韓 冬，趙增海，嚴(yán)秉忠，崔正輝，任 艷

(水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100120)

0 引 言

中國(guó)地勢(shì)西高東低，主要河流大多發(fā)源于世界屋脊的青藏高原，奔流入海，蘊(yùn)藏著得天獨(dú)厚的水能資源。建國(guó)以來(lái)，中國(guó)水電事業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，常規(guī)水電裝機(jī)容量從1949年的36萬(wàn)kW增加到2021年的35 453萬(wàn)kW[1]，增長(zhǎng)近1 000倍，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提供了重要的能源支撐。此外，常規(guī)水電在為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)電力的同時(shí)，節(jié)能效益也非常顯著。建國(guó)以來(lái)，中國(guó)水電累計(jì)發(fā)電量約20萬(wàn)億kW·h，相當(dāng)于替代60億t標(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放約156億t。自2004年起，中國(guó)水電裝機(jī)容量超過(guò)美國(guó)，水電裝機(jī)容量規(guī)模居世界第一，筑壩水平名列世界前茅，大型機(jī)組位居世界首位，水電裝備國(guó)際領(lǐng)先，江河治理成效顯著，綜合效益普惠民生，調(diào)度水平大幅提升，產(chǎn)業(yè)能力達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

隨著國(guó)際社會(huì)對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境、應(yīng)對(duì)氣候變化等問(wèn)題日益重視，能源綠色低碳發(fā)展已成為世界各國(guó)普遍共識(shí)。2020年，黨中央、國(guó)務(wù)院作出“2030年前碳達(dá)峰，2060年前碳中和”的重大戰(zhàn)略決策，并進(jìn)一步提出“2030年非化石能源消費(fèi)占比達(dá)25%左右”等一系列新發(fā)展目標(biāo)[2-3]，對(duì)水電發(fā)展提出了更高的要求。

水電是技術(shù)成熟、運(yùn)行靈活的清潔低碳可再生能源，是構(gòu)建“清潔低碳、安全高效”現(xiàn)代能源體系的基石，是推動(dòng)能源綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要抓手[4]。水電開(kāi)發(fā)在直接提供大量零碳、清潔電力的同時(shí)，可以發(fā)揮重要的容量支撐效益、提升電力系統(tǒng)靈活性，促進(jìn)新能源大規(guī)模發(fā)展和高比例消納。此外，還可發(fā)揮經(jīng)濟(jì)拉動(dòng)、基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化升級(jí)、改善民生等效益，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

2021年是中國(guó)共產(chǎn)黨成立100周年，是開(kāi)啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家新征程的第一年，也是做好“碳達(dá)峰、碳中和”工作、建設(shè)現(xiàn)代能源治理體系的關(guān)鍵之年。隨著烏東德、白鶴灘、兩河口等大型水電工程陸續(xù)投產(chǎn)，以及孟底溝、羊曲水電站核準(zhǔn)開(kāi)工，中國(guó)水電在實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”發(fā)展目標(biāo)的道路上又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

1 資源情況

1.1 技術(shù)可開(kāi)發(fā)量

我國(guó)水能資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)量居世界首位。根據(jù)2003年全國(guó)水力資源復(fù)查成果[5]，水能資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量5.42億kW，年發(fā)電量2.47萬(wàn)億kW·h。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合雅魯藏布江下游水電資源考察和四川省、云南省復(fù)核新增的水電技術(shù)可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量，以及2009年水利部公布的農(nóng)村水能資源調(diào)查評(píng)價(jià)成果，2016年11月份發(fā)布的《水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》[6]中，提出中國(guó)100 kW以上水電站技術(shù)可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量約6.6億kW。根據(jù)國(guó)家能源局最新批復(fù)的四川、西藏水力資源復(fù)查成果，復(fù)核我國(guó)水力資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)量為6.87億kW，年發(fā)電量約3萬(wàn)億kW·h[7]。

中國(guó)水力資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)量分布情況見(jiàn)圖1，水力資源主要富集在西南地區(qū)，技術(shù)可開(kāi)發(fā)量4.76億kW，在全國(guó)比例為69.3%。

圖1 中國(guó)水力資源分布示意

1.2 重要邊界條件

僅從剩余技術(shù)可開(kāi)發(fā)量來(lái)看，常規(guī)水電還有較大發(fā)展?jié)摿?。但在?xiàng)目實(shí)際推進(jìn)過(guò)程中，還要受多方面因素交互影響，是否能夠開(kāi)發(fā)還具有一定的不確定性。經(jīng)分析，主要取決于以下6個(gè)方面的因素。

