中国水电开发现状.docx

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中国水电开发现状

顾洪宾：

中国水电开发的现状2005

顾洪宾（中国水电工程顾问集团公司规划处处长）

  　　水电建设的程序问题。

对于水电，也是国家大型的建设项目。

国家有几十部相关法律规定，而且各个部门都有相应的审批程序，但是现在还没有一个专门针对建设项目的法规，所以很多人可能不太知道，现在国家要审批一个水电站，其实程序是非常复杂的。

移民工作从每个移民开始做起，从村镇县市地省一直做到中央，一个水电站如果大家有兴趣可以调研一下，实际上开很多的会，盖很多的章，发很多的文件，对于水电大家很关心的水电环评，从水电的规划开始，到每个电站可行性研究工作，包括环境评价书的审批、水土保持、文物古迹等涉及到各种保护区的论证等等专题非常多，这些有相关的法律规定，我个人认为程序非常重要，而且在现阶段也是需要不断地完善，特别是对于水电开发所争论的现状。

大家对水电开发，实际上很多部门在交叉管理，程序上是非常复杂的，在这些方面也是需要改革和改进的。

　　我认为水电开发过程的决策，还存在一些问题，实际上也制约水电建设和生态环境保护。

但是关心民族利益，国家利益就需要深入了解这些程序是如何设定的，只有通过进一步的立法和调整法律达到这个目的。

如果有专家对现行的法律和程序不是特别关心，而是凭自己的想象谈程序和公正，在谋取一种程序之外的程序，任何一个人都可以说，我不知道要修这个电站，他们就把电站修起来了，我觉得这样的思维方式是不能解决实际问题的。

　　我觉得怒江要发展经济，要开发怒江，现在国家能源又这么紧缺，怒江人民在决策过程中相对来说处于被动的位置，我觉得这本身也不是特别公平的。

　　国际上越是发达的国家，水电开发程度越高。

从我国来看也不例外，现在就是说越是发达的地区，像浙江、福建沿海，他们的水电开发基本上都开发完了。

所以说，我认为，水电可以大大促进地方经济的发展，它是一个正比的关系。

　　第一，从我国能源资源的特点看我国大力发展水电的必要性。

我们国家能源资源的特点实际上就是煤炭、石油、天然气。

根据最新的资料，现在我们国家煤炭储量1145亿吨，探明储量跟每年的产量比例实际上59年，用现在的规模来看，现在的产量来看，只够开采59年的，远低于世界平均的164年。

石油探明储量23亿吨，只有14年，远低于世界40.5年，天然气也是有50多年，低于世界平均水平。

　水电资源开发程度14.5亿千瓦，技术可开发2.74万亿千瓦时电，经济可开采的，包括了考虑各种综合利用要求，考虑了一些环境保护的要求，我们把它定义为经济可开发量4亿千瓦，这个资源量是在世界居首位，而且水能可再生能源，可以有序利用。

　　从我国能源和消费情况看，能源形势非常不容乐观。

简单一个数字，现在我们国家2004年人均能源消费量，我国每人1.5吨的标准煤，和美国相比，2003年的数据是11.7吨的标准煤，能源需求为了满足不断增长的人民的物质文化生活需要，这是不可阻挡的。

　　我国的能源结构不是很合理，现在我国能源结构以煤炭为主，一次能源占到70％左右，煤炭剩余开采量也是有限的。

它占剩余比例是55.2％，但是水电按一百年来计，占到一次能源的40％，但是现在在一次能源生产和消费总量只有6.2—6.7％。

国际上一些国家，水电的比例要远远高于我们这个数字。

我想说的是，我们国家能源形势非常紧张，煤炭是化石能源，开采一吨少一吨，非常可惜。

水电是可再生能源，所占的比例越大，能源更加可持续利用。

　　根据我国资源和国情，我国应该大力开发水电，努力开发新能源，同时也要高度重视集约能源。

现在大家都反对水电开发的同时，都在讲风电和太阳能替代水电，从中国现在的情况来看，实际上不是很现实的，因为我们规划到2020年风电装机容量达到2000万千瓦，远远杯水车薪，不可能跟水电相提并论的。

