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全球水电开发现状及未来趋势
发表时间:2020-08-18   |  来源于:中国电力新闻网  |  作者:  |  点击数:237 

受地理环境和气候条件影响,全球水能资源分布很不均匀。从技术可开发量分布来看,亚洲占比为50%,南美洲18%,北美洲14%,非洲9%、欧洲8%和大洋洲1%。据IHA2020年报告,截至2019年底,全球水电装机容量1308吉瓦,其中抽水蓄能电站装机容量158吉瓦,全年发电量4306太瓦时。2019年新增装机容量15.6吉瓦,新增发电量106太瓦时,其中,亚洲的中国、老挝、巴基斯坦,南美洲的巴西,非洲的安哥拉、乌干达和埃塞俄比亚,欧洲的土耳其等国的新增贡献最大。

全球水电开发程度按照年均发电量计算,约占技术可开发量的27.3%。分地区看,欧洲、北美洲国家水电开发程度较高,增长潜力有限。非洲、除中国之外的南亚及东南亚地区水电开发程度较低,开发潜力大。南美洲基本与全球平均水平持平。总体而言,全球水能资源开发程度不高,未来还有很大的发展空间。

全球水电开发不会止步不前

随着全球人口增长、城市化进程加快和经济社会持续发展,人类社会对水与电力的需要提出了更高要求。同时,应对全球气候变化和增强防灾减灾能力,也为河流水电开发创造了良好机遇和发展空间。继联合国千年发展目标之后,2015年9月联合国又提出了17项可持续发展目标,同年,巴黎气候变化协议、“一带一路”倡议行动愿景也得到国际社会广泛认可。尤其是“一带一路”沿线国家人口占全球的2/3,而GDP不足全球1/3;大多数国家属于中等收入的发展中国家,一些国家尚处于相当贫困状态,基础设施条件差,洪涝干旱灾害频发、水资源短缺,饮水安全没有保障,过度开采地下水导致的生态破坏日益加剧。全球缺电人口仍超10亿,缺电最严重的正是亚洲和非洲欠发达地区,而这些地区发展空间较大,对电力的需求尤为迫切。

目前,世界上100多个国家已经明确将继续发展水电。受洪水、干旱、电力短缺、水生态环境恶化等的困扰,“一带一路”沿线国家大多将水资源和水电开发作为当前发展的首要任务。因此,水电开发仍然具有广泛的国际合作基础和发展前景。一些国际组织、咨询机构和电力企业基于各国经济发展趋势和应对气候变化减排温室气体的需要,对全球水电发展进行了多目标场景的预测和分析。综合各研究机构的成果,以2018年为基准略偏保守估计,2050年全球水电技术可开发利用程度将达50%,届时年发电量约为7890太瓦时。
预计到2035年,全球水电装机容量将达到1750吉瓦,年发电量6100太瓦时。全球新增水电装机约480吉瓦,开发率达38.6%;2050年,水电装机容量将达2050吉瓦,2035~2050年,新增装机容量300吉瓦。要实现2050年的目标,水电装机容量年均增长估计将达到2.0%。在2015~2019年的五年里,装机容量的年均增长率为2.1%,而2019年的年均增长率仅为1.2%。然而,装机容量的年增长率可能存在很大差异,这取决于需要数年施工的大型水电项目何时投产。尽管如此,这凸显出在未来10年或更长的时间里,全球水电开发仍将大有可为。

截至2019年底,全球在建水电规模约150吉瓦。受诸多因素影响,尤其是中国国内水电开发增速放缓,与过去同期比较,预计全球未来水电装机容量的增速将有所减少。2030年之前,全球年均投产规模为20吉瓦左右。2030年之后,年均投产规模约为15吉瓦。预计2030年之前的水电装机容量的增量,除中国外,增加最大的区域排名依次为拉美地区、亚洲其他地区和非洲。

从水电技术可开发资源潜力、经济社会发展水平和能源电力发展需求等因素综合分析,未来水电开发重点开发的河流(包括界河或国际河流)涉及印度河(印度、巴基斯坦等国),尼罗河(埃塞俄比亚、埃及等国),赞比西河(赞比亚、莫桑比克等国),尼日尔河(尼日尔、贝宁、尼日利亚、科特迪瓦、喀麦隆和乍得等国),刚果河(赞比亚、扎伊尔、中非、刚果、喀麦隆、安哥拉),东南亚国家的伊洛瓦底江、怒江—萨尔温江(中国、缅甸、泰国等)和澜沧江—湄公河(中国、老挝、缅甸、泰国、柬埔寨和越南)。

