戴麗媛，張 誠，楊麗雅

(河海大學 文天學院， 安徽 馬鞍山 243000)

到2016年底，我國常規(guī)水電裝機容量達到3億kW，占全國開發(fā)比例約45%[1-2]。而水能資源在西藏地區(qū)十分豐富，技術(shù)可開發(fā)量可達1.43億kW，可是目前當?shù)厮苜Y源開發(fā)利用程度不足1%[3-5]。在中央第6次西藏工作座談會上，將 “西電東送”接續(xù)基地定位于西藏[6～8]。西藏經(jīng)濟社會發(fā)展基礎(chǔ)薄弱，群眾生活水平低，是國家扶貧攻堅的主戰(zhàn)場，水電等本地優(yōu)質(zhì)清潔能源的開發(fā)是脫貧致富的重要途徑[9-11]。

本文針對以水電資源為代表的西藏水電開發(fā)市場，通過該地區(qū)水電開發(fā)在國民經(jīng)濟、受電區(qū)電價承受能力以及市場競爭力等方面[12-13]的經(jīng)濟性分析研究得出評價結(jié)論。

1 地區(qū)概況

本文以金沙江上游川藏段7座梯級水電站為研究對象，這7座水電站包括崗托、波羅、巴塘、昌波、葉巴灘、拉哇、蘇洼龍，其位置主要集中在四川和西藏地區(qū)以及兩者的交匯處，多年平均徑流量在500 m3/s以上，壩型主要包括面板堆石壩、瀝青混凝土面板堆石壩和混凝土雙曲拱壩，裝機容量在1 100 MW以上。其供電范圍除就近的四川、西藏地區(qū)外，還可外送至華中東地區(qū)。

2 國民經(jīng)濟評價

國民經(jīng)濟評價方法采用影子電價法和工程比較法，計算過程遵循統(tǒng)一效益、費用劃分的原則，從國民經(jīng)濟整體角度考察項目的效益和費用，以分析該項目帶來的凈效益和經(jīng)濟合理性。影子電價法采用受端電網(wǎng)邊際成本電價進行國民經(jīng)濟評價測算，即采用受端電網(wǎng)邊際電源上網(wǎng)電價。工程比較法以比較電源方案的投資、固定和可變運行費作為本工程的效益，根據(jù)當?shù)貙嶋H情況，采用燃氣輪機和(風電+抽水蓄能)2種方案比較。

經(jīng)濟凈現(xiàn)值(ENPV)指項目按照社會折現(xiàn)率將計算期內(nèi)各年的經(jīng)濟凈效益流量折現(xiàn)到建設(shè)期初的現(xiàn)值之和，經(jīng)濟內(nèi)部收益率(EIRR)指能使項目計算期內(nèi)經(jīng)濟凈效益流量現(xiàn)值累計等于零時的折現(xiàn)率，即ENPV作為折現(xiàn)率要使式(2)成立。

(1)

(2)

式中：ENPV為經(jīng)濟凈現(xiàn)值(萬元)；B為經(jīng)濟效益流量(萬元)；C為經(jīng)濟費用流量(萬元)；(B-C)t為第t期的經(jīng)濟效益流量(萬元)；is為社會折現(xiàn)率(8%)；n為項目計算期(50年)。

對國民經(jīng)濟評價按照計算期為50年考慮，折現(xiàn)基準年份為工程開工的第1年，社會折現(xiàn)率采用8%。各方案下國民經(jīng)濟評價指標見表1。

表1 金沙江上游水電站國民經(jīng)濟評價指標匯總

續(xù)表(表1)

注：送電華中東電網(wǎng)時，影子電價為0.732元/(kW·h)，各梯級電站經(jīng)濟內(nèi)部收益率為9.94%～16.14%。

由表1分析可知：

1) 當比較電源是燃氣輪機或影子電價時，崗托—昌波各電站經(jīng)濟內(nèi)部收益率均大于社會基準折現(xiàn)率8%，經(jīng)濟凈現(xiàn)值亦均大于0。其中崗托水電站經(jīng)濟性相對較差，而巴塘水電站經(jīng)濟性相對最優(yōu)。

2) 當比較電源是風電+抽水蓄能時，崗托—昌波各電站經(jīng)濟內(nèi)部收益率均大于社會基準折現(xiàn)率8%，經(jīng)濟凈現(xiàn)值亦均大于0。

3) 當考慮金沙江上游各梯級整體進行國民經(jīng)濟評價時，各方案全梯級經(jīng)濟內(nèi)部收益率均大于社會基準折現(xiàn)率8%，經(jīng)濟凈現(xiàn)值亦均大于0，滿足國民經(jīng)濟要求。

對各梯級電站進行國民經(jīng)濟敏感性分析，主要通過考慮增加工資投資、減少發(fā)電量、延長工程建設(shè)工期、送端經(jīng)濟效益等因素的單獨變化，研究這些因素對電站經(jīng)濟指標的影響，以此考察金沙江上游水電站的經(jīng)濟抗風險能力。各方案國民經(jīng)濟敏感性分析見表2～4。