有关部门电力规划的数据，到2020年火电需要增加装机容量3.4亿千瓦，也就是说每年增加烧煤10亿吨，我国煤炭工业怎么承受，又能维持多久。

我国温室气体的减排如何能够得到实现，从这个角度能源保护工作是非常艰辛。

现在很多同志反对水电，国家环保总局应该有一个全国能源的政策，不发展水电，就得发电火电等，总得有一个方法，国家环保总局正在研究，最近不断写一些调研报告，我们也参与了其中的工作。

　　第二、水库建设与环境保护。

从我国气候特点来看，水库建设的必要性，因为我国受季风气候影响的国家，降雨季节性特别明显，一般情况汛期五个月，水量占到全年70％到80％，如果没有水库调蓄，一年当中的水随着洪水流走了，很多城市和人口因为季节性的缺水无法生存和发展，大家可以想象，北京没有密云水库是什么样的情景。

水库对于我国人民生存发展是至关重要的，中国大坝是一定要建的，一味反坝是错误的。

大坝建设，除了供水，按照税法的规定，还要遵循全面规划、统筹兼顾、合理开发、综合利用的原则，必须考虑环境保护、水土保持等各方面的规定。

水电工作当然要遵循这个规定。

第三，我国水电建设的环境与保护对策。

水电主要有哪些环境方面的影响。

一是水电开发形式主要是有那么几个，条件好的大型水库，第二径流式发展电站、引水式的开发电站。

影响主要对河流的阻隔，造成水水文的变化，搬迁和移民，在施工过程对生态造成不利影响等。

这些不利影响是对国际上包括国内几十、上百年水电建设经验的总结，并不是说我们每一个电站都会一定碰到像上面哪个电站诱发地震问题，实际上这种环境影响都是非常特殊的。

我们做环境评价的时候，做一个环境识别表，把有可能造成的影响都要进行专题的研究，这是非常慎重的。

如果有兴趣的话，在这方面交流也是可以的。

　　第四，应该重视移民工作，保障移民利益，制定新的水电移民政策，促进水电事业的健康发展。

漫湾电站装机125万千瓦，年发电量26亿吨，合同内价格0.14元，合同外价格0.1元，漫湾电站一年收入8亿，漫湾电站移民前后投资1.33亿元，人均3.7万元，这是上世纪90年代初的数据，按照国家的政策，从发电效益当中，每年拿400块钱标准作为后期扶植基金，交给县里移民部门，每1度电提1分钱，70％由县里使用，可能要比火电差一毛钱。

水电完

我国的小水电资源开发现状2009-11-17

水的流动可产生能量，通过捕获水流动的能量发电，称为水电。

在我国小水电被定义为装机容量不超过50 MW（含50 MW）的小型及微型水电站。

    中国小水电资源十分丰富。

据初步普查资料统计，小水电资源的蕴藏量为160GW。

相应的年电能约为1300TWh；5 万kW（含5 万kW）以下的小水电资源可开发量达到1.28 亿kW。

至2004 年我国已开发小水电装机容量为3865 万kW，已开发的小水电资源占可开发资源的32％，已开发的小水电占整个水电装机的约40％，小水电发展潜力也是很大的。

    我国小水电资源广泛分布在全国1600多个山区县，主要集中在中西部地区，其中西部地区小水电技术可开发量占全国的63.6%；中部地区小水电可开发量占全国的17.8%。

东部地区小水电可开发量为18.5%。

我国西部小水电资源目前仅开发了900 多万kW，占可开发水电资源的2.1%。

开发水平偏低，存在着极大的发展空间。

我国小水电资源剩余技术可开发量及分布见图1。

     图1中国可开发中小水力资源分布情况 单位MW

　　我国小水电资源开发量位居前6 位的省区是广东、四川、福建、云南、湖南、浙江，开发量分别为408 万kW、367 万kW、362 万kW、233 万kW、217 万kW 和206 万kW。

2002 年开发率居前4 位的省区是广东、福建、浙江和海南，开发率分别为64%、52%、47%和47%。

二、技术发展状况

2.1我国小水电技术及产业发展现状

   小水电技术主要包括流域规划技术，水工建筑物设计施工技术，小型水轮发电机组设备制造技术，水电站计算机监控技术，电网自动化调度技术及输配电计算机监控技术等。

   流域规划技术主要包括小流域梯级开发、龙头水库开发、高水头电站跨流域开发等，通过把流域作为一个有机的整体，进行系统研究，找出符合整个流域最大水力资源利用率、最大发电效益、最大社会效益和环境效益的开发方案。

