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“十四五”水電開發形勢預測與對策措施分析
發布時間：2022-5-27 來源：《中(zhōng)國電業(yè)》 浏覽次數： 創新思路(lù) 推動(dòng)水電開發可(kě)持續發展
——“十四五”水電開發形勢預測與對策措施分析
中(zhōng)國電力建設股份有限公司 周建平
水電水利規劃設計總院 杜效鹄 周興波
2021年是“十四五”開局之年，全面開啟了建設社會主義現代化國家的新征程。在新發展階段，貫徹新發展理念，開創新發展格局，尤其是大力推進生态文(wén)明建設的當下(xià)，為什麼還要繼續發展水電？未來水電開發面臨哪些制約因素？如(rú)何積極穩妥有序開發水電？如(rú)何在生态保護中(zhōng)開發水電？如(rú)何在水電開發中(zhōng)實現利益共享？所有這些都是新時期水電開發中(zhōng)必須回答的問(wèn)題。
推陳出新
水電開發潛力大仍将大有可(kě)為
水電是全球公認的清潔、優質、靈活的可(kě)再生能源電力。世界各國無不把水電放在優先發展地位，尤其是西方發達國家在20世紀80年代就基本完成了自己的水能資(zī)源開發，服務其經濟社會發展。因為大中(zhōng)型水電工程還具有防洪、減災、供水、航運、灌溉、旅遊、養殖等綜合利用功能，成為各國經濟社會發展中(zhōng)最重要的基礎設施。
新中(zhōng)國成立以來，中(zhōng)國政府非常重視水電開發，持續将水電開發任務納入國家發展五年規劃。“十五”之前，水電發展規劃的目标是解決電力短(duǎn)缺，科研攻關(guān)大水電關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，形成了較為完善的産業(yè)體系；小水電代燃料，解決農村(cūn)生活燃料短(duǎn)缺問(wèn)題。在“十五”收官之年，小水電代燃料工程惠及20萬人，減少(shǎo)年薪柴消耗量16萬噸，鞏固退耕還林面積30萬畝，保護森林面積156萬畝。
國家水電發展“十一五”規劃提出“加快發展水電”和(hé)“提高可(kě)再生能源在能源結構中(zhōng)的比重”，解決“能源需求将持續增長，能源和(hé)環境對可(kě)持續發展的約束”問(wèn)題。“十一五”是中(zhōng)國水電發展最快的時期，水電裝機規模突破2億千瓦，建設與管理水平邁上新台階。水電發展“十二五”規劃提出，要在做好生态保護和(hé)移民安置的前提下(xià)，積極發展水電。水電發展“十三五”規劃提出，要在保護好生态環境、妥善安置移民的前提下(xià)，積極穩妥發展水電，科學有序開發大型水電，嚴格控制中(zhōng)小水電，加快建設抽水蓄能電站(zhàn)。
不同發展階段，雖然對水電開發提出了不同的要求，但水電服務國家發展戰略的基本功能從未改變。水電開發由最初提供電力商(shāng)品屬性，到服務社會的公共産品屬性，再到目前江河治理、災害防治和(hé)環境保護及帶動(dòng)地方經濟脫貧攻堅的屬性，其内涵随着經濟社會的發展和(hé)國家重大戰略需要不斷擴大。
“雙碳目标”的實現，需要構建以新能源為主體的新型電力系統。水電為新型電力系統保駕護航具有不可(kě)替代的作用，新型電力系統也對水電存量資(zī)源優化和(hé)增量開發帶來新的機遇。但受開發條件、社會環境、政策、技術(shù)和(hé)經濟等因素，剩餘水電開發仍面臨巨大挑戰，已開發水電的優化仍面臨多重制約。所以，未來需要在思想、理念、政策和(hé)技術(shù)等方面，進一步與時俱進、推陳出新，水電仍将大有可(kě)為。
治水興邦
水電開發促電力結構轉型升級
