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从河流水电规划历程看《河流水电规划编制规范》修订

2023-02-03高洁岳蕾朱方亮

中国标准化 2023年19期

高洁 岳蕾 朱方亮

摘 要:本文回顾河流水电规划历程,根据不同时期特点,分析了河流水电规划编制的主导思想。继20世纪80年代提出了河流水电规划编制总体要求,在水能资源普查和水电基地规划经验总结的基础上,1995年版《河流水电规划编制规范》开始指导河流规划编制工作。随着水电开发规模跃升,2010年版《河流水电规划编制规范》对把握工程建设条件、做好生态环境保护和移民安置工作提出了更高要求。在“双碳”目标指引下,为构建新型电力系统、水电功能定位调整、水电发展迎来新机遇,最新发布的2023版《河流水电规划编制规范》把促进新能源开发利用和流域梯级安全应急融入河流规划思路,致力于引领水电行业可持续发展。

关键词:水电规划,河流水电规划编制规范,水电标准化工作,水电行业技术标准体系

DOI编码:10.3969/j.issn.1002-5944.2023.19.023

基金项目:本文受水电水利规划设计总院有限公司科技项目“可再生能源参与电力市场竞价模式研究”(项目编号:ZXKJGH-20220003)、中国电建集团科技项目“基于水电站工程储能工厂建设关键技术研究”(项目编号:DJ-ZDXM-2021-26)、中國电建集团科技项目“流域梯级‘水风光储一体化关键技术”(项目编号:DJ-HXGG-2022-01)、国家自然科学基金项目“黄河上游水资源演变对水光风储多能互补影响”(项目编号:U2243232)资助。

Revisions of Specifi cation on Compiling hydropower planning of river Based on History of River Hydropower Planning

GAO Jie YUE Lei ZHU Fang-liang

(China Renewable Energy Engineering Institute)

Abstract: This paper reviews the history of river hydropower planning and analyzes the ideas of river hydropower planning based on the characteristics of different periods. Following the overall requirements for compiling of river hydropower planning proposed in the 1980s, based on the summary of experiences in hydropower resources investigation and planning of hydropower bases, DL/T 5042-1995, Specifi cation on compiling hydropower planning of river, began to guide the compiling of river planning. With a rapidly development of hydropower, DL/T 5042-2010, Specification on compiling hydropower planning of river, focused on higher requirements of engineering construction, ecological environment protection, and resettlement work. Under the guidance of carbon peak and neutrality goals, a new power system is to be built, with a positioning adjustment of hydropower, offering opportunities for hydropower development. The latest version NB/T 11170-2023, Code for preparation of river hydropower planning, integrates the promotion of new energy development and utilization, as well as the cascade safety and emergency response into the river planning ideas, which is committed to leading the sustainable development of hydropower.

Keywords: hydropower planning, specifi cation for compilation of river hydropower planning, hydropower standardization, hydropower technical standard system

0 引 言

水电作为技术成熟、运行灵活的清洁低碳可再生能源,自新中国成立以来,长期在我国国民经济发展中占据中流砥柱的位置,年发电量占全国总发电量15%~30%[1]。优先发展水电是我国能源工业发展的重要政策[2]。总结水电发展先进经验,形成成熟的标准体系[3],指导后续水电开发,是水电标准化工作重要内容。

1 指导水电规划工作,河流水电规划工作意见首次明确任务要求

水电规划是水电前期工作的首要环节,是水电工程设计依据和工程效益得以发挥的保障。1981年,水力发电建设总局召开前期工作会议,提出《加强水电规划工作的几点意见(试行)》明确河流规划的基本任务是确定梯级开发方案,研究综合利用、开发程序、选择第一期或近期工程。为了河流规划工作有章可循,水力发电建设总局拟组织编制《河流规划编制规程》。彼时提出河流水电规划重点工作主要包括,加强地区水电选点和长远规划,进行电力系统规划和经济分析;认真对待水库淹没处理和移民安置工作,开展对环境和生态平衡影响的调查研究等[4-5]。