(1)開(kāi)發(fā)決策進(jìn)展。包括流域綜合規(guī)劃和水電專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃、規(guī)劃環(huán)評(píng)及電站前期工作的各個(gè)環(huán)節(jié)的審查、審批還沒(méi)有完成。

(2)工程建設(shè)條件。工程地質(zhì)條件較差和施工難度較大。

(3)生態(tài)環(huán)境保護(hù)。存在以生態(tài)紅線(xiàn)、保護(hù)區(qū)及水生生物為代表的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。

(4)移民安置難度。移民安置和征地困難較大或成本較高。

(5)開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)性。因各種因素導(dǎo)致的上網(wǎng)電價(jià)高問(wèn)題。

(6)市場(chǎng)消納空間。部分地區(qū)存在受電市場(chǎng)難以消納、或基地外送通道建設(shè)不及時(shí)等問(wèn)題。

1.3 開(kāi)發(fā)潛力評(píng)估

結(jié)合現(xiàn)有規(guī)劃成果，水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院組織各相關(guān)單位對(duì)金沙江、雅礱江、大渡河、長(zhǎng)江干流、黃河上游、南盤(pán)江-紅水河、烏江及西南國(guó)際諸河等流域，以及東北、西北地區(qū)主要河流待開(kāi)發(fā)的約200座、裝機(jī)規(guī)模超過(guò)2億kW水電站進(jìn)行重點(diǎn)研究分析，綜合考慮約束條件，提出2035年前，正在開(kāi)展前期工作、可能開(kāi)發(fā)的大型水電站共計(jì)58座，合計(jì)約1.2億kW，其中西藏地區(qū)約8 000萬(wàn)kW。

2 發(fā)展歷程

建國(guó)以來(lái)，我國(guó)裝機(jī)容量?jī)H36萬(wàn)kW，基礎(chǔ)十分薄弱。以學(xué)習(xí)引進(jìn)蘇聯(lián)、捷克等國(guó)家的先進(jìn)水電技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)艱苦奮斗，水電建設(shè)者逐步掌握了100 m級(jí)混凝土壩和土石壩、100萬(wàn)kW級(jí)電站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)。

改革開(kāi)放以后，我國(guó)水電事業(yè)得到快速發(fā)展，并逐步探索建立投資體制和建設(shè)體制改革，按照“流域、梯級(jí)、滾動(dòng)、綜合”的水電開(kāi)發(fā)八字方針，百年三峽夢(mèng)從宏偉藍(lán)圖變成偉大工程實(shí)踐，小浪底、大朝山、五強(qiáng)溪等一批大型電站開(kāi)工建設(shè)。

2000年以來(lái)，以全國(guó)水力資源復(fù)查為依據(jù)，我國(guó)全面形成了十三大水電基地的開(kāi)發(fā)藍(lán)圖。黨中央實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略，正式拉開(kāi)了西部水電集中開(kāi)發(fā)的新篇章，水電建設(shè)也全面步入流域梯級(jí)開(kāi)發(fā)的新階段，全面推進(jìn)金沙江中下游、瀾滄江中游、雅礱江、大渡河、黃河上游、南盤(pán)江紅水河、東北諸河、湘西諸河、烏江、閩浙贛諸河和黃河北干流等水電基地建設(shè)[1]。

黨的十八大以來(lái)，按照新發(fā)展理念和高質(zhì)量發(fā)展的根本要求，水電行業(yè)步入科學(xué)有序開(kāi)發(fā)大型水電、有序發(fā)展中小水電、加強(qiáng)流域管理的新階段。開(kāi)工建設(shè)兩河口、雙江口、烏東德、白鶴灘等大型調(diào)節(jié)水庫(kù)電站，有力提升流域的發(fā)電、防洪、供水和生態(tài)調(diào)度能力，有效保障流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和水環(huán)境安全。2000年～2021年常規(guī)水電裝機(jī)、發(fā)電量情況見(jiàn)圖2。

圖2 常規(guī)水電歷年裝機(jī)和發(fā)電量變化情況(2000年～2021年)