中(zhōng)國水能資(zī)源技術(shù)可(kě)開發裝機容量約6.87億千瓦，年均發電量約3萬億千瓦時。截至2020年底，中(zhōng)國水電裝機為3.7億千瓦，約占全國發電總裝機容量的17%；發電量約為12140億千瓦時，雖僅占全部發電量的16.4%，但在全部可(kě)再生能源發電量中(zhōng)占比超過60%。當前和(hé)今後一個(gè)時期，水電仍将是可(kě)再生能源發電的主力軍。
根據中(zhōng)國水電發展遠(yuǎn)景規劃，到2030年水電裝機容量約為5.2億千瓦，其中(zhōng)，常規水電4.2億千瓦，抽水蓄能1億千瓦，水電開發程度約60%；到2060年，水電裝機約為7.0億千瓦，其中(zhōng)，常規水電5.0億千瓦，新增擴機和(hé)抽水蓄能2.0億千瓦，水電開發程度達73%，屆時基本達到西方國家的水電開發水平。中(zhōng)國水電仍有不小的發展空間。
目前，中(zhōng)國總體還處于工業(yè)化中(zhōng)後期和(hé)城鎮化快速推進期，随着經濟高質量發展，預計未來30年能源消費總量仍将保持增長态勢，電力增速更快。到2035年、2050年，預計全國全社會用電量将分别達到12000太瓦時和(hé)14500太瓦時，其中(zhōng)，可(kě)再生能源發電量将分别達到4800太瓦時和(hé)6600太瓦時，風電、太陽能等新能源将是未來電量增長的主體。但是，風電、太陽能發電具有先天的不穩定性、間歇性和(hé)波動(dòng)性，如(rú)果大規模接入電網，需要配套大容量儲能設施。目前來看，隻有大型水庫電站(zhàn)和(hé)抽水蓄能電站(zhàn)具備這樣的能力。因此，未來新能源大規模的發展也離(lí)不開水電開發。
以國家規劃的水電基地為基礎，借助水庫的儲能和(hé)調蓄能力及電力輸送通(tōng)道，建設水、風、光互補的清潔能源基地，将是中(zhōng)國落實應對氣候變化有關(guān)承諾，加速能源結構轉型、加快構建新型電力系統的重要舉措。結合水電水利規劃設計總院可(kě)再生能源規劃研究和(hé)其他機構研究成果，到2035、2050年，預測可(kě)再生能源電力裝機容量占比将分别達到65%、75%以上。常規水電裝機對應需求分别為4.5億千瓦、5.6億千瓦，甚至更高；在可(kě)再生能源電力年發電量中(zhōng)，預計2025、2035、2050年，水電發電量占比将分别達到48%、31%和(hé)28%以上。這說明，在可(kě)再生能源電力中(zhōng)，當前水電份額仍占一半以上，未來也将是“三分天下(xià)有其一”。可(kě)見，水電開發在中(zhōng)國能源轉型升級，實現碳減排和(hé)碳中(zhōng)和(hé)目标中(zhōng)仍将發揮重要作用。
人均水庫庫容與人均電力裝機容量是衡量一個(gè)國家基礎設施發展程度的重要指标。相比發達國家，中(zhōng)國人均儲水設施嚴重不足，大江大河的防洪減災基礎設施與經濟社會發展水平極不适應。洪水集中(zhōng)爆發與人工儲水設施不足的矛盾更加劇了防洪減災的壓力。經濟社會發展要求有更多高壩大庫，但同時，人多耕地少(shǎo)的基本國情又限制了水庫大壩的興建。所以，在河流開發中(zhōng)隻能建設少(shǎo)數高壩大庫或“龍頭”水庫。中(zhōng)國跨流域調水（引水）工程的水源點往往就設置在流域水電開發的龍頭水庫或高壩大庫，如(rú)果沒有龍頭水庫和(hé)高壩水庫，調水（引水）工程也就成為無源之水、無本之木。加快高壩大庫建設将成為未來水電開發的重點。
生态優先
保護環境促進人與自然和(hé)諧
未來水電開發的重點地區在川、滇、藏。要積極推進金沙江上遊、雅砻江上遊、大渡河幹流、雅江下(xià)遊等水電基地建設，打造藏東南“西電東送”接續能源基地。
挖掘東中(zhōng)部地區水能資(zī)源潛力。根據能源轉型需要，優先考慮現有水電工程的擴容改造，充分發揮水電調節作用。總結流域梯級水電站(zhàn)建設管理經驗，開展水電開發後評價工作，推行中(zhōng)小流域生态修複。
