周建平，杜效鵠，周興波

（1.中國(guó)電力建設(shè)股份有限公司，北京市 100048；2.水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京市 100120）

0 引言

全球氣候變化日漸成為人類(lèi)無(wú)法回避的最為突出的非傳統(tǒng)安全威脅。中國(guó)作為世界人口最多和能源消費(fèi)大國(guó)，二氧化碳減排成效對(duì)實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)——“將全球平均氣溫升幅控制在工業(yè)化前水平以上低于2℃之內(nèi)，并努力將氣溫升幅限制在工業(yè)化前水平以上1.5℃之內(nèi)”有著重要的影響。應(yīng)對(duì)氣候變化不僅是中國(guó)實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化面臨的挑戰(zhàn)，也為中國(guó)能源轉(zhuǎn)型、綠色發(fā)展提供了機(jī)遇。為此，習(xí)近平總書(shū)記明確向世界承諾，中國(guó)將采取更加有力的政策和措施，力爭(zhēng)于2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”[1]。

2019年中國(guó)報(bào)告的二氧化碳排放總量為102.75億t，其中，能源利用碳排放量為89.25億t。目前，中國(guó)電力生產(chǎn)仍然是以煤電為主，電力行業(yè)碳排放占全國(guó)碳排放總量的40%，煤電的壓減和減排成效事關(guān)中國(guó)“碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。未來(lái)要構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效的能源體系，控制化石能源消費(fèi)總量，著力提高利用效能，實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。水電（包括常規(guī)水電和抽水蓄能，下同）具有啟停速度快、工況轉(zhuǎn)換靈活、調(diào)節(jié)范圍大、高效儲(chǔ)能、近零排放等特點(diǎn)，能夠發(fā)揮削峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、事故備用和水、風(fēng)、光互補(bǔ)等方面不可替代的作用，必將成為新型電力系統(tǒng)不可或缺的基礎(chǔ)支柱。

習(xí)近平總書(shū)記多次強(qiáng)調(diào)三峽、烏東德、白鶴灘等大型水電站是國(guó)家重大工程、國(guó)之重器。《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》明確提出[2]：“……加快西南水電基地建設(shè)，建設(shè)一批多能互補(bǔ)的清潔能源基地，非化石能源占能源消費(fèi)總量比重提高到20%左右。面向服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略，實(shí)施川藏鐵路、國(guó)家水網(wǎng)、雅魯藏布江下游水電開(kāi)發(fā)等重大工程”。站在新的歷史起點(diǎn)，開(kāi)啟新的偉大征程，推進(jìn)現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)建設(shè)的關(guān)鍵時(shí)期，必須統(tǒng)籌好發(fā)展與安全的關(guān)系，為國(guó)家防洪安全、供水安全、糧食安全、能源安全和生態(tài)安全提供更加有力的保障。水電工程作為防災(zāi)保安最重要的基礎(chǔ)設(shè)施，水電開(kāi)發(fā)也要適應(yīng)新時(shí)期國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的新要求：在保障國(guó)家能源供給安全的基礎(chǔ)上，不僅要牢固樹(shù)立和貫徹落實(shí)“綠水青山就是金山銀山”和“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”理念，而且更需要堅(jiān)持質(zhì)量安全第一，綜合利用，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、安全、高效發(fā)展。

為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和服務(wù)能源安全新戰(zhàn)略，客觀上要求加快流域梯級(jí)開(kāi)發(fā)和常規(guī)水電站的建設(shè)，深層次挖掘在運(yùn)水庫(kù)水電站的潛力，大力發(fā)展抽水蓄能；立足新發(fā)展階段，水電開(kāi)發(fā)又面臨新的形勢(shì)，提出的新要求其實(shí)質(zhì)是要求水電在滿(mǎn)足各類(lèi)約束條件的基礎(chǔ)上走高質(zhì)量發(fā)展之路。因此，新時(shí)期水電開(kāi)發(fā)必須貫徹新發(fā)展理念，擔(dān)負(fù)新的使命任務(wù)，構(gòu)建新的發(fā)展格局。