目前，小水电流域规划技术发展迅速，并逐步推广应用到全国小水电开发中。

小水电的水工建筑物技术主要包括⑴砼重力坝、砌石拱坝、小型砌石连拱支墩坝、砼拱坝、橡胶坝、砼面板堆石坝、土坝等挡水建筑物技术；⑵发电引水、跨流域引水和虹吸式进水等引水建筑物技术。

小水电水工建筑物投资比例大，工程进度也受其制约，因此，水工建筑物技术发展可以有效减少工程投资、加快施工进度。

   砌石拱坝，特别是较低坝高（小于50m）的水电工程，是目前我国小水电工程挡水建筑物中用得较多的一种坝型。

与同等规模的砌石重力坝相比，可节省工程量的1/2～1/3。

砌石连拱支墩坝主要有拱形盖板和支墩组成，当河谷宽度较宽，坝高不大，河床及坝两岸基础条件较好时常采用此坝型。

使用浆砌石连拱坝可较同等规模的浆砌石重力坝节省工程量30～50%。

    虹吸式进水口在小水电工程中被广泛应用。

虹吸式进水口可以快速切断水流，提高运行可靠性，降低运行费用，并节约20%～30%的土建投资。

我国现有虹吸式进水口设计水头已达27m，最大引水流量14m3/s，单机容量为3MW。

我国小水电工程中很多采用了钢筋混凝土预应力管道，其加工已经工厂成品化和系列化，用预应力钢筋管代替压力钢管可节省投资30%以上。

   我国颁布了50MW以下水轮机的行业标准。

在低水头电站中大力推广灯泡贯流式机组,采用此种机型替代轴伸贯流式及轴流式，使机组尺寸小、重量轻、效率高及厂房小，电站投资大幅下降。

大力开发整装灯泡贯流式机组、立式轴流式及混流式及冲击式水轮发电机组。

机组的组装、试验在工厂内完成，整体运输和吊装，即保证了产品的质量，又节约了机组安装周期。

在卧式机组设计中推广2支点结构新技术，使机组维护环节减少，安装调整时间缩短，有效降低了设备及厂房造价。

调速器系统及励磁装置等辅助设备，科技含量和产品质量已接近国际先进水平。

    目前，小水电设备技术水平已有显著提高，主要表现为：

水电设备开始由常规设备向微机型设备转型，自动控制系统进入计算机数字控制阶段。

经济较发达地区已采用了先进的调度自动化系统和变电站综合自动化系统，部分水电站和变电站实现了无人值班。

技术改造和节能技术在各地也普遍得到推广应用，一些小水电站通过采用置换高效转轮、新型励磁装置等新技术和新装备，设备效率大幅提高，取得了可观的经济效益。

   我国水电站优化运行及流域梯级优化调度发展很快。

梯级电站的梯调计算机监控系统采用分层分布式结构，和水情测报系统接口，能对水库上游降雨量、水库水位等水文信息的自动接收，从而实现流域梯级电站优化调度。

   小水电配套电网网络结构趋于合理，布局更可靠，运行更灵活，供电能力和质量有了显著提高，低压线损率普遍从改造前的25%降低到12%左右。

自《农村水电电力系统调度自动化规范》（SL/T53）发布以来，农村电网调度自动化的水平逐步提高。

目前，各地已部分实现了地区调度自动化或县级调度自动化，功能达到SCADA技术要求，并且符合实用化标准。

同时我国大力推广变电站自动化，目前农村35kV、110kV变电站积极采用微机综合自动化系统，部分已实现无人值

班或少人值守在总结工程经验和科技成果的基础上，水利部发布了涉及小水电规划、设计、工、质量、管理、试验、设备等各个环节的行业技术标准，形成了具有中国技术特色的小水电技术标准体系。