落實生态文(wén)明建設要求，控制中(zhōng)小水電開發。按照幹流開發優先、支流保護優先的原則，嚴格控制中(zhōng)小流域、中(zhōng)小水電開發，保留必要生境。在水能資(zī)源富集的西部地區，重點開發資(zī)源集中(zhōng)、環境影響較小的大型河流、重點河段。
大多數水電開發工程位于西部深山峽谷區域，地理環境特殊，構造背景複雜，生态環境脆弱，水庫移民安置難度大，工程技術(shù)和(hé)建設管理都将面臨前所未有的挑戰。一是強地震和(hé)重大自然災害對工程安全構成嚴重威脅的挑戰；二是高寒、高溫、高濕、強風、缺氧、強紫外線輻射等特殊環境因素的挑戰；三是地處偏遠(yuǎn)、運輸條件差、建設條件艱苦，建設成本高，存在工程技術(shù)、經濟、環境、社會可(kě)行性的挑戰，必須直面問(wèn)題，創新思路(lù)，攻堅克難，推動(dòng)水電開發可(kě)持續發展。
不可(kě)否認，水電對河流水文(wén)情勢和(hé)生态環境在流域尺度的影響客觀存在。水電開發對環境影響的客觀評價很難，唯有深入系統和(hé)長期的監測對比研究，才能揭示其影響的本質和(hé)效應，水電工程建設要做到環境影響利大于弊，并且應該從人類社會的可(kě)持續發展角度衡量利弊得失，做到合理取舍。
水電開發應把維系河流健康和(hé)良好生态環境作為重要任務，持續開展生态環境影響監測分析和(hé)保護修複措施研究。具體而言，第一，要研究各種水生生物，尤其是瀕危魚類的生息和(hé)洄遊規律，優先保護重要水生生物的栖息地；第二，在有序适度開發幹流的同時，在幹流河灣或其支流建造人工濕地，維持類自然河流河段，為水生生物保留生存發展的生态空間；第三，在工程布置上，要研究分層取水、魚類增殖、大壩過魚設施和(hé)生态流量洩放設施，維系河流生态系統的連續性和(hé)完整性；第四，在電站(zhàn)運行調度中(zhōng)，要把生态調度和(hé)優化調度結合起來，優先保障河流水生生物必需的生态流量。
高原、高寒或凍土(tǔ)區域，生态系統極其脆弱，環境承載力低，容易誘發綠洲萎縮、河道斷流、土(tǔ)地荒漠化等問(wèn)題。西部水電開發需要針對性地開展調查研究和(hé)分析評估工作，提出應對措施。
未來河流水電開發的生态環境影響研究要包括大氣環境、局地氣候、陸生生物、水生生物、人類活動(dòng)、經濟社會等方方面面，要從流域系統、人類活動(dòng)、社會發展角度，深入研究河流水生生态的變化和(hé)演進，通(tōng)過水庫大壩的合理布局和(hé)梯級水庫群的科學聯合調度，促進人與自然的和(hé)諧、區域經濟社會發展和(hé)河流生态系統的良性循環。
利益共享
讓移民安置成為緻富新契機
未來水電開發集中(zhōng)的西部地區也是中(zhōng)國經濟社會發展相對落後的地區，與脫貧攻堅重點區域在行政區域上高度重合，水電開發應将鞏固脫貧攻堅成果列為重要任務，讓移民安置成為緻富發展新契機。
一方面，水電開發應尊重項目所在地政府和(hé)群衆意見建議，取得當地政府和(hé)群衆的支持。隻有調動(dòng)當地政府、移民群衆的積極性，水電開發才能獲得良好的建設環境，推進工程開發進程。另一方面，中(zhōng)國大型水電開發的主體基本上都是國有企業(yè)，甚至是中(zhōng)央企業(yè)，國有企業(yè)應承擔國家發展使命，肩負政治責任、經濟責任和(hé)社會責任。因此，在貫徹落實黨中(zhōng)央國務院關(guān)于新發展理念的決策部署中(zhōng)，國有企業(yè)就應該在鞏固脫貧攻堅成果和(hé)推動(dòng)地方經濟發展中(zhōng)發揮更多作用，為提高保障和(hé)改善民生水平作出貢獻。