3 發(fā)展情況

3.1 總體情況

截至2021年底，中國(guó)水電裝機(jī)容量35 453萬(wàn)kW，年發(fā)電量13 011億kW·h，分別占中國(guó)各電源品種的14.9%(圖3a)和15.5%(圖3b)。

圖3 2021年中國(guó)電力裝機(jī)和發(fā)電量結(jié)構(gòu)組成

截至2021年底，中國(guó)常規(guī)水電裝機(jī)容量超過(guò)500萬(wàn)kW的省份共14個(gè)，主要在西南、華中區(qū)域。其中，四川(8 887萬(wàn)kW)、云南(7 820萬(wàn)kW)、湖北(3 644萬(wàn)kW)分別位列前三，合計(jì)裝機(jī)容量20 351萬(wàn)kW，占全國(guó)常規(guī)水電裝機(jī)規(guī)模的57.4%。已、在建常規(guī)水電區(qū)域分布情況見(jiàn)圖4。

圖4 中國(guó)已、在建常規(guī)水電區(qū)域分布情況(大陸地區(qū))

根據(jù)水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院統(tǒng)計(jì)(2021年12月)，目前中國(guó)大陸地區(qū)已建成5萬(wàn)kW以上常規(guī)水電站共計(jì)632座(含水利工程)。其中，裝機(jī)容量在100萬(wàn)kW以上電站55座，裝機(jī)容量1.64億kW；裝機(jī)容量在30萬(wàn)kW裝機(jī)以上電站139座，裝機(jī)容量2.08億kW。

3.2 水電投產(chǎn)情況

2021年，我國(guó)常規(guī)水電新增投產(chǎn)規(guī)模約1 586萬(wàn)kW，比2020年投產(chǎn)規(guī)模(1 256萬(wàn)kW)增加330萬(wàn)kW。投產(chǎn)的大型項(xiàng)目主要包括金沙江的烏東德水電站(340萬(wàn)kW/1 020萬(wàn)kW，投產(chǎn)裝機(jī)/電站總裝機(jī)，下同)，白鶴灘水電站(600萬(wàn)kW/1 600萬(wàn)kW)，金沙水電站(42萬(wàn)kW/56萬(wàn)kW)，兩河口水電站(250萬(wàn)kW/300萬(wàn)kW)，楊房溝水電站(150萬(wàn)kW/150萬(wàn)kW)，拉西瓦水電站(70萬(wàn)kW/420萬(wàn)kW)以及大古水電站(66萬(wàn)kW/66萬(wàn)kW)。

3.3 核準(zhǔn)開(kāi)工情況

2021年，核準(zhǔn)的大型水電站主要有雅礱江的孟底溝水電站和黃河上游的羊曲水電站。新增核準(zhǔn)裝機(jī)規(guī)模360萬(wàn)kW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量151億kW·h，總投資517億元。

表2 2021年中國(guó)主要流域開(kāi)發(fā)情況統(tǒng)計(jì)

3.4 主要在建工程

截至2021年底，中國(guó)在建的大型常規(guī)水電站裝機(jī)容量約為3 800萬(wàn)kW，主要分布在金沙江、大渡河、雅礱江、黃河上游以及紅水河、烏江等流域(見(jiàn)表1)。從地區(qū)分布來(lái)看，四川省1 720萬(wàn)kW，占比45.3%；云南省740萬(wàn)kW，占比19.5%。

3.5 主要流域開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

我國(guó)水電資源分布較為集中，金沙江、長(zhǎng)江、雅礱江、黃河、大渡河、紅水河、烏江和西南諸河等主要河流水電資源豐富，規(guī)劃總裝機(jī)規(guī)模3.75億kW，占全國(guó)總資源量的54.5%以上(見(jiàn)表2)。從表2中可以看到，截至2021年底，我國(guó)主要流域已建裝機(jī)規(guī)模16 305萬(wàn)kW，在建裝機(jī)規(guī)模4 092萬(wàn)kW，已、在建合計(jì)20 397萬(wàn)kW，占比約為54.4%。從流域來(lái)看，金沙江、長(zhǎng)江上游、雅礱江、黃河上游、大渡河、紅水河、烏江開(kāi)發(fā)比例均在70%以上，已經(jīng)形成較為完善的江河治理體系；未來(lái)的水電開(kāi)發(fā)潛力主要集中在西南諸河。