1 新形勢(shì)水電開(kāi)發(fā)新理念

中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代，社會(huì)主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和不平衡不充分發(fā)展之間的矛盾。對(duì)于水電開(kāi)發(fā)，已經(jīng)不能僅滿(mǎn)足發(fā)電、防洪、灌溉的基本需求，而是要求大壩更加安全，水庫(kù)更好地服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民美好生活需要，河流更加美麗而富有生機(jī)。因此，水電開(kāi)發(fā)要在安全第一的前提下，完整、準(zhǔn)確和全面貫徹落實(shí)“五大”發(fā)展理念，將水電開(kāi)發(fā)作為國(guó)家骨干水網(wǎng)建設(shè)，保障水資源安全；推動(dòng)能源清潔低碳發(fā)展，保障電力供應(yīng)；促進(jìn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提升民生福祉的重要戰(zhàn)略舉措。

1.1 堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先綠色發(fā)展

生態(tài)優(yōu)先，綠色發(fā)展，是新時(shí)期水電開(kāi)發(fā)建設(shè)的基本條件。新時(shí)期水電生態(tài)友好實(shí)踐取得長(zhǎng)足發(fā)展。針對(duì)高壩大庫(kù)水庫(kù)水溫分層現(xiàn)象，錦屏一級(jí)、灘坑、光照、糯扎渡、溪洛渡、白鶴灘等大型水電工程在可行性研究階段就考慮了分層取水設(shè)計(jì)[3-6]，目前已投入運(yùn)行。通過(guò)多年的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，分層取水設(shè)施有效改善了春、夏季的下泄水溫狀況。魚(yú)道、升魚(yú)機(jī)、集運(yùn)魚(yú)系統(tǒng)、魚(yú)類(lèi)增殖站等魚(yú)類(lèi)友好型設(shè)施在新建水電工程中廣泛采用。雅礱江公司建成投運(yùn)了亞洲最大的“錦官”魚(yú)類(lèi)增殖放流站。

2020年6月29日，習(xí)近平總書(shū)記對(duì)烏東德水電站首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電做出重要指示，他強(qiáng)調(diào)：“要堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展，科學(xué)有序推進(jìn)金沙江水能資源開(kāi)發(fā)，推動(dòng)金沙江流域在保護(hù)中發(fā)展、在發(fā)展中保護(hù)，更好造福人民”。近年來(lái)，水電開(kāi)發(fā)理念已經(jīng)由“生態(tài)讓位開(kāi)發(fā)”徹底轉(zhuǎn)變?yōu)椤吧鷳B(tài)優(yōu)化開(kāi)發(fā)”，堅(jiān)持“在保護(hù)中開(kāi)發(fā)，在開(kāi)發(fā)中保護(hù)”，管理上做到規(guī)劃環(huán)評(píng)先行，建設(shè)上做到生態(tài)措施優(yōu)先，運(yùn)營(yíng)上做到生態(tài)調(diào)度。實(shí)踐表明，雅礱江、瀾滄江、金沙江和大渡河等流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)效果明顯[7-9]。

1.2 堅(jiān)持系統(tǒng)觀念協(xié)調(diào)發(fā)展

堅(jiān)持系統(tǒng)觀念是新時(shí)期水電開(kāi)發(fā)建設(shè)必須掌握的基本思維方法。2020年，中央關(guān)于國(guó)家“十四五”規(guī)劃綱要建議中，首次把“堅(jiān)持系統(tǒng)觀念”作為必須遵循的原則提出來(lái)，強(qiáng)調(diào)國(guó)家“十四五”規(guī)劃要前瞻性思考、全局性謀劃、戰(zhàn)略性布局、整體性推進(jìn)。

水電開(kāi)發(fā)建設(shè)涉及江河水系、水文氣象、地質(zhì)條件、生態(tài)環(huán)境、國(guó)土空間規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等方方面面，需要深刻認(rèn)識(shí)江河水資源和水能資源、水庫(kù)大壩建設(shè)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等要素之間的關(guān)系，盡量了解所有要素之間的相互作用，看清楚系統(tǒng)的邊界，兼顧平衡工程、生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等各類(lèi)要素，遵循自然規(guī)律，服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，系統(tǒng)而全面地做好水電開(kāi)發(fā)建設(shè)規(guī)劃，從全局性、協(xié)同性、長(zhǎng)遠(yuǎn)性的角度找出維系河流開(kāi)發(fā)利用和綜合防災(zāi)減災(zāi)的合理路徑。

