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经济新常态下看水电弃水

张博庭
水电知识网 〔2015-7-7 20:59:00〕   来源: 中国电力企业管理  
  在国家积极发展水电的政策支持和电力体制改革的市场驱动下,近年来我国水电事业得到了迅猛的发展。截至2014年底,我国的水电装机已经突破了3亿千瓦,发电量超过1万亿千瓦时。与此同时,随着我国经济增速的放缓,我国社会进入了稳增长、调结构的经济新常态。全国各地对能源和电力需求的增长,普遍低于预期。在这种新常态下,作为我国最重要的清洁能源和可再生能源的水电,正在遭遇新的挑战和发展瓶颈。

  众所周知,水电能源的特点就是建设周期长和输送距离远。这经常会使得在经济腾飞时期上马的大批水电项目,在正式投产的时候遭遇市场饱和、难以消纳和输电线路建设不同步的困境。以四川省为例,该省是国家西电东送的重要水电基地。进入“十二五”以来,随着大渡河、雅砻江、金沙江三大流域大型水电机组的陆续投产,配套建设的外送通道也越来越紧张。由于外送通道和水电机组投产时序的不同步,以及受受端电网制约等原因,一些地方水电的实际外送能力和方式都存在着较大的矛盾,弃水问题十分严重。除此之外,我国另一个水电大省——云南的汛期水电弃水不仅同样存在,而且更加严重。

  从表面上看,大量弃水的原因似乎是由于水电的集中投产、电力外送通道不足。实质上造成弃水的最主要原因,并不是外送通道的建设,而是因为在我国经济新常态下,整个电力行业正在接受产能过剩和市场疲软的新挑战。

  受到市场影响的是整个发电行业

  在经历过去30年“大干快上”之后,2014年底国内发电装机容量已达13.6亿千瓦,稳居世界第一。但同时也出现了发电小时数急速下降、社会用电增速放缓的情况。在这种新常态下,遭遇到发展难题的绝不仅是水电,而是整个发电行业。

   2014年,全国6000千瓦及以上电厂发电小时数为4286小时,同比减少235小时。其中,火电利用小时数为4706小时,同比减少314小时;核电利用小时数为7489小时,同比减少385小时;并网风电利用小时数为1905小时,同比减少120小时。相比之下我国的水电还算是最幸运的,得益于国家节能优化调度政策和水电的低电价,同时也由于2014年的来水普遍较好,水电利用小时数为3653小时,同比增加了293小时。然而,现实当中很多水电企业仍然是汛期大量弃水,损失惨重。虽然并没有出现大面积的行业亏损,但已经严重影响了水电企业投资新建水电项目的信心和积极性。

  由于电力市场有限,我国火电利用小时数已经被压缩到了4706小时,尽管目前我国的煤价已经大幅度降低,但由于利用小时数大幅度下降,煤电机组已经被压到了亏损的边缘。与此同时,不仅水电弃水,风电也大量弃风。众所周知,2013年我国风电弃风损失巨大,保守估计全国超过了200亿千瓦时。然而,2013年我国风电新增并网容量1492万千瓦,发电量增加了367亿千瓦时。而到了2014年,尽管没有听说全国大面积弃风的报道,但我国新增的2072千瓦风电装机,却只增加了区区162亿千瓦时的年发电量,这说明2014年我国风电弃风的情况比2013年严重得多。不仅如此,2014年国家给予了相当大支持力度的光伏发电,也同样没有完成任务。

  产能过剩的是火电而不是可再生能源

  我国电力产能过剩主要是燃煤电厂的数量巨大,绝不存在任何可再生能源发电能力的过剩。我国目前的电力结构主要以煤电为主,因此还面临着相当艰巨的能源结构调整的任务。具体的调整目标就是把以煤炭为主的化石能源发电的比重尽可能地降下来。所以在这种情况下,我国的可再生能源,无论是水电、风电还是光伏发电的发展都应该是多多益善。不过,我国燃煤电厂的产能过剩却与我国可再生能源的电能质量普遍不高,不能保障供电的安全可靠性紧密相关。