2 基于水电资源布局,第一版河流水电规划编制规范系统总结前期经验

水电规划是在摸清资源条件,把握流域特征基础上的系统思维。我国的水力资源普查工作可追溯到20世纪50年代,彼时普查的水能资源理论蕴藏量5.83亿千瓦,年发电量5.11万亿千瓦时。20世纪80年代初,在全国水电技术力量广泛参与,重点河段现场查勘的基础上,形成了涵盖我国长江、黄河、珠江、海滦河、淮河、东北诸河、东南沿海诸河、西南国际诸河、雅鲁藏布江及西藏其他河流、北方内陆及新疆诸河,涉及全国和各省级行政区共37卷约200万字的第二次全国水力资源普查成果。在当时技术条件下普查的水能资源理论蕴藏量6.76亿千瓦,年发电量5.92万亿千瓦时,技术可开发量3.7亿千瓦,年发电量1.75万亿千瓦时[6]。在初步探明资源的基础上,1989年,金沙江、长江上游、澜沧江干流、雅砻江、怒江、黄河上游、南盘江红水河、东北三省诸河、湘西诸河、乌江、闽浙赣诸河、黄河北干流等十二大水电基地设想初步提出[7]。通过分析我国水能资源流域化分布特征,总结水电基地开发经验,第一版《河流水电规划编制規范》(DL/T 5042-1995)顺利完成并经电力工业部批准发布,于1996年1月1日正式实施。

3 适应水电发展提速,第二版河流水电规划编制规范重视生态环保和移民安置

进入新千年,为进一步查明水力资源情况,第三次全国水力资源复查工作全面启动。2005年全国总报告以及流域级、行政区级共40卷1,500万字成果正式发布。基于更高精度的复查成果,全国水能资源理论蕴藏量6.94亿千瓦,年发电量6.08万亿千瓦时,技术可开发量5.4亿千瓦,年发电量2.47万亿千瓦时。继怒江、雅鲁藏布江水电规划初探,十四大水电基地概念逐步形成。“流域、梯级、滚动、综合”八字方针破解体制机制难题,成为加快水电开发的重要保障。从清江、乌江到雅砻江、长江,流域梯级水电规划和实施成为主流。我国水电进入高速发展期,水电装机规模突破2亿千瓦,水电开发程度达到27.7%。水电开发基调,是在做好生态保护和移民安置的前提下积极发展水电。为适应新形势要求,规范完成修订。《河流水电规划编制规范》(DL/T 5042-2010)加强了对工程地质、环境保护、移民安置工作深度的要求,强调了开发方案拟定的重要性,增加了规划实施意见章节。

4 水电开发稳妥推进,第二版河流水电规划编制规范持续发挥行业指导作用

随着水电开发规模壮大,河流水电规划呈现更聚焦、更规范的特点。首先是面向西南川滇藏和西北黄河上游等大型水电基地及重要河段,进一步完善规划。在水能资源富集地区,进一步更新了水能资源调查成果,西藏自治区和四川省水能资源的技术可开发量分别达到1.74亿千瓦和1.48亿千瓦,据此我国的水能资源技术可开发量近6.87亿千瓦。《国家发展改革委关于调整水电建设管理主要河流划分的通知》(发改能源〔2016〕1346号)提出,为完善和改进水电建设管理,调整了水电建设主要河流划分,进一步明确了主要河流水电基地的概念,将主要河流的标准界定为水能资源富集、可开发装机容量超过1000万千瓦的河流、河段和重要跨界河流。第二,以河流规划指导开发建设,实现精准管理。《国家发展改革委关于加强流域水电管理有关问题的通知》(发改能源〔2016〕280号)提出在我国流域梯级开发格局已初步形成,水电基地建设不断推进的背景下,水电需要实现协调、绿色、共享的可持续发展。从河流水电规划角度,一是强调合法合规性,要求没有水电规划的河流不得开展流域水电建设工作;二是强调以生态环境保护作为开发的前提;三是强调综合性,把水电开发与综合利用、库区经济社会发展相结合。在流域水电综合管理的框架下,统筹协调规划建设运行,布局综合监测和信息共享。河流水电规划工作进入平稳成熟期。