1.3 堅(jiān)持科技引領(lǐng)創(chuàng)新發(fā)展

科技創(chuàng)新是推動(dòng)我國(guó)水電工程建設(shè)運(yùn)營(yíng)技術(shù)引領(lǐng)世界的重要支撐。我國(guó)西部河流地勢(shì)陡峭險(xiǎn)峻，地質(zhì)條件復(fù)雜，水電工程開(kāi)發(fā)建設(shè)中壩基、高邊坡及地下洞室群巖體變形穩(wěn)定，工程抗震設(shè)防，極端天氣應(yīng)對(duì)等問(wèn)題非常突出，尤其金沙江上游、瀾滄江上游、雅魯藏布江等高地溫、高地應(yīng)力、高海波、寒冷區(qū)水電建設(shè)條件極為艱苦，筑壩材料抗凍要求高，施工條件差、效率低，質(zhì)量控制難度大。因此，堅(jiān)持科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)引領(lǐng)發(fā)展，加強(qiáng)新材料、新技術(shù)、新工藝、新裝備的研發(fā)應(yīng)用，確保水電創(chuàng)新發(fā)展勇闖“無(wú)人區(qū)”。如已部分投產(chǎn)運(yùn)行的白鶴灘水電站，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，攻克世界最大規(guī)模地下洞室群開(kāi)挖支護(hù)與圍巖穩(wěn)定控制難題，研發(fā)制造百萬(wàn)機(jī)組并精準(zhǔn)安裝投運(yùn)，助力白鶴灘水電站成為引領(lǐng)世界水電技術(shù)創(chuàng)新的典范。

1.4 堅(jiān)持人民至上共享發(fā)展

人民至上，生命至上，建設(shè)美麗中國(guó)是新時(shí)期水電開(kāi)發(fā)建設(shè)的最高目標(biāo)。正是因?yàn)樾轮袊?guó)成立后大力發(fā)展水電，在大江大河上修建了一大批調(diào)控能力強(qiáng)的高壩大庫(kù)，黃河實(shí)現(xiàn)了歷史從未有過(guò)的歲歲安瀾，“黃河寧，天下平”已經(jīng)從夢(mèng)想變成了現(xiàn)實(shí)；長(zhǎng)江發(fā)生數(shù)次歷史性大洪水，都未造成全局災(zāi)難性損失。2020年7月，我國(guó)“自己設(shè)計(jì)、自制設(shè)備、自行施工”的新安江水電站建成運(yùn)營(yíng)61年以來(lái)，首次開(kāi)啟9孔泄洪，容錯(cuò)削峰，極大程度緩解了浙江、安徽等地的防洪壓力，將災(zāi)害損失降至最低。

2018年金沙江上游白格堰塞湖潰決洪水演進(jìn)至下游在運(yùn)梨園電站水庫(kù)的入庫(kù)洪峰流量為7190m3/s，通過(guò)梨園水庫(kù)調(diào)蓄削峰，出庫(kù)洪峰流量為4500m3/s，成功攔截并錯(cuò)峰削減白格堰塞湖潰決洪水，體現(xiàn)了高壩大庫(kù)防災(zāi)減災(zāi)作用，實(shí)現(xiàn)了下游沿岸群眾“零傷亡”的目標(biāo)[10-12]。水電開(kāi)發(fā)，筑壩建庫(kù)，通過(guò)科學(xué)調(diào)度運(yùn)行，容錯(cuò)削峰，提升流域防洪體系和防洪能力，確保江河安瀾，保證人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)共享發(fā)展。

新時(shí)期，要以人民為中心，從保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和公共安全角度看待水電工程安全。我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)越發(fā)展，綜合國(guó)力越強(qiáng)大，科技創(chuàng)新、建設(shè)管理越是要重視安全問(wèn)題，使我國(guó)高壩大庫(kù)成為國(guó)家放心的工程，真正造福于人民的工程。

1.5 堅(jiān)持對(duì)外合作開(kāi)放發(fā)展

對(duì)外開(kāi)放，互鑒共贏，以國(guó)際水電開(kāi)發(fā)建設(shè)，推動(dòng)構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體。在復(fù)雜多變的國(guó)際形勢(shì)下，以雅魯藏布江、國(guó)家水網(wǎng)等國(guó)家重大戰(zhàn)略為依托，以非洲、東南亞等區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)，加快形成國(guó)內(nèi)大循環(huán)為主體，國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)相互促進(jìn)的水電國(guó)際合作新格局。中國(guó)水電企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)，要共同打造“走出去”航母，形成規(guī)劃設(shè)計(jì)、科學(xué)研究、建設(shè)施工、裝備制造、運(yùn)營(yíng)管理等水電工程全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)能力，以開(kāi)放包容、互利合作、共同發(fā)展的理念打造“中國(guó)水電”國(guó)際品牌[13]。