加快开发要促进广泛共识

任何事物均有其两面性,开发水电也不例外。除发电、防洪、灌溉、水资源优化配置等对生态有利的影响之外,也存在不利的影响,包括水库淹没、移民安置、河流泥沙、水文情势变化的影响,尤其是筑坝修库对洄游性鱼类生境产生不利影响。加快水电开发,需要增强认知,促进更广泛的共识和获得政策支持。水电是清洁可再生能源,技术成熟;对节能减排、应对气候变化作用显著;多功能水库大坝(高坝大库)在防范洪旱灾害和综合利用方面的作用具有不可替代性。加强环境保护措施和优化水库运行调度管理,有助于减免对环境的不利影响。人类社会的发展史本质上就是一部与洪水不断斗争的历史,也是一部资源开发利用的历史。人类文明的强盛与它所能利用的资源总量是密切相关的。每一次资源开发利用总量的提升,都是一次文明的进步。当今世界,人类社会的发展和文明进步越来越依赖可持续的自然资源。因此在自然资源的开发中,也必须加强对自然生态环境的保护。

虽然可燃冰、核聚变、太阳能发电的大规模开发利用均可以期待,但是,地球淡水资源短缺、时空分布不均,以及人口增长和经济发展,水资源形势日益严峻,加上水库淤积、大坝老化等,为应对气候变化,更需要建设具有调节功能的水库大坝。印度、巴基斯坦、土耳其、秘鲁等国具有后发优势,已纷纷制定高坝大库发展计划;美国、瑞士、奥地利等国家正在研究对已有大坝的加高,以增加库容、弥补泥沙淤积损失和提高应对气候变化的能力。根据规划,未来中国西南诸河上游及其支流还需兴建一些龙头水库和控制性水库,水库大坝的高度在100米以上,有的超过200米。预计未来15年,全球规划建设100米及以上高坝200余座,200米及以上特高坝20余座。

让利益相关者分享开发成果

即便在达成开发水电共识的基础上,水电开发方案和利益分配机制对各个利益相关者的有利影响和不利影响还存在较大差异。水电开发是否能够顺利推进并获得预期效益,取决于能否在公共利益和个体利益之间取得平衡,取决于能否在土地、资源、环保、价格、成本和效益等方面具有竞争性。水电开发涉及诸多不同利益主体及其利益分配分享问题。利益相关者包括土地所有者、移民、开发商、融资机构、电力公司,还包括设计者、承包商、材料和设备供应商、建设管理者和运行管理者,以及受水电开发影响的渔业、农业、种植业和环境保护机构等等。从更加宏观的时空角度来看,水电开发的影响涉及上下游、左右岸、当前与长远,局部与全局、受益区和受损区等等。协调各方立场,获得对开发水电的支持,需要开展深入调查和方案研究论证,确保“水电开发利大于弊”。水电开发不仅要让受到不利影响的利益相关者从水电开发中得到应有的补偿,而且也应该使其分享水电开发的利益。河流水电开发要以问题、市场、效益为导向,根据经济社会发展需求和河流水资源和水能资源特点,制定河流开发计划和方案,让水电开发成果更公平地惠及利益相关者。为此,需要坚持科学发展观,遵循“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,促进生态环保、综合开发、利益分享,共同发展。只有这样,水电开发方案才能得到绝大多数利益相关方的支持。在国际河流开发和境外水电工程开发中,水电开发企业尤其需要广泛听取意见、畅通协商管道、遵守项目所在国法律法规、国际惯例和技术标准的要求,遵循“为项目所在国创造财富、与合作方共同发展”的理念,与利益相关者形成全面广泛的国际合作和紧密关系,共同促进水电开发可持续发展。在当前全球能源治理体系加速重构的重要历史时期,以“一带一路”为依托,通过与周边国家的能源电力互联互通建设,促进全面合作和共同发展,打造国际能源电力合作的利益共同体、责任共同体和命运共同体是未来我国能源电力发展的重要方向。