5 面向新时代新要求,第三版河流水电规划编制规范应运而生

加快推动能源绿色低碳转型是当前国际社会共识和主流。根据国际能源署(IEA)发布的《水力发电市场报告》,2020年水力发电占全球总发电量的1/6、低碳电力的1/2。水电在生产大量绿色低碳电量的同时,以灵活调节和储能优势,为电力系统安全稳定运行、新能源电量消纳贡献了重要力量。进入“十四五”,锚定“双碳”目标,构建以新能源为主体的新型电力系统。水电定位从传统以提供电量为主,兼顾调峰及容量作用,转变为电量和容量并重,面向电力系统调峰调频需求[8],促进风电光伏等间歇性新能源大规模、高比例、高质量发展。“十四五”顶层设计《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》《“十四五”现代能源体系规划》《“十四五”可再生能源发展规划》在河流水电规划开发原则上更重视生态优先、统筹考虑、适度开发、确保底线;开发形式上统筹推进水风光综合基地开发;重大工程和重点流域上,提出实施雅鲁藏布江下游水电开发,推动川滇黔桂、藏东南、青海水风光综合基地开发。在实施层面,2022年国家能源局发布《关于开展全国主要流域可再生能源一体化规划研究工作有关事项的通知》,要求在水电规划的基础上,依托流域梯级水电、水电扩机、抽水蓄能,充分开发流域风能、太阳能资源,规划建设可再生能源综合开发多能互补基地。在发展的同时,水电工程尤其大中型电站、梯级水电站群是国家重大基础设施,必须贯彻落实总体国家安全观的要求,以新安全格局保障新发展格局。在河流水电规划中同步考虑水库电站和流域梯级的安全和应急。综合以上河流水电规划新时期新要求,经修订,2023年5月,国家能源局批准发布《河流水电规划编制规范》(NB/ T 11170-2023)。

6 水电规划承上启下,第三版河流水电规划编制规范聚焦发展和安全

河流水电规划修订是一项总结过去、面向未来的工作,体现传承和创新。本次规范修订主要反映以下异同。

6.1 协同性

(1)在章节布局上基本一致,与之前的河流规划编制实现良好衔接。

(2)在方针原则上一致,保持了全面规划、综合利用、保护生态、讲求效益、统筹兼顾的思路。秉承大规划的思想,首先关注规划的全面性,体现河流水电的综合利用要求,始终把生态放在效益的前面。

(3)遵循明确开发任务,按原则拟定规划方案,摸清工程建设外部条件,做好不同规划方案拟定,从功能性、适应性、经济性等方面进行方案比较,及推荐,提出规划实施的总体逻辑。

6.2 差异化

本次修订河流水电规划,需要考虑三点,一是规划的基础,二是规划间的关系,三是规划的新特点。第一,随着国土空间规划作为上位规划提出,是“多规合一”的基础。河流水电规划必须以国土空间规划为指导和约束。第二,在“双碳”目标指引下,实施可再生能源替代行动,新能源是主体,水电开发应服务于新能源大规模、高比例发展。河流水电规划必须充分考虑与周边新能源开发利用的协同关系。第三,发展和安全是两大主题,河流水电规划不仅兴利,还要除害。在流域梯级开发格局下,水电梯级综合管控是关键。梯级水库安全问题在规划之初就必须进行预判和防控,从源头上避开风险区,拟定合理布局。

6.2.1 开发任务

(1)河流水电开发必要性论述,补充了与能源电力大规划的符合性,对新能源开发的带动作用。立足于水能开发,将促进新能源开发利用列为与传统防洪、发电、供水、灌溉、航运、生态环境保护等并重的综合利用要求和开发任务。