由表2～4可知：考慮金沙江上游水電站工程投資、年發(fā)電量及工期等的不利影響情況下，電站經(jīng)濟內(nèi)部收益率均比社會折現(xiàn)率8%要高，說明電站具有一定的抗風險能力。

表4 各梯級國民經(jīng)濟評價敏感性分析(方案3：風電+抽水蓄能)

綜合而言，結(jié)合西部水電開發(fā)戰(zhàn)略地位，燃煤火電建設(shè)一定程度上受環(huán)境保護等因素限制，清潔可再生能源開發(fā)建設(shè)在我國已成趨勢，因此金沙江上游水電站國民經(jīng)濟評價采用風電、抽水蓄能、燃氣輪機等作為比較電源是合適的。根據(jù)上述各梯級不同方案對應國民經(jīng)濟評價計算成果，各梯級基本能滿足國民經(jīng)濟評價要求，如考慮水電項目對地方社會經(jīng)濟發(fā)展的效益貢獻時，各梯級經(jīng)濟性均能有所提升。國民經(jīng)濟評價敏感性分析表明，電站具有一定的抗風險能力。

3 受電區(qū)電價承受能力分析

根據(jù)2016—2025年增量電源規(guī)模，考慮受端電網(wǎng)區(qū)內(nèi)電源建設(shè)及對應電價水平，與金沙江上游水電比較的受電區(qū)電網(wǎng)邊際電源主要為燃氣輪機、甘肅風電打捆。水電上網(wǎng)電量按電站多年平均電量計，輸電電量即為上網(wǎng)電量，到受電端市場的到網(wǎng)電量應考慮輸電線路及節(jié)點的損失電量，即：

E到網(wǎng)=E上網(wǎng)×(1-β)

(3)

P西電=(P受段-P輸電)×(1-β)

(4)

式中：E到網(wǎng)為水電到網(wǎng)電量；E上網(wǎng)為水電上網(wǎng)電量；P西電為西電邊際上網(wǎng)電價；P受段為對應的受端電網(wǎng)邊際成本電價；P輸電為輸電邊際成本電價；β為線損率。

對受電區(qū)電價承受能力分析主要是比較供電區(qū)的落地上網(wǎng)電價與受電區(qū)的增量電源平均上網(wǎng)電價、邊際電源上網(wǎng)電價。當供電區(qū)的落地上網(wǎng)電價低于受電區(qū)的增量電源平均上網(wǎng)電價或者介于受電區(qū)的增量電源平均上網(wǎng)電價、邊際電源上網(wǎng)電價之間，均可認為電價承受能力處于可接受范圍。根據(jù)統(tǒng)計計算可得受電區(qū)上網(wǎng)電價水平，如表5所示。

表5 受電區(qū)上網(wǎng)電價水平統(tǒng)計 元/(kW·h)

由表5可見受電區(qū)各類現(xiàn)狀電源上網(wǎng)電價為：常規(guī)水電0.252 0～0.390 0元/(kW·h)，燃煤火電0.493 9元/(kW·h)，風電0.610 0元/(kW·h)；2016—2025年受電區(qū)整體增量電源平均上網(wǎng)電價約為0.532 4元/(kW·h)，邊際電源上網(wǎng)電價約為0.788元/(kW·h)?？梢姡茈妳^(qū)目前電源上網(wǎng)電價、常規(guī)水電上網(wǎng)電價均低于邊際電源上網(wǎng)電價和增量電源平均上網(wǎng)電價，燃煤火電上網(wǎng)電價接近增量電源平均上網(wǎng)電價，風電上網(wǎng)電價比增量電源平均上網(wǎng)電價要高但低于邊際電源上網(wǎng)電價。綜上可知：受電區(qū)電價承受能力處于可接受范圍。

4 市場競爭力分析

考慮梯級電站的徑流補償調(diào)節(jié)關(guān)系進行梯級電站徑流補償調(diào)節(jié)計算，確定各電站上網(wǎng)發(fā)電量指標。采用多年年平均發(fā)電量作為確定梯級水電上網(wǎng)電價的發(fā)電量指標。通過理論計算確定各電站有效上網(wǎng)電量時，考慮廠用電及實際發(fā)生的棄水電量，對理論計算的水電站多年平均發(fā)電量進行修正。同時，采用以受端電網(wǎng)邊際成本電價為基礎(chǔ)倒推的方法，確定基于市場的梯級水電統(tǒng)一上網(wǎng)電價。計算公式如下：

(5)

E=E多年平均×(1-γ)

(6)

P倒推=(P受段-P輸電)×(1-β)

(7)

(8)

式中：E為各電站有效年均上網(wǎng)電量；E多年平均為多年年平均發(fā)電量；i為電站編號；n為電站數(shù)；γ為廠用電率；P倒推為各電站倒推上網(wǎng)電價；P受端為電站對應的受端電網(wǎng)邊際成本電價；P輸電為邊際輸電電價；β為線損率；P梯級為流域梯級整體電價；Pi為各電站倒推的上網(wǎng)電價；Ei為電站上網(wǎng)電量；i為電站編號；n為電站數(shù)。

