中国大型水电站开发和坝工建设现状与政策建议
摘要:中国水电资源理论蕴藏量年发电量6。08万亿千瓦·时,理论蕴藏量装机6。94亿千瓦;技术可开发装机5。72亿千瓦,年发电量为2。61万亿千瓦·时,位居世界第一。近20年来,随着中国经济的快速发展,在国内各大流域的大江大河上相继修建了许多大型水电站,这些工程在抗洪、水资源综合利用、电能供应等多方面为促进中国经济可持续发展发挥了重要作用。截至2012年年底,中国已建、在建大坝的数量和水电装机总量已经位居世界首位,各类型高坝的设计、建造水平进入世界前列,并引领了该领域的发展方向。未来10~20年是中国水力资源开发利用的关键时间,很多高坝大库将陆续建设完成,为确保这些水电站高效安全运行,必须加大投资力度和研究力度,以科学技术为支撑,改进开发模式,调整开发思路,攻克技术难题,并科学合理解决制约水电开发的相关问题,才能使之更好地适应国民经济可持续发展的需要。
Abstract:China hydroelectric resource has the world largest theoretical annual energy output which is 6.08 trillion kW·h. China has the world largest theoretical installed capacity which is 6.94 hundred million kW. China has the world largest technical capacity can be developed which is 5.72 hundred million kW. China has the world largest annual output which is 2.61 trillion kW·h. With the rapid development of economic of recent 20 years in China, we built lots of large hydropower projects in the big river which played a large role in the flood control, comprehensive utilization water resource, provision of clean energy and help the sustainable development of economic society. Until the end of 2012, China has the world maximum number of dam been built and under construction. China has the world largest hydropower installed capacity. With the world highest level of different dams design and construction, China is leading the trend of dam design and dam construction. With the construction of many high dams and big reservoirs, the coming 20 year will be the key period of the development and exploit of China water resource. In order to ensure the efficient and safe operation of these hydropower projects, we need to increase the investment and strengthen the research. With the support of science and technology, improved development mode, adjusted development idea, we can resolve the technological problem and other problems that restrict the hydropower development to meet the need of sustainable development of national economy.
一 前言
国家统计局数据显示,截至2012年12月,中国发电机组整体装机容量已经达到11.44亿千瓦,其中火电8.19亿千瓦,占比72%;水电2.49亿千瓦,占比22%;核电1257万千瓦,占比1%;风电6237万千瓦,占比5%。中国的能源资源结构决定了火电所占比重远高于世界平均水平,过度使用化石燃料引起的气候变化威胁着世界环境,造成了中国应对环境和气候问题的巨大国际压力。水电这种可再生能源符合经济、社会和环境可持续发展的标准,因此,进一步开发利用水能,增加它在供电总量中的比例,是调整能源结构的一个最有效途径[1]。
二 中国的水能资源开发状况
目前世界水能资源开发的重点地区在亚洲,而亚洲的重点在中国。统计数据显示,2011年世界上各大洲在建水电工程的总装机容量,南美洲占13.0%,非洲占3.4%,欧美发达国家约占5.3%,而亚洲则占78.3%。而在亚洲诸国中,中国的水能开发高居首位,国家发改委2005年发布的全国水力资源复查成果表明,中国水电资源理论蕴藏量装机6.94亿千瓦,理论蕴藏量年发电量6.08万亿千瓦·时(按平均功率计);技术可开发装机5.42亿千瓦,技术可开发年发电量2.47万亿千瓦·时,经济可开发装机4.02亿千瓦,经济可开发年电量1.75万亿千瓦·时。2011年,通过国家能源局进一步普查,将全国技术可开发量修正为5.72亿千瓦,年发电量相应调整为2.61万亿千瓦·时,居世界第一[2]。
中国水电装机容量和年发电量于2004年和2005年分别超过美国和加拿大,居世界第一(表1)。2003~2012年,中国水电投产量的增幅每年超过1000万千瓦。新中国成立60多年来,中国水电累计发电量72990亿千瓦·时,相当于替代了27亿吨标准煤,减少二氧化碳排放约70亿吨。到2012年12月,中国水电装机容量已经达到2.49亿千瓦,年发电量达到8641亿千瓦·时;按照装机计算中国的水电开发程度约40%,而按照发电量计算,中国的水电开发程度仅为25%,这些数据远低于发达国家60%~80%的水平。

表1 世界水库大坝统计表(截至2011年年底)
根据2011年水力发电资源复查结果和水电规划总院及中国工程院水能研究组研究报告统计,中国已建、在建和待建百万千瓦及以上大型水电站共计100余座,绝大部分集中在15个水电基地,总装机容量超过3.4亿千瓦。其中已建成有20座,在建和待建90余座。单站装机容量在300万千瓦以上的电站有30座,总装机容量1.9867亿千瓦,这些电站在中国水电开发中具有十分重要的地位。这30座大型电站中,总装机容量超过500万千瓦的电站有11座,超过1000万千瓦的电站有7座,超过2000万千瓦的特大电站有2~3座[2]。未来十五年是中国能源需求快速增长的时期。综合国务院发展研究中心、国家发改委和国家电网公司等机构的预测,2020年中国的电力需求将达到4.6万亿千瓦·时,装机容量将达到19.3亿千瓦,其中水电将占据很大比重。结合《中国的能源政策》白皮书综合分析,预计“十二五”期间,中国将新增水电装机容量8000万千瓦,到2015年,中国水电装机容量将达2.9亿千瓦;2020年,实现非化石能源消费比重达到15%的目标,其中一半以上需要依靠水电完成。届时,中国水电装机容量将达4.2亿千瓦,西藏地区的水电资源将是下一步的重点开发对象。
三 中国蓄能水电站的作用及发展前景
国际抽水蓄能水电站从发展至今已有130多年的历史,20世纪50年代欧美及日本等经济发达国家开始了规模开发,20世纪90年代以后,除日本外,欧美各国的开发速度减缓。
中国抽水蓄能电站建设起步较晚,始于20世纪60年代末。1968年建成了装机容量为11兆瓦的河北岗南小型混合式抽水蓄能电站,1973年建成了装机容量为22兆瓦的北京密云小型混合式抽水蓄能电站。此后,抽水蓄能电站的建设在刚刚起步之后进入了一个停滞期。
20世纪80年代后期,中国的经济得到快速发展,相应电网的规模也得到较大发展,电力负荷也随着工业的快速发展而迅速增大。中国的广东、华北和华东等地区在改革开放后经济发展较快,相继兴建了一大批火电厂,初步解决了电量缺乏的问题,但由于水力资源有限,导致这些地区电网缺少经济的调峰手段。根据国际惯例,以抽水蓄能电站调节火电为主电网的调峰已经提上国家议事日程。随着各大区域电网经济运行和电源结构调整的要求,如华中电网、四川电网等一些以水电为主的电网也有了抽水蓄能电站的需求,为此国家组织相关水