   我国已建立起由科研机构、院校和企业组成的包括研究、试制、生产在内的完整的小水电技术装备产业体系。

全国有水科院、水利部杭州农电所、天津电气传动研究所、清华大学、中国农业大学、华中科技大学等三十余家科研院所从事小水电技术装备的研发；有160多家小水电设备制造厂家，其中较大规模的企业有东风电机厂、重庆水轮机厂及富春江富士水电设备有限公司等二十余家，以制造单机容量5万kW以下的混流式、轴流式、冲击式和贯流式水轮发电机组为主。

   中小规模的企业有杭州发电设备厂、兰州电机厂及金华水轮机厂等百余家，以制造单机容量1万kW以下的水轮机发电机及辅助设备为主。

小水电设备制造厂家年生产能力超过2,000MW。

在过去的40年期间，生产了24万余套小型、微型水轮发电机组，其中500kW以上容量的水轮发电机组超过5千台。

国产化的水电设备基本能够满足现阶段我国小水电发展的需要。

三、小水电行业发展目标及技术发展展望

   我国的小水电开发主要是服务于地方经济建设，尤其是广大农村地区。

小水电开发的一个重要特点是与农村经济发展和实现农村电气化密切结合起来，近20年来，国家以水电农村电气化形式组织小水电开发。

随着我国农业结构升级、农村经济壮大和农民致富步伐的加快，目前小水电已进入到一个新的发展时期,小水电也成为满足农村电力需求、解决无电人口、扶贫、保护生态、替代常规电力等多目标的系统。

3.1小水电发展方针

⑴满足农村电力需求与解决无电人口问题

   从上世纪五十年代至今，满足农村电力需求与解决农村地区无电问题始终是小水电的主要目之一。

地方政府依靠社会集资、群众投工投劳，因地制宜开发水电资源，为边远地区区域经济发展提供了电力。

半个世纪来，小水电经历了从早期以解决无电问题为主到现阶段以提高用电水平为主的过程，共解决了3多人口用电问题，并为占国土面积1/2的区域提供了基本电力的公共服务。

   目前我国农村边远地区用电水平仍然偏低，特别是在电网末端和离网的分散供电地区，人均用电量不到全国农村人均用电量的1/4；全国尚有1000多万无电人口，这些人口所在地区地理位置极为偏远，负荷少而分散，用电网延伸来解决供电问题是不现实的。

因此，通过农村电气化提高用电水平和最终解决无电人口问题仍是小水电今后相当长一个时期的主要目标。

⑵提高农村贫困人口收入

   有关资料表明，大部分贫困人口集中在我国地势第一、二级阶梯的过渡带上。

这些地区的地貌特征是山地、丘林和高原，其中大部分是山地。

这些地区又属于季风气候边缘地带，气候变化剧烈，水土流失严重，自然生态环境脆弱。

   偏远贫困山区的经济选择性十分有限，产业结构仍以传统落后农业为主。

由于可耕地少，土壤贫瘠，农作物产量低，没有足够的剩余农产品用来增加收入，很多家庭的收入低于国家贫困线。

偏远山区的贫困人口，要么没有用上电，要么只能获取十分有限的电量。

主要依靠生物燃料、人力或牲畜来满足生活生产用能需求。

缺乏电力基础设施是制约偏远山区产业发展与结构升级的瓶颈，也是当地居民难以摆脱贫困的主要原因之一。

   开发小水电能够有效促进贫困地区乡镇企业和家庭作坊的发展，增加农村就业机会，提高农民收入。

尤其是容量100kW左右的乡村级小水电供电系统，不仅能满足分散的贫困家庭生活用电需求，而且能为生产提供基本电力，对消除贫困有着十分积极的作用。

⑶保护生态环境

   小水电属于清洁可再生能源，具有治理环境，保护生态的重要作用。

小水电工程治水办电相结合，通过在江河源头建设一大批综合利用的水利水电枢纽工程，采用生物、工程治理等多种手段，提高植被覆盖率，涵养水源，防止水土流失，对小流域进行综合治理。