針對同時期投產(chǎn)的梯級水電站，其上網(wǎng)電價研究方法采用多年年平均發(fā)電量作為確定梯級水電上網(wǎng)電價的發(fā)電量指標。根據(jù)金沙江上游各梯級上網(wǎng)電價及受電區(qū)電網(wǎng)邊際電源綜合電價，對金沙江上游各梯級電力市場競爭力進行分析，對比成果見表6。

由表6可見：金沙江上游梯級電站送電至受電區(qū)電網(wǎng)的到網(wǎng)電價為0.540 8～0.970 2元/(kW·h)，梯級平均到網(wǎng)電價為0.727 9元/(kW·h)，與受電區(qū)電網(wǎng)2016—2025年增量電源平均上網(wǎng)電價0.532 4元/(kW·h)相比，各梯級電站本身及平均到網(wǎng)電價均高于增量電源平均上網(wǎng)電價；與邊際電源上網(wǎng)電價0.788 0元/(kW·h)相比，除崗托、昌波梯級到網(wǎng)電價高于邊際電源上網(wǎng)電價外，其他梯級以及全梯級平均到網(wǎng)電價均低于邊際電源上網(wǎng)電價?？梢妼τ诮鹕辰嫌嗡娬鞠鄬τ谑茈妳^(qū)增量電源平均上網(wǎng)電價而言，電力市場競爭力差，但相對邊際電源上網(wǎng)電價水平具備一定的電力市場競爭力。

表6 各梯級相對受電區(qū)邊際電源上網(wǎng)電價對比 元/(kW·h)

注：金沙江上游梯級電站電價含輸變電電價0.133 6元/(kW·h)，已含稅。

5 結(jié)束語

本文根據(jù)西部地區(qū)水電資源豐富但開發(fā)量較低的實際特點，結(jié)合金沙江上游7座水電站實例，分析研究該地區(qū)水電開發(fā)的經(jīng)濟性成效。對金沙江上游水電站進行開發(fā)，可節(jié)省國家援藏投資和對新能源的補貼，且各梯級電站基本滿足國民經(jīng)濟評價要求。受電區(qū)目前上網(wǎng)電價低于邊際電源上網(wǎng)電價和增量電源平均上網(wǎng)電價，可認為受電區(qū)承受能力處于可接受范圍。根據(jù)到網(wǎng)電價與邊際電源上網(wǎng)電價、增量電源平均上網(wǎng)電價對比，可知梯級電站相對于受電區(qū)邊際電源上網(wǎng)電價仍具有一定的市場競爭力。

對西部地區(qū)進行水電開發(fā)，無論是對當?shù)亟?jīng)濟水平發(fā)展，還是對受電區(qū)供電水平提高均能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟性效果。此外，我國水電建設(shè)期和運行期的基本財稅政策、國家及地方現(xiàn)行有關(guān)優(yōu)惠政策均有利于西藏地區(qū)的水電開發(fā)。

參考文獻：

[1] 曹廣晶,趙鑫鈺.水電是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要能源[J].中國能源,2007,29(6):18-20.

[2] 劉昌宇.我國水電能源開發(fā)利用淺析[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2017(11):216.

[3] 陸佑楣．中國水電開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展[C ]//聯(lián)合國水電與可持續(xù)發(fā)展論壇會議論文集．北京：[出版者不詳]，2004.

[4] 崔磊.長江水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護[J].水力發(fā)電,2017,43(7):10-12.

[5] 王?；?葉亞平,晁麗君,等.江蘇省流域水生態(tài)功能分區(qū)[J].重慶理工大學學報(自然科學),2015,29(5):130-136.

[6] 嚴秉忠.中國水電發(fā)展規(guī)劃目標及保障措施[J].西北水電,2013(2):1-3,23.

[7] IBRAHIM Y.Hydropower in Turkey for a clean and sustainable energy future[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2008,12(6):1622-1640.204-214.

[8] 王文銘,艾尉.低碳經(jīng)濟背景下我國水電發(fā)展前景分析及建議[J].中國水利,2010(14):25-26.

[9] 王奎,林孝松.基于GIS的小流域特征信息提取[J].重慶理工大學學報(自然科學),2015,29(9):105-110.

[10] 汪國懋.基于層次分析法的水利PPP項目風險評價[J].重慶理工大學學報(自然科學),2016,30(9):156-160.

[11] 趙衛(wèi),沈渭壽,李海東.西藏地區(qū)水電開發(fā)的低碳效益評價[J].自然資源學報,2016,31(8):1388-1398.

[12] 黃勇.西南山地河流梯級水電開發(fā)的生態(tài)影響研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學,2016.

[13] 李明,傅斌,王玉寬,等.岷江上游水電開發(fā)特點及其空間格局分析[J].長江流域資源與環(huán)境,2015,24(1):74-80.