水能资源既是相对清洁的同时又是可再生的优质能源,是将一次能源直接转化为二次能源——电力。水能资源是利用水的势能,利用江河源远流长的流量和落差获得电能,完全是物理过程,在这一过程中既不消耗1m3水,也不污染1m3水,既不排放1m3有害气体,也不排放1kg固体废物,是清洁的能源。只要地球上的水循环不中止,江河不干涸,水资源就是永恒的,就将提供可再生的能源。
1、 水能资源充沛
中国具有相对丰富的水能资源。中国是世界上水能资源最多的国家。中国有众多的河流,其地理地形特征形成了丰富的水能资源。根据最新的普查资料,全国水能资源理论蕴藏量为6.88亿kW,年发电量5.92万亿kWh。其中最新评估在技术上和经济上可开采的水能资源为4.04亿kW,年发电量2.47万亿kWh,大约相当于9亿t煤炭的燃烧能量。水能是中国可贵的能源资源。
2、小水电资源丰富
中国已建的水电站装机容量1.1亿kW中有约3000多万kW属5万kW以下的小水电站,约有4万余座,占水电总容量的30%。小水电资源丰富,为解决广大农村和偏远山区等大电网难以覆盖的地区用电起到了积极而有效的作用,提到了部分燃煤电源,保护了环境。小水电因投资分散,私人、集体以及基层财政形成了投资多元化,技术和装备相对简单,建设周期短,是不可忽视的可再生能源。中国已将小水电列入可再生能源的优惠政策扶持对象。
3、水电开发建设能力
中国单站5万kW以上的大中型水电站是中国水电的主力,经过50多年的开发建设,已建成226座。其中百万kW级以上的巨型水电站41座,50万kW以上的大型水电站66座,奠定了中国水电开发的基础。无论从勘探、科研、设计、施工、规范标准、专业人才和经营管理等个方面,都有了成熟的经验,以即将建成的世界上规模最大的长江三峡工程(装机容量1820万kW)为标志,中国的水电开发能力已上升到了一个新的高度。
一、水利工程管理单位存在的问题
随着我国社会主义市场经济体制的建立和改革的不断深入,长期以来水管单位积淀的问题逐渐暴露出来,矛盾越来越突出。存在的问题主要表现在以下几个方面:
(一)对水利工程管理的认识不足
(二)水管单位定位不准,管理权责不明
(三)工程管理维护经费不足
二、我国水利工程管理体制的对策与建议
(一)大力开展多种经营,妥善安置分流人员
(二)建立灵活用人机制和内部分配机制
(三)配套相关政策
二、技术发展状况
2.1 我国小水电技术及产业发展现状
三、小水电行业发展目标及技术发展展望
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。
(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。
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。
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%以上。
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