4 問(wèn)題和建議

4.1 水電建設(shè)條件復(fù)雜導(dǎo)致開(kāi)發(fā)成本整體提升

“十三五”以來(lái)，常規(guī)水電前期工作整體推進(jìn)較為緩慢。隨著常規(guī)水電建設(shè)逐漸轉(zhuǎn)向大江大河上游區(qū)域，電站受開(kāi)發(fā)難度加大、資源條件變差、綜合利用訴求增加、相關(guān)投資分?jǐn)傠y以落實(shí)等條件影響，開(kāi)發(fā)成本整體提升。按照現(xiàn)行的水電價(jià)格形成機(jī)制，將使得水電電價(jià)在受端區(qū)域甚至是資源所在地電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。較低的上網(wǎng)電價(jià)，會(huì)導(dǎo)致水電開(kāi)發(fā)的財(cái)務(wù)、經(jīng)濟(jì)效益和合理回報(bào)難以得到較好的落實(shí)，也在一定程度上影響了投資者對(duì)項(xiàng)目推進(jìn)的積極性。

為了推進(jìn)水電高質(zhì)量發(fā)展，還需要進(jìn)一步深化相關(guān)領(lǐng)域的體制機(jī)制改革。建議有關(guān)單位進(jìn)一步拓展和加深相關(guān)政策研究，研究制定促進(jìn)水電發(fā)展的電價(jià)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)綜合效益合理分?jǐn)?，保障投資主體的合理收益，為水電發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)可實(shí)施、可落地提供有效的支撐，同時(shí)也為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”發(fā)展目標(biāo)做好堅(jiān)實(shí)支撐。

4.2 生態(tài)文明建設(shè)對(duì)水電建設(shè)提出了更高的要求

推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)是實(shí)現(xiàn)美麗中國(guó)的根本路線(xiàn)。2017年，黨的十九大報(bào)告明確地提出“實(shí)行最嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度”，生態(tài)文明思想深入人心。當(dāng)前，全球新一輪能源革命和科技革命深度演變、方興未艾，綠色發(fā)展成為全社會(huì)普遍共識(shí)，大力發(fā)展包括水電在內(nèi)的可再生能源成為能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對(duì)氣候變化的重大戰(zhàn)略方向和一致宏大行動(dòng)。

水電工程和其他的所有能源項(xiàng)目一樣，既有對(duì)生態(tài)環(huán)境有利的一面，同時(shí)也存在不利影響。作為清潔可再生能源，水電在降低二氧化碳排放、減少大氣污染等方面發(fā)揮了重要作用，但對(duì)局部生態(tài)環(huán)境會(huì)帶來(lái)一定的影響，這是水電建設(shè)的兩面性。這就要求水電工作者需要拿出更多的勇氣和智慧來(lái)趨利避害。建議水電行業(yè)在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、退役的全過(guò)程，要更加深入貫徹落實(shí)“生態(tài)優(yōu)先”的原則，切實(shí)踐行“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，在盡可能的規(guī)避、減少對(duì)于生態(tài)環(huán)境影響的同時(shí)，針對(duì)可能帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境負(fù)效應(yīng)，進(jìn)行全過(guò)程污染防治和資源保護(hù)，對(duì)擾動(dòng)較大區(qū)域?qū)嵤┉h(huán)境修復(fù)，保證各項(xiàng)環(huán)境措施及時(shí)建設(shè)并有效發(fā)揮作用，更好的實(shí)現(xiàn)水電建設(shè)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

4.3 水電開(kāi)發(fā)利益共享機(jī)制的實(shí)施細(xì)則亟待明確

中國(guó)特色社會(huì)主義新時(shí)代的社會(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的發(fā)展之間的矛盾。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，移民群眾搬遷安置和地方發(fā)展期望值不斷提高，對(duì)移民安置工作的要求也越來(lái)越高。一方面，新時(shí)期的移民更渴望緊跟社會(huì)發(fā)展主流，對(duì)美好生活、共同富裕的期盼越來(lái)越迫切，移民安置必須要做到“搬得出、穩(wěn)得住、生活逐步能提高”。另一方面，我國(guó)待開(kāi)發(fā)水電主要集中在西南地區(qū)大江大河上游，這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相對(duì)滯后，山高坡陡、耕地匱乏、生態(tài)脆弱、安置容量有限，加之少數(shù)民族移民比重大，移民安置難度增加。