2 新時(shí)期水電開(kāi)發(fā)新任務(wù)

立足新發(fā)展階段，在“碳達(dá)峰”“碳中和”背景下，水電開(kāi)發(fā)建設(shè)擔(dān)負(fù)建設(shè)生態(tài)文明和美麗中國(guó)、增強(qiáng)國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)能力、保障能源安全和供水安全的新的使命任務(wù)，必須構(gòu)建新的水電發(fā)展格局，統(tǒng)籌水、風(fēng)、光一體化多能互補(bǔ)清潔能源基地、流域梯級(jí)常規(guī)水電重點(diǎn)工程、抽水蓄能電站與“儲(chǔ)能工廠(chǎng)”的協(xié)同建設(shè)，推動(dòng)新時(shí)期清潔電力高質(zhì)量發(fā)展，更好地服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，滿(mǎn)足人民群眾對(duì)美好生活的追求。

2.1 “雙碳”目標(biāo)下水電開(kāi)發(fā)新格局

在“碳達(dá)峰” “碳中和”目標(biāo)下，考慮我國(guó)水電、風(fēng)電、光伏資源稟賦、電力特性和技術(shù)特點(diǎn)，加快流域梯級(jí)水電開(kāi)發(fā)，帶動(dòng)水、風(fēng)、光清潔能源基地建設(shè)，促進(jìn)新能源的高比例消納，在電力行業(yè)加快實(shí)現(xiàn)化石能源替代，完成國(guó)家新型能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

根據(jù)水能、風(fēng)能和太陽(yáng)能資源調(diào)查及評(píng)估成果，全國(guó)水電技術(shù)可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量6.87億kW，多年平均年發(fā)電量3萬(wàn)億kW·h，其分布如圖1所示[14]。全國(guó)80m高度風(fēng)能資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)量超100億kW。全國(guó)各地太陽(yáng)年輻射總量為3340～8400MJ/m2，年平均1486.5kW·h/m2。新疆、青海、內(nèi)蒙古三地的技術(shù)可開(kāi)發(fā)量超過(guò)150億kW。由此可見(jiàn)，我國(guó)水能資源有限，而風(fēng)、光資源無(wú)限。

圖1 中國(guó)水電技術(shù)可開(kāi)發(fā)量及分布[14]Figure 1 The technology developable capacity and distribution of hydropower resource in China

截至2021年3月底，全國(guó)水電裝機(jī)容量3.71億kW，風(fēng)電裝機(jī)容量2.87億kW，光伏發(fā)電裝機(jī)容量2.59億kW。歷經(jīng)70多年建設(shè)，我國(guó)水能資源開(kāi)發(fā)利用程度仍然不足50%，相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家還是偏低。根據(jù)水電發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃，到2030年水電裝機(jī)容量約5.2億kW，水電開(kāi)發(fā)程度約60%；到2050年，水電裝機(jī)容量約6.3億kW，水電開(kāi)發(fā)程度超過(guò)70%，基本達(dá)到西方發(fā)達(dá)國(guó)家的開(kāi)發(fā)利用水平[14-15]。

由于規(guī)劃建設(shè)的時(shí)代局限性，我國(guó)部分已建水電站在建設(shè)之初是單純追求發(fā)電利用小時(shí)數(shù)確定裝機(jī)規(guī)模。新時(shí)期水電開(kāi)發(fā)的功能發(fā)生了變化，需要從電量到容量的轉(zhuǎn)變，可以更好地促進(jìn)新能源的高比例消納。因此，需要啟動(dòng)已建電站的擴(kuò)機(jī)資源普查，必要時(shí)增加壩高加大庫(kù)容；同時(shí)，也要盡快出臺(tái)容量電價(jià)的政策，鼓勵(lì)流域公司開(kāi)展擴(kuò)機(jī)建設(shè)。初步估算，全國(guó)已建電站經(jīng)擴(kuò)機(jī)改造后，至少可增加容量1億kW以上。