  大家总有种印象:水电是靠天吃饭的,风电、光伏更是不可依靠的“垃圾电”,要想保障供电的安全,必须有可靠的火电机组作为后盾。结果使得很多人认为火电厂多建一些没有什么不好。而发电企业则由于相互之间存在着竞争,即使明知道火电装机已经严重过剩,也要不断地新建火电站。所以,我国火电产能的过剩,不是一天两天的事了。

   2014年我国火电新增装机增长8.7%,是电力消费增长的两倍多。截至2014年底,全国火电装机容量约9.2亿千瓦,火电设备利用小时数为4706小时,如以正常的5500小时计算,全国火电机组过剩1.3亿千瓦,以更高效率的6000小时算,全国火电机组过剩超过2亿千瓦。

   2014年我国全社会用电量约为5.5万亿千瓦时,如果按照9.2亿千瓦装机,运行6000小时计算,我国的火电机组基本上可以包揽我国全部的用电需求,挤占了所有的清洁能源和可再生能源的市场空间。那么,火电机组年运行6000小时会不会表明严重缺电呢?这要看能不能合理布局、优化调度以及有没有可调节的电源予以配合。美国的火电厂绝大多数都达到年运行6000~7000小时。我国的宁夏,2014年火电机组的平均运行小时也超过了6000小时,但都没有出现严重缺电的现象。

  通道建设不足也是水电弃水的原因之一

  对于弃水,除了全国性的电力市场疲软、产能过剩的原因之外,我国西南地区水电建设提速后,水电外送通道建设滞后,跟不上电源建设的步伐,也是一个不争的事实。除了国家早期已经规划的西电东送项目之外,东部发达地区缺乏接受新增水电的积极性。没有明确的送电目标,电网的规划和建设难免要受到影响。

  那么,是不是东部地区已经不需要西电东送了呢?当然不是,最近由于国家火电项目建设的审批权下放,被搁置了6年的蒙西煤电送山东的项目已经重启。缺电的山东为何不要西部的水电,而选择了坑口电站呢?这显然是因为水电的电能质量不够高,丰枯差距过大,不能全天候保障供电。同样电网企业对于建设西部坑口电站的送电通道的积极性也远高于水电。因为,坑口电站的线路可以保障全年高效运行,而西部水电的送电,主要是季节性的。

  可见,无论是市场消纳的问题,还是送电通道不足的问题,都和水电自身的电能质量不够高有关。目前,我国南方各地区的水电发电量,峰枯季节的差距普遍在3倍左右。云南、四川等水电大省,汛期有大量的富余电力需要外送,但到了枯水期,连自己的用电都难以保证,还要靠火电帮忙。

  龙头水库电站建设的重要性

  我国水电电能质量不高的原因,主要是龙头水库调节能力不足。表1中可以看到美国几条主要的河流已建成的梯级水库蓄水量,已经平均占到河流年径流量的61.1%。而我国不仅所规划的水库调节控制能力相比美国要差很多,实际完成情况就更差了。

  目前,我国的国土面积和水资源总量都与美国相近,但我国的水库蓄水能力,尤其是有效的水库可调节库容还不足美国的一半。相对于我国的人口基数,我国与美国的人均水库库容更是差距巨大。由于水库蓄水能力的差距,同样的洪水在美国能够被存在水库里,而到了中国则需要疲于奔命地排到海里,稍有不慎就会造成洪涝灾害。作为减灾存在水库里的洪水,到了枯水季节就变成了宝贵的水资源。我国和一些欠发达地区目前水资源短缺,在很大程度上并不是真正的短缺,而是水库的调蓄能力不足。

  水库的调节能力不足,不仅影响一个国家的水安全,同样也极大影响着水力发电的电能质量。我国规划中的乌江各个梯级水电站都已经基本建成,所以乌江水电的电能质量相对较高。我国规划中的水资源调节能力最强的雅砻江梯级水电站全部建成后,将实现枯水期的发电量超过汛期。可见,我国资源条件的限制,只是问题的一个方面,如果能按照国家的规划,完成好各个流域梯级水电站的建设,我国水电的电能质量应该是有保障的。