西部地區，由于自然地理環境特殊、土(tǔ)地資(zī)源稀缺，人地矛盾十分突出，少(shǎo)數民族聚集、宗教文(wén)化複雜、地方經濟落後，水庫移民安置具有相當難度。如(rú)何實現水電開發利益共享，讓相關(guān)各方——地方政府、移民群體、項目業(yè)主都能從水電開發中(zhōng)獲得合理利益，并能統籌好直接與間接、經濟與社會、當前與長遠(yuǎn)等方面的利益關(guān)系，這是亟待破解的重大實踐課題。
一要科學編制移民安置規劃，創新水庫移民補償補助模式，尊重移民文(wén)化和(hé)發展需求，優選移民安置地點，提升移民村(cūn)鎮宜居品質；二要創新移民管理及庫區專項建設體制機制，拓寬移民資(zī)産收益渠道，推進庫區産業(yè)發展升級，強化能力建設和(hé)就業(yè)促進工作；三要加強後期扶持、确保庫區産業(yè)扶持政策落地，從基礎設施、公共服務、技能培訓、社會保障、産業(yè)發展等關(guān)鍵環節采取有針對性的扶持措施，實現水電開發和(hé)當地經濟社會可(kě)持續發展緊密結合。
創新技術(shù)
優質高效建設安全工程
大多數水電工程處于西部深山峽谷地區，自然地理環境特殊，區域構造背景複雜，水土(tǔ)生态環境脆弱，工程技術(shù)和(hé)建設管理都将面臨前所未有的挑戰，必須超前謀劃。
創新設計思路(lù)，加快水電開發前期工作。要深入開展工程建設必要性、可(kě)行性研究論證，查明工程區基本條件和(hé)認識工程建設重難點問(wèn)題。為此，需要廣泛開展水文(wén)泥沙、工程地質、生态環境、社會環境等調查研究，對開發方式、開發規模、工程布置、關(guān)鍵技術(shù)難題進行多方案研究，綜合優選，從而為開發決策提供可(kě)靠依據。
西部河流山高谷深，地質構造發育，工程地質問(wèn)題突出，水電開發中(zhōng)壩基、邊坡和(hé)地下(xià)工程的岩體變形穩定，樞紐工程防震抗震，建築物材料抗冰凍和(hé)耐久性等問(wèn)題突出。此外，高原缺氧環境施工條件差，施工作業(yè)困難，效率低，質量控制難度大。因此，需要加強技術(shù)攻關(guān)，研發新材料、新技術(shù)、新工藝和(hé)新設備，提升工程建設能力。
在新材料方面，要研發具有高抗凍性、抗碳化性的高性能混凝土(tǔ)，寬适應性的瀝青混凝土(tǔ)和(hé)複合土(tǔ)工膜防滲材料，耐紫外線照射的長效防腐耐磨金屬材料，高自流性、快硬、早強防凍型灌漿材料。在新技術(shù)方面，要研究深厚覆蓋層壩基處理技術(shù)，高水頭大流量洩洪消能防護技術(shù)，高壩高邊坡工程防震抗震技術(shù)，深埋地下(xià)工程及高陡邊坡岩體變形穩定控制技術(shù)等。在工藝及設備方面，要開發大壩填築碾壓、混凝土(tǔ)防裂、深覆蓋層基礎處理、圍岩固結灌漿等設計施工的工廠化、自動(dòng)化和(hé)智能化裝備和(hé)工藝。
當前，産業(yè)數字化、數字産業(yè)化蓬勃興起，數據已經成為新的資(zī)源。水電開發要緊密依靠信息技術(shù)、網絡通(tōng)信技術(shù)和(hé)數字化技術(shù)，提高工程設計、建設和(hé)管理水平和(hé)效率。大數據、雲計算、智聯網、北鬥導航、“4S”、人工智能等新技術(shù)還将進一步促進設計、建設和(hé)工程運行高效化和(hé)智能化。基于數字化的水電工程全生命周期管理系統、流域綜合信息管理系統不久也将在行業(yè)内普遍推廣。
“十四五”期間，水電開發要貫徹新發展理念，開創新發展格局；要創新設計思維，統籌水電開發與生态環境保護、水電開發與移民發展，水電開發與新能源建設的關(guān)系；增強科技創新引領和(hé)信息化數字化支撐作用。隻有這樣，才能做到工程安全、環境優美與社會和(hé)諧相統一。水電開發既是帶動(dòng)新能源發展、優化能源結構、減少(shǎo)碳排放的需要，也是實現水資(zī)源綜合利用、防災減災和(hé)保護生态環境的需要。展望未來，水電開發大有可(kě)為。
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