我國(guó)水能資源主要分布于四川、云南、貴州、廣西、重慶、西藏等西南地區(qū)省份，約占全國(guó)技術(shù)可開(kāi)發(fā)總量的70%，與我國(guó)用電負(fù)荷集中的珠三角、長(zhǎng)三角、京津冀等中東部沿海地區(qū)呈逆向空間分布，因此，與西南水電開(kāi)發(fā)配套的遠(yuǎn)距離西電東送線(xiàn)路，現(xiàn)已基本完成西南、華中、華東、華北、華南等跨區(qū)域輸配電通道建設(shè)。而我國(guó)風(fēng)能資源利用很少，光伏資源利用程度更低，為此，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，應(yīng)構(gòu)建以中西部大中型水電作為骨干電源點(diǎn)，配套大規(guī)模的風(fēng)電、光伏一體化多能互補(bǔ)清潔能源基地新格局，成為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的現(xiàn)實(shí)可行的路徑。

2.2 水、風(fēng)、光多能互補(bǔ)清潔能源基地

我國(guó)水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能資源豐富，從氣候類(lèi)型上看，東部屬季風(fēng)氣候，西北部屬溫帶大陸性氣候，青藏高原屬高寒氣候，水能資源豐富的西南地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候、高原山地氣候。顯著的季風(fēng)氣候?qū)е孪募居晁?、風(fēng)小光差，冬季雨水少、風(fēng)大光好，因而水能資源與風(fēng)光資源可實(shí)現(xiàn)日、季、年間互補(bǔ)。同時(shí)，水電具備啟?？臁⑦\(yùn)行靈活、出力穩(wěn)定等特點(diǎn)，風(fēng)、光電具有間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性等特點(diǎn)，故而水電與風(fēng)、光電可實(shí)現(xiàn)電力供給上的互補(bǔ)。圖2顯示了雅礱江流域典型年各月水、風(fēng)、光電力保證出力特征曲線(xiàn)，從中可以看出水電與風(fēng)、光電保證出力具有顯著的互補(bǔ)性。

圖2（a）中單位保證出力表示典型年各月水、風(fēng)、光的保證出力能力，如裝機(jī)容量各1萬(wàn)kW的水電、風(fēng)電和光伏發(fā)電，在8月的保證出力分別為6800kW、900kW、1000kW；圖2（b）表示風(fēng)光裝機(jī)與水電裝機(jī)的配比分別為0.2、1.0、1.8、3.0時(shí)的各月保證出力過(guò)程，如風(fēng)光裝機(jī)與水電裝機(jī)配比為3.0，即水電裝機(jī)容量1470萬(wàn)kW，則風(fēng)光裝機(jī)容量為4410萬(wàn)kW，其中，風(fēng)電1470萬(wàn)kW，光伏發(fā)電2940萬(wàn)kW，合計(jì)6664萬(wàn)kW。

圖2 雅礱江清潔能源基地典型年水風(fēng)光出力曲線(xiàn)Figure 2 Hydro-Wind-Photovoltaic output curve of Yalong river basin

以雅礱江、瀾滄江、金沙江、大渡河、黃河等流域水電基地為支撐，建設(shè)水、風(fēng)、光一體化多能互補(bǔ)清潔能源基地，可為我國(guó)能源清潔轉(zhuǎn)型按下“快進(jìn)鍵”。雅礱江流域作為我國(guó)第三大水電基地，干流共規(guī)劃22級(jí)水電站，總裝機(jī)容量約3000萬(wàn)kW，流域內(nèi)規(guī)劃風(fēng)、光新能源約4000萬(wàn)kW，抽水蓄能約1000萬(wàn)kW，雅礱江水風(fēng)光多能互補(bǔ)基地總裝機(jī)規(guī)模將超過(guò)8000萬(wàn)kW。全流域水、風(fēng)、光一體化多能互補(bǔ)廠(chǎng)址分布示意圖見(jiàn)圖3。

圖3 雅礱江流域水、風(fēng)、光一體化多能互補(bǔ)廠(chǎng)址分布示意圖Figure 3 Diagram of the distribution of multi-energy complementary plant sites in the Yalong River Basin