“十三五”期間，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局、財(cái)政部等六部委已經(jīng)發(fā)布《關(guān)于做好水電開(kāi)發(fā)利益共享工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》，水電開(kāi)發(fā)利益共享格局基本建立。建議進(jìn)一步研究制定出臺(tái)具有可操作性的實(shí)施細(xì)則，更好地促進(jìn)水電開(kāi)發(fā)利益共享。

5 前景與展望

2022年，隨著白鶴灘、蘇洼龍、旬陽(yáng)、兩河口、大藤峽等水電站(水利樞紐)的部分機(jī)組投入運(yùn)行，預(yù)計(jì)常規(guī)水電投產(chǎn)規(guī)模將達(dá)到1 200萬(wàn)～1 400萬(wàn)kW?！笆奈濉逼陂g，考慮到在建項(xiàng)目的合理建設(shè)工期，預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)常規(guī)水電裝機(jī)規(guī)?？梢赃_(dá)到3.8億kW?？紤]到新增開(kāi)工項(xiàng)目，以及一定規(guī)模的水電擴(kuò)機(jī)，預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)常規(guī)水電裝機(jī)規(guī)?？梢赃_(dá)到4.2億kW左右。展望到2050年，預(yù)計(jì)中國(guó)常規(guī)水電規(guī)?？梢赃_(dá)到5億kW左右，年發(fā)電量在20 000億kW·h以上；此外，再考慮1億kW左右的水電擴(kuò)機(jī)潛力，到2050年中國(guó)常規(guī)水電的裝機(jī)規(guī)模在6億kW左右。

經(jīng)過(guò)綜合研判當(dāng)前的形勢(shì)和發(fā)展?jié)摿?，未?lái)我國(guó)常規(guī)水電將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)。

一是構(gòu)建現(xiàn)代江河治理體系仍是水電發(fā)展的重要主題。隨著金沙江烏東德、白鶴灘，雅礱江兩口河、大渡河雙江口水電站的陸續(xù)建成投產(chǎn)，除雅魯藏布江和怒江等水電基地外，我國(guó)主要大型水電基地的開(kāi)發(fā)布局已經(jīng)基本完成，結(jié)合這些流域的其他水利工程，目前已基本建立形成了生態(tài)環(huán)境友好、防洪體系完善、水能水資源利用高效、移民共享利益、航運(yùn)高效通達(dá)、山川風(fēng)光秀美、人水自然和諧的江河治理體系，未來(lái)仍將隨著骨干工程建設(shè)而不斷持續(xù)得到強(qiáng)化和完善。

二是水風(fēng)光一體化已經(jīng)成為水電發(fā)展的主要方向[8]。為了支撐“碳達(dá)峰、碳中和”自主貢獻(xiàn)目標(biāo)，中國(guó)水電發(fā)展正在逐步完成從電量為主向電量、容量并重的轉(zhuǎn)變，推動(dòng)這一轉(zhuǎn)變主要抓手就是水風(fēng)光一體化。按照3步走戰(zhàn)略：第1步，2022年前，完成全國(guó)200萬(wàn)kW以上主要流域的可再生能源一體化基地規(guī)劃研究；第2步，2025年前，根據(jù)各流域開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)和資源條件，優(yōu)選一批重點(diǎn)項(xiàng)目在“十四五”期間實(shí)施；第3步，2035年前，按照基地規(guī)劃方案，在現(xiàn)有水電基地基礎(chǔ)上，全面完成可再生能源一體化綜合能源基地建設(shè)。同時(shí)，探索推進(jìn)一體化運(yùn)行、送出、參與電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，以實(shí)現(xiàn)基地集約高效發(fā)展。

三是通過(guò)水電擴(kuò)機(jī)加強(qiáng)對(duì)新能源的支撐作用。在中東部及西部地區(qū)等水電資源開(kāi)發(fā)程度較高的地區(qū)，在充分發(fā)揮水電既有調(diào)峰潛力的基礎(chǔ)上，在生態(tài)優(yōu)先的前提下，統(tǒng)籌考慮、系統(tǒng)謀劃，通過(guò)對(duì)已建、在建水電機(jī)組進(jìn)行擴(kuò)機(jī)和增容改造，進(jìn)一步提升水電的靈活調(diào)節(jié)能力，以適應(yīng)新能源的大規(guī)模發(fā)展對(duì)新型電力系統(tǒng)靈活性的需要。