水电可持续发展至关重要

水电可持续发展至关重要。就水资源和电力供应短缺的一些国家而言,在当前经济社会发展需求急迫的情况下,难免出现“又快又省”的“大跃进”发展模式;对于刚刚“走出去”谋求海外发展的中国电力企业而言,也难免出现追求“超额利润”的冲动和做法。确保水电工程安全可靠、经济合理、成本电价适当,环境友好和资源节约并实现可持续发展,其实才是最重要的课题。在水电开发中,工程安全首当其冲。只有安全的发展,才有可持续的发展,安全是水电可持续发展的基石。然而由于内外部因素影响,最近全球范围内发生的一些事故(大坝开裂、漏水、溢洪道破坏、溃坝、洪水、地震、地质灾害等)突显了水库大坝安全隐患,尤其是溃坝事故。大坝事故不仅会损害水电设施及当地环境,更会造成对下游区域生命财产的严重损失。对此,所有与水电开发相关的企业和机构,都必须深植安全意识,专业和规范地组织开展工程规划、勘测、设计、建设、运维等工作,防范人为失误和重大安全隐患,加强全生命期的风险评估和应对处置。

其次是水电工程运行的可靠性,包括发电、防洪、灌溉和供水等功能的正常发挥,确保实现设计预期的发电效益及其他综合利用效益。通常而言,开发条件好的坝址往往早已开发或已经开发,剩下的坝址或具有一定的开发难度或远离负荷中心,输电成本较高,导致水电建设成本增加或电价缺乏竞争力,投资效益降低。加强流域梯级联合运行调度,有助于提高工程运行可靠性和经济性。
降低水电开发的成本,关键是选择“好”的项目,并将项目做“好”。要按照经济社会发展对能源电力和水资源的需求,基于河流水电开发规划,选择“好”的项目;要遵循基本建设程序的要求,通过规划、勘测、设计,充分论证开发规模、开发方式和合理时机,规避投资风险;要吸取类似工程经验,采用先进技术,在确保安全质量前提下,优化技术方案;要加强项目建设管理,优化资源配置,严格过程管控,确保按计划有序推进工程进度,按期投产发电。

总之,促进水电可持续发展需要根据项目所在区域经济社会发展的需求,结合流域水资源水能资源特点和工程具体情况,开展重大关键技术研究,在建设过程中解决好工程建设的可行性、可靠性、经济性和协调性问题。在工程运行中,要通过梯级联合调度,最大限度发挥工程的作用,取得预期的工程效益。加强安全监测评估、设施设备运行管理及维护,解决好水库泥沙淤积、大坝健康状态诊断及消缺补强修复,延长其使用寿命,确保其永续利用。

当前,生态环境问题也是制约水电开发的主要因素之一,要依靠科技创新破解绿色发展难题,利用现代信息技术,长期、系统、全过程监测工程建设和运行可能带来的影响,积累相应的数据资料,结合大数据、云计算、人工智能技术,形成数据共享和应用的智慧平台,为工程安全运行提供支撑。在当前全球能源治理体系加速重构和可再生能源蓬勃发展的重要历史时期,水电开发面临新的机遇和挑战。作为清洁可再生能源电力和具有防洪,航运、灌溉、供水和生态保护功能的水电工程,当前和未来一个时期仍将需要大力开发,大有作为。近些年,中国水电新增开工规模放缓,但不会止步不前,且未来开发潜力主要集中在西南诸河。“一带一路”沿线水能资源丰富的国家以及非洲和南美洲其他一些国家将加快水电开发,促进可再生能源电力发展。发展中国家的一些国际河流或界河,或将成为水电集中开发的重点。这为中国水电企业走出去开展国际合作和境外业务提供了宝贵的机会。

开发水电涉及面广,影响深远,利益关系十分复杂,如果没有国家及其政府层面的坚定支持和协调管理,水电开发过程中难免遭遇许多波折,造成非技术成本增加,甚至可能导致工程停工下马。水电开发企业开发水电要选择“好”的项目,把项目做“好”;要遵循“价值创造”理念,为社会创造财富,与合作方共同发展,让水电开发成果惠及所有利益相关者;要进一步促进水电开发与环境保护协调发展,加强工程建设管理、运行维护和调度管理,优化方案,降低成本,让水电发挥更大作用,并保障其永续利用。

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