不仅能够改善当地的生态环境，还能逐步从根本上保护和修复江河中下游的生态环境；小水电提供的电力减少了农民对生物燃料的依赖，使大量林木免被砍伐。

特别是在退耕还林还草区、天然林保护区、自然保护区和重点水土流失区，实施小水电代燃料生态保护工程有着十分重要的作用。

⑷替代常规电力

   随着我国经济总量快速扩张，能源的生产与消费规模也相应迅速增长，工业化进程中引发的污染对生态环境造成的损害越来越突出，成为我国社会经济发展的重要制约因素。

由于化石燃料储量的有限性、不可再生性以及高昂的环境成本，我国以煤、石油、天然气为主的能源供应结构潜在着危机。

为了实现可持续发展，目前国家已开始考虑加大可再生能源产业规模以替代常规能源。

我国小水电资源储量非常丰富，分布广泛，使其成为能够有效替代常规电力的主要清洁可再生能源之一。

这些水能资源如果得到充分开发，小水电装机容量将占2020年全国电力总装机的12%，每年可产生0.64万亿kW.h替换电量，节省近2亿t煤炭。

3.2小水电发展目标

（1）2020年农村电力需求与供应预测

    党的十六大明确提出了“全面建设小康社会，在优化结构和提高效益的基础上，国内生产总值到2020年力争比2000年翻两番”，并且提出“到2020年基本上实现工业化”的奋斗目标。

届时我国农村社会经济、能源供应结构、农村居民用能方式、电力消费总量也将发生巨大变化。

   预计2020年随着农业生产方式的现代化及农村居民平均可支配收入的提高，农村居民用能方式将发生较大变化，生物质能直接燃烧利用不断减少，电力及油气等优质商品能源稳步增加。

用能结构和方式逐步与城镇趋同，用能数量达到目前国内经济较发达地区城镇居民平均消费水平。

   预计2020年全国农业用电量占全国用电量的3.7%。

从现在到2020年我国农村居民人均生活用电量平均每年以10.6%的速度增长，届时达到人均600kW·h。

2020年全国农村用电总量为590000TW·h，占全国用电量的13.4%。

占农村终端能源消费总量的12.6%。

   据统计，自上世纪90年代末至本世纪初，我国小水电装机规模平均每年以6.46%的速度增长（见表2）。

以此增长速度推算，2010年我国小水电装机规模将达到46990MW，占技术可开发总量的37%；2020年小水电装机规模将达到87710MW，占技术可开发总量的68.5%。

要保持这一年均增长速度，平均每年需新增电力装机3320MW。

   在得到国家可再生能源法律支持及小水电在2015年前顺利实现现代化的条件下，小水电有可能实现开发率达到70%，甚至更高的目标。

届时小水电年发电量为448000TW.h，占2020年全国农村用电量的76%左右。

   2020年小水电仍然是我国近1/2的地域、1/3的县和1/4的人口的主要电力供应者。

小水电将不断提高这些地区农业与居民生活用电水平，并担当起向当地不断崛起的小城镇提供基本电力供应的任务。

（2）我国小水电技术发展路线

   我国小水电技术发展的指导思想是：

以“科学技术是第一生产力”的思想为指导，坚持为农业、农村、农民服务的方向，以满足农村经济社会发展对农村水电的需求为目标，以现代技术和现代管理为手段，以小水电厂及配套电网自动化、信息化技术为重点，不断提高小水电行业的技术水平及运行管理水平，保证发、供电质量，提高发、供电的安全性、可靠性、经济性，增强小水电的经济实力和市场竞争能力，为小水电事业持续快速健康发展提供技术保障。

   技术发展所遵循的原则是：

明确目标，统一规划，加快实施，适当超前；技术先进，设备可靠，简单方便，经济合理；严格执行国家技术标准，优先选用系列化产品；以国产技术和设备为主，适时引进国外关键技术和设备。

   小水电技术进行的开发将集中在新材料上，如合成材料。

   对于低水头，开发则集中在多样布置的小机组上，采用变速和变频技术。

   “变压发电”（powerformer）发电机，在将来可适用小水电站对于一些水电站，已经尝试对主要部件或甚至整个电站进行预制，采用箱式整装小水电，估计该产品在产量上和规模上会得到发展，产品的系列会更齐。