(2)河流水电规划不仅要开发,而且要保护。

6.2.2 规划方案拟定

(1)在方案拟定原则中,统筹考虑公共安全、工程安全等要求,把环境敏感对象作为影响规划方案拟定的首要考虑因素。

(2)在调节水库设置,河流水电规划核心工作中,补充考虑了流域安全风险防控、新能源开发利用和电力系统需求。

6.2.3 开发条件

在工程建设条件、生态环保要求等方面,进一步考虑安全风险因素。

6.2.4 工程设计

除水库电站常规设计外,一方面,在开发方式和规模上,如果水头库容条件具备,可考虑梯级融合开发、混合式抽水蓄能等形式;单一水库电站,调节性能具备时,装机容量还应考虑电力系统调峰储能、新能源开发等需求,然后综合确定;水风光综合开发电站,还要初步分析水库电站与新能源互补运用方式。另一方面,开展流域梯级安全与风险防控设计,包括流域和各电站的风险因素识别、分析与评估,提出防控措施。

6.2.5 规划方案选择

在规划方案比选因素中,环境影响的重要性提前,仅次于综合利用功能性和地形地质适应性,此外新增了对流域梯级安全风险,水能、新能源资源开发利用,促进地方经济社会发展等方面的分析。

6.2.6 规划实施

(1)规划实施意见,进一步落实到实施工程和开发时序。不限于一贯关注的环保对策措施、移民安置初步方案,还要对流域的重大风险因素和应对措施,初拟各梯级的安全风险防控定位,预估防灾减灾能力。

(2)规划实施效果,不仅提出综合利用效益、促进经济社会发展的作用,还要分析满足电力系统的需求,对减排降碳的贡献。

7 结 语

河流水电规划编制工作见证了我国水电发展历程。从早期的打基础摸清家底到加速发展渐趋成熟,再随着“双碳”目标提出,迎来新发展机遇。河流水电规划编制规范从20世纪80年代提出指导意见到90年代首次总结流域梯级基地化规划经验,再到20世纪的第一个十年,迎来水电发展高潮。河流水电规划编制把生态环保和移民安置提上新高度,以成熟的规划思路指引了逐步迈入平稳发展期的水电事业。在20世纪的第二个十年,构建以新能源为主体的新型电力系统,水电作为优质的储能调节电源,迎来新发展契机。本次规范修订着眼于发展和安全,促进新能源的高质量发展、保障流域梯级的整体安全,从规划的任务、方案到开发条件、工程设计,从规划方案比选到实施。第一体现生态优先,开发与保护并重;第二锚定“双碳”目标,水电规划中融入促进新能源开发利用的思想;第三确保底线思维,在规划之初就预判和防控流域水电安全风险。新规范实施将继续指导新时期水电规划和开发。

参考文献

[1]李昇,高洁,方光达,等.我国流域梯级水电开发的回顾与展望[J].水电与抽水蓄能,2022,8(2):1-6.

[2]王信茂.水电开发大格局是如何形成的——王信茂忆积极贯彻“流域、梯级、滚动、综合”开发的八字方针[N].中国能源报,2018-01-08(003).

[3]李铮.工程建设标准化发展的历史经验及其当代启示[J].工程建设标准化,2013(10):5-12.

[4]朱铁铮.20世纪中国河流水電规划[M].北京:中国电力出版社,2002.

[5]何格高.谈谈在水电规划中算总帐的问题[J].水力发电,1981(7):4-7+49.

[6]杨永江,王立涛,孙卓.风、光、水多能互补是我国“碳中和”的必由之路[J].水电与抽水蓄能,2021,7(4):15-19.

[7]周建平,钱钢粮.十三大水电基地的规划及其开发现状[J].水利水电施工,2011(1):1-7.

[8]彭程,彭才德,高洁,等.新时代水电发展展望[J].水力发电,2021,47(8):1-3.

作者简介

高洁,正高级工程师,主要从事可再生能源规划和标准化工作。

岳蕾,高级工程师,主要从事新能源和可再生能源标准化工作。

朱方亮,正高级工程师,主要从事可再生能源规划和标准化工作。

(责任编辑:张瑞洋)