若雅礱江水、風(fēng)、光清潔能源基地建成，水電裝機(jī)容量約4500萬(wàn)kW（含擴(kuò)機(jī)改造），利用小時(shí)數(shù)以3300h計(jì)，年發(fā)電量約1500億kW·h；插接風(fēng)電裝機(jī)容量3000萬(wàn)kW，按年利用小時(shí)數(shù)2300h計(jì)，則年發(fā)電量700億kW·h；再插接光伏發(fā)電裝機(jī)容量6000萬(wàn)kW，按年利用小時(shí)1700h計(jì)，則年發(fā)電量1000億kW·h。雅礱江清潔能源基地裝機(jī)容量相當(dāng)于3個(gè)雅礱江水電基地，年發(fā)電量相當(dāng)于再造1條雅礱江流域。以上分析可見(jiàn)，雅礱江風(fēng)、光、水多能互補(bǔ)開(kāi)發(fā)潛力大。利用雅礱江水電基地的調(diào)節(jié)水庫(kù)、外送通道、兩岸坡地資源等，根據(jù)電力市場(chǎng)需要，短平快建設(shè)風(fēng)電和光電，接插到水電基地，打捆外送，完全能夠降低建設(shè)成本、提高外送電力質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)集約化、規(guī)模化和市場(chǎng)化的可持續(xù)發(fā)展。

同樣，金沙江、瀾滄江、大渡河、黃河、烏江、雅魯藏布江等國(guó)家水電基地，均配套風(fēng)光儲(chǔ)一體化建設(shè)多能互補(bǔ)基地。

2.3 流域梯級(jí)常規(guī)水電重點(diǎn)工程

未來(lái)中國(guó)水電開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)地區(qū)在四川、云南和西藏，要大力推進(jìn)金沙江上游、雅礱江上游、大渡河干流、雅魯藏布江下游等基地的常規(guī)水電工程建設(shè)，規(guī)劃開(kāi)發(fā)的龍頭水庫(kù)或控制梯級(jí)工程如表1所示?！笆奈濉逼陂g，擬開(kāi)工建設(shè)的常規(guī)水電工程包括金沙江流域的巴塘、崗?fù)?、波羅、昌波、旭龍、奔子欄、龍盤(pán)、兩家人，雅礱江流域的卡拉、孟底溝、牙根二級(jí)、楞古，大渡河流域的丹巴、安寧、巴底、枕頭壩二級(jí)、沙坪一級(jí)、老鷹巖一級(jí)、老鷹巖二級(jí)，黃河流域的茨哈峽、寧木特，瀾滄江流域的如美、邦多、古水、古學(xué)，以及雅魯藏布江下游的重點(diǎn)工程；擬投產(chǎn)發(fā)電的常規(guī)水電工程包括金沙江流域的烏東德、白鶴灘、蘇洼龍、葉巴灘、巴塘，雅礱江流域的楊房溝、兩河口，大渡河流域的金川、雙江口、硬梁包，黃河流域的瑪爾擋、羊曲，以及瀾滄江流域的托巴。

表1 規(guī)劃開(kāi)發(fā)的龍頭水庫(kù)或控制梯級(jí)工程Table 1 Leading reservoirs or controlling reservoirs project plan

隨著常規(guī)水電工程向各流域上游開(kāi)發(fā)，各工程廠(chǎng)址海拔高、難度大、問(wèn)題多，未來(lái)水電開(kāi)發(fā)建設(shè)需要攻克的技術(shù)難度任務(wù)主要包括深厚覆蓋層高壩地基處理關(guān)鍵技術(shù)、高海拔高水頭泄洪消能關(guān)鍵技術(shù)、大型地下洞室群圍巖穩(wěn)定關(guān)鍵技術(shù)、高參數(shù)水能發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)、復(fù)雜條件高陡邊坡穩(wěn)定關(guān)鍵技術(shù)、強(qiáng)震區(qū)高壩工程防震抗震關(guān)鍵技術(shù)、高原環(huán)境高效智能建造關(guān)鍵技術(shù)、高原環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害防治關(guān)鍵技術(shù)、河流生態(tài)環(huán)境保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)、空天地一體化安全監(jiān)測(cè)預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)等。

2.4 抽水蓄能電站與儲(chǔ)能工廠(chǎng)

為解決電力系統(tǒng)削峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、事故備用和黑啟動(dòng)問(wèn)題，保障其安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，新型電力系統(tǒng)中抽水蓄能電站將發(fā)揮舉足輕重的作用。根據(jù)《中國(guó)可再生能源發(fā)展報(bào)告2020》[14]，中國(guó)已批復(fù)的抽水蓄能規(guī)劃裝機(jī)容量1.3億kW，其中，已建裝機(jī)容量3149萬(wàn)kW，在建裝機(jī)容量5363萬(wàn)kW，具體規(guī)模區(qū)域分布如圖4所示。中國(guó)抽水蓄能的資源量超過(guò)5億kW，未來(lái)需要加大抽水蓄能的規(guī)劃選點(diǎn)工作，大力推進(jìn)抽水蓄能電站的建設(shè)。