    水电站设计中环境和安全问题摆在了一个比较重要的位置。

    降低工程造价与减少运行费，提高资源利用率的各种技术开发。

    技术发展总体目标是：

2010年前，50%的小水电站及配套电网达到现代化水平。

2015年，小水电行业全面实现现代化。

通过科技创新，管理创新，使小水电市场竞争力明显提高。

四、制约技术发展的主要障碍与对策建议

4.1小水电自身方面

   ⑴电力生产规模小。

可再生能源在商业化运作中面临的主要共性问题是：

可再生能源市场相对狭小，小规模的生产造成较高的工程设备投资成本，低产量的能源生产又会造成较高的能源生产成本。

小水电同样存在这一问题。

实际上即使在发达国家，小水电与常规能源目前仍无法进行完全的市场竞争，其发电成本因经济规模的限制与常规能源仍有一定的距离。

   ⑵丰枯及峰谷矛盾。

小水电大部分是径流式电站，缺乏调节能力，在丰水期往往造成系统电力有余，小水电大量弃水；而枯水期造成电网缺电。

受负荷特性限制，在负荷高峰期，不能提供更多的电力；在负荷低谷期，又会因电网负荷小而停机弃水。

   ⑶气候变化。

小水电设计发电量是按水文、水能条件得出的平均多年发电量，这些水文资料大多来源80年代以前，由于近年来气候变暖，径流年际与年内变化加剧，导致与原来设计差距较大，在一定程度上影响了发电量。

   ⑷机组技术水平及效率低。

小水电站由于建站时间长，大部分设备陈旧、技术落后、能量转换效率偏低。

据统计，单机容量在500~3000kW段机组，其综合效率低于80%的占54%；单机容量在3000~12000kW段机组，其综合效率低于80%的占38%。

   ⑸运行方式不当。

相当多的水库电站缺乏对水文资料、发电单位耗水率、水头与运行台数的相关分析，运行方式粗放。

不能优化水库调度和电站运行计划，在提高水库防洪安全度的同时，增加发电量。

径流式电站也存在运行方式不当的问题。

   ⑹机组检修及事故停机等。

除机组正常检修外，设备老化使事故停机增多，延长了检修时间，减少了发电量。

   发电量减少使小水电实际的单位电能造价和发电成本大幅度提高，发供电收益普遍达不到项目财务评价预期值，消弱了市场竞争力。

2002年全国小水电平均实际发电成本比平均设计发电成本高出0.06元/kW.h。

在64座小水电站经济性抽样调查案例中，以平均上网电价为0.25元/kW.h计，平均实际发电成本比平均电价高出0.05元/kW.h。

   4.2小水电体制、市场及政策方面

   虽然我国小水电技术进步使其商业化运作能力不断加强，但与我国电力工业发展整体水平相比还存在一定差距，主要表现在小水电总体技术水平不高,技术市场发展缓慢,科技成果转换渠道不畅及科研经费投入不足等方面。

其他还包括：

    ⑴小水电资源管理体制不顺、职责不清。

由此给小水电的资源、规划及开发管理带来诸多问题，造成资源配置的低效率。

   ⑵电力输出困难。

由于国家电力体制存在垄断性及电力市场发育不成熟，在国家电网和小水电的所属关系不同的情况下，电网对其上网采取丰水期限发等种种限制措施,长期以来小水电发电上网问题不能很好解决。

    ⑶电价定价机制不合理。

小水电电价形成缺少规范化的政策法规。

现行电价水平既背离价值规律，又不能反映市场供求关系。

不利于通过市场配置资源，严重影响了小水电企业的生存、巩固和发展。

    ⑷公益性制约。

部分小水电站是依附于水利工程而建，除了发电，还兼有防洪、灌溉、供水等综合功能。

水电站运行必须首先服从于防洪及工农业用水的需要，造成蓄水期减发或不发，放空迎汛时弃水减发，灌溉供水期不惜超低水位运行或能发峰电发了谷电等。

   ⑸扶持政策十分有限。

小水电现行政策是以基于计划经济的激励政策为主，市场机制的作用基本没有体现出来。

为了纠正“市场扭曲”和“政策扭曲”，目前急待出台具有市场机制的新政策

如果所有以上这些来自体制、市场、政策及自身的障碍得到解决，小水电实际年发电量比设计年发电量估计能多30%左右，部分电站可高达50