  总之,我国当前的水电电能质量不高,主要是由于各流域的开发程度还不够高,龙头水库建设普遍滞后。一般来说,具有龙头水库的电站建设投资高、难度大,目前各流域所剩下的几乎都是具有调节能力的龙头水电站。当然,龙头水库建设普遍滞后的责任也并不在于企业。很多有眼光的水电开发企业,对建设龙头水库电站的积极性一直非常高,但是,一些龙头水库所占用的大量土地和由此产生的移民、环保问题,确实已经不是水电开发企业靠市场化的手段所能解决的。目前,一些重要的龙头水库,如虎跳峡的龙蟠、龙滩的二期,不仅被长期搁置,而且由于开发难度巨大,最终很有可能会夭折。

  水电弃水的原因

  电力市场

  我国水能资源多集中在西南,但由于该地区的经济基础薄弱,基础设施建设滞后,经济发展、民生改善难以满足电力市场的发展要求,当地市场消纳困难,必须依靠西电东送。与此同时,由于我国经济新常态的出现,全国性的电力需求增速下降,受电地区的电力市场相对饱和,缺乏接受新增水电的意愿。所以,现实当中弃风、弃水、弃光都是不可避免的。

  电能质量

  我国的流域梯级水电建设中龙头水库的建设滞后,下游梯级电站的丰枯调剂能力严重不足;水电的丰枯出力不均,汛期大量弃水,枯期又因为发电能力不足,必须依靠火电帮忙。水电本应该是最优质的电源,但是,由于受到我国人口密度高、资源环境不利于大型水库建设的局限,以及我国水电开发程度不高、龙头水库建设滞后的影响,水电变成了必须靠天吃饭,必须要靠“照顾”的劣质能源。这样大量径流式水电的投产,不仅给当地的电网造成很大负担,而且在东部的受电地区也并不受欢迎,同时电网企业为其建设输电线路的积极性也受到影响。

  送出通道

  我国的电网规划普遍滞后,缺乏国家层面的电力发展规划,以至于还出现了我国的五年计划已经接近尾声,关于电网建设的五年规划还不能确定的怪事。与此同时,为了完成国家减排承诺,近几年我国的水电建设明显提速,相对来说,水电外送通道的电网建设等滞后,跟不上水电电源建设的步伐。

  解决问题的途径

  对于弃水问题,建议的解决办法主要有以下方面:

  第一,从国家层面认识到经济新常态是我国电力结构调整的最有利契机。引导各发电企业在新常态下的竞争从规模转向效益,从投资驱动转向创新驱动。宏观上避免过剩的产能继续增加,严格控制煤电机组的增长,逐渐压缩煤电机组的比重,给国家大力扶持的可再生能源和清洁能源留下发展空间。

  第二,加大流域龙头水电站的开发建设力度。要从体制、机制方面重视水电开发市场化所不可避免的某些负面作用。对照美国、法国这些最强调市场作用的国家,具有龙头水库的大型水电的开发建设也都无一例外由政府主导而不搞市场竞争的现实,回归我国大型龙头水库开发建设的社会公益性,从根本上解决大型龙头水库和电站建设中的移民和环保难题。

  第三,研究完善水电上网的电价形成机制,建立市场与电网能接纳、发电企业能承受、水电发展有后劲的电价模型。加大政策扶持,要探讨用市场机制解决龙头水库对下游电站的补偿效益回报,将其体现在上游大型水库的开发建设中。提高企业开发建设龙头水库电站的积极性。同时,要加快编制并实施水电西电东送的“十三五”电网规划,根据规划提前安排送出通道的建设,即使不能做到提前,也绝不能滞后。

  在以上三个方面建议中,加速龙头水库的建设是关键点。因为,只有龙头水库的矛盾解决了,其他问题才易解决。例如,由于目前我国水电的电能质量不高,即使国家想让水电尽可能多地替代煤电,但由于在枯水期可能会指望不上水电,因此,电网还是不得不把用电安全的保障放在煤电上。

  此外,输电外送通道的建设也与水电的电能质量紧密相关。如果各流域水电的龙头水库建设能够跟上、丰枯出力均衡、外送线路利用充分,不仅电网企业的建设积极性会提高,而且东部发达地区接受西部水电的意愿也会大幅度增加。这样才有利于统筹规划我国西电东送的能源战略,在国家层面上保障西部水电的市场空间,让国家积极发展水电的政策落到实处,最终从根本上解决西部水电汛期大量弃水的问题。

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