,行业发展水平处于世界领先地位,水电资源在本国能源供给发挥举足轻重作用。奥地利开发水电时立法在前,相关法规政策较健全,生态保护核心依据是欧盟水框架指令及本国水法,广东省水利水电工程建设(如东深供水工程、飞来峡水利枢纽)等曾多次学习应用奥地利技术,取得了良好效果。
奥地利小水电发展历程及特点与广东省小水电存在较强相关性和相似性。奥地利地域面积、电站宗数等均约为广东省的一半左右,水电站分布密度与广东省基本相同,其目前水能资源开发率75%左右,而广东省是87%。奥地利计划进一步开发水电,加大总电力能源中水电占比,拟于2025年水能资源开发率提升至85%,水电发电量能源占比将接近80%;邻国瑞士水能资源开发率约86%[12],因考虑福岛核泄漏事故等问题,目前大力推进能源去核化,拟于2035年前退出所有境内核电站,主要用水电取代现有核电所产生的发电量,届时其水电发电量能源占比将超过90%。广东省小水电寻求行业绿色发展转型升级的出路时,可充分借鉴吸取奥地利、瑞士等国水电开发及行业发展的现有成功经验。
广东省小水电行业管理要切实贯彻落实习近平生态文明思想,调整发展思路,从完善有关小水电管理办法及制度方面着手,做好小水电从新建—改造—报废—拆除的全流程管理。宏观上应根据社会发展需要,调整行业发展及管理理念,提升小水电安全和生态方面的技术水平,珍惜水电作为清洁可再生能源的价值,向绿色可持续性方向发展;针对具体问题,违法的应坚决整顿,落后的应积极运用市场手段引导淘汰,建立绿色电价等激励机制,通过发展解决问题。广东省小水电行业发展应借鉴奥地利、瑞士等国已有成功经验,将保障安全和保护生态环境放在首要位置,结合我国小水电绿色改造、绿色小水电站创建等工作,进一步规范化,充分发挥小水电可再生能源、绿色能源、清洁能源的属性,坚定走小水电安全文明、生态友好的绿色发展道路。