圖4 中國(guó)抽水蓄能電站已批復(fù)站點(diǎn)規(guī)模及分布[14]Figure 4 The distribution map of approved pumped storage power station capacity in China

此外，針對(duì)流域梯級(jí)水電站群，利用新能源剩余電能，采用大型儲(chǔ)能泵站從下一梯級(jí)水庫(kù)抽水至上一梯級(jí)水庫(kù)，將剩余電能以水的勢(shì)能儲(chǔ)存，在其他需要的時(shí)段通過(guò)水電站原有機(jī)組發(fā)電，以?xún)?chǔ)能水量梯級(jí)循環(huán)利用的模式，實(shí)現(xiàn)剩余電能的時(shí)移，同時(shí)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步充分重復(fù)利用水資源及其水庫(kù)有效庫(kù)容，形成梯級(jí)大型儲(chǔ)能泵站，即儲(chǔ)能工廠(chǎng)。一般而言，儲(chǔ)能工廠(chǎng)為了滿(mǎn)足電力系統(tǒng)的需要，需要常規(guī)水電站承擔(dān)抽水水量的下泄發(fā)電任務(wù)，故其由梯級(jí)儲(chǔ)能抽水泵站和梯級(jí)常規(guī)水電站組成。目前，黃河上游河段根據(jù)各泵站地形地質(zhì)、水工樞紐布置條件、庫(kù)容條件、揚(yáng)程段，結(jié)合大泵制造技術(shù)，初步規(guī)劃了儲(chǔ)能工廠(chǎng)裝機(jī)容量約3288MW，涵蓋羊曲—龍羊峽、龍羊峽—拉西瓦、拉西瓦—尼那等9個(gè)梯級(jí)泵站，這些泵站工程可根據(jù)風(fēng)、光資源開(kāi)發(fā)形勢(shì)和清潔能源基地發(fā)展需要，適時(shí)開(kāi)工建設(shè)。

3 結(jié)論

為了實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和服務(wù)能源安全新戰(zhàn)略，新時(shí)期應(yīng)加快流域梯級(jí)常規(guī)水電，尤其是龍頭水庫(kù)的開(kāi)發(fā)，深層次挖掘在運(yùn)水電的潛力，大力發(fā)展抽水蓄能；新時(shí)期水電開(kāi)發(fā)又面臨新形勢(shì)、新要求和新的挑戰(zhàn)，要在保護(hù)生態(tài)的前提和滿(mǎn)足各類(lèi)約束條件的情況下實(shí)現(xiàn)水電快速高質(zhì)量發(fā)展。因此，立足新階段，水電開(kāi)發(fā)必須全面準(zhǔn)確貫徹新發(fā)展理念，在擔(dān)負(fù)新的使命，構(gòu)建新的發(fā)展格局中發(fā)揮積極作用。

在發(fā)展理念上，新時(shí)期水電開(kāi)發(fā)更需要貫徹落實(shí)安全為剛性約束的五大發(fā)展理念：堅(jiān)決貫徹生態(tài)優(yōu)先綠色發(fā)展、系統(tǒng)觀念協(xié)調(diào)發(fā)展、科技引領(lǐng)創(chuàng)新發(fā)展、人民至上共享發(fā)展、對(duì)外合作開(kāi)放發(fā)展的新理念。

在發(fā)展任務(wù)上，新時(shí)期水電開(kāi)發(fā)要擔(dān)負(fù)起保障新型電力系統(tǒng)安全的使命。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，必須開(kāi)創(chuàng)以水電為重要支撐的新發(fā)展格局：加快西南水電基地和重點(diǎn)水電工程建設(shè)，全力推進(jìn)雅魯藏布江下游水電建設(shè)進(jìn)程，加快已建電站的擴(kuò)機(jī)改造，統(tǒng)籌水、風(fēng)、光一體化多能互補(bǔ)清潔能源基地、流域梯級(jí)常規(guī)水電重點(diǎn)工程、抽水蓄能電站與“儲(chǔ)能工廠(chǎng)”的協(xié)同建設(shè)，推動(dòng)清潔電力高質(zhì)量發(fā)展，更好地服務(wù)于美麗中國(guó)建設(shè)。