高潔 岳蕾 朱方亮
摘 要:本文回顧河流水電規(guī)劃歷程,根據(jù)不同時期特點,分析了河流水電規(guī)劃編制的主導(dǎo)思想。繼20世紀(jì)80年代提出了河流水電規(guī)劃編制總體要求,在水能資源普查和水電基地規(guī)劃經(jīng)驗總結(jié)的基礎(chǔ)上,1995年版《河流水電規(guī)劃編制規(guī)范》開始指導(dǎo)河流規(guī)劃編制工作。隨著水電開發(fā)規(guī)模躍升,2010年版《河流水電規(guī)劃編制規(guī)范》對把握工程建設(shè)條件、做好生態(tài)環(huán)境保護和移民安置工作提出了更高要求。在“雙碳”目標(biāo)指引下,為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、水電功能定位調(diào)整、水電發(fā)展迎來新機遇,最新發(fā)布的2023版《河流水電規(guī)劃編制規(guī)范》把促進新能源開發(fā)利用和流域梯級安全應(yīng)急融入河流規(guī)劃思路,致力于引領(lǐng)水電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:水電規(guī)劃,河流水電規(guī)劃編制規(guī)范,水電標(biāo)準(zhǔn)化工作,水電行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系
DOI編碼:10.3969/j.issn.1002-5944.2023.19.023
基金項目:本文受水電水利規(guī)劃設(shè)計總院有限公司科技項目“可再生能源參與電力市場競價模式研究”(項目編號:ZXKJGH-20220003)、中國電建集團科技項目“基于水電站工程儲能工廠建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究”(項目編號:DJ-ZDXM-2021-26)、中國電建集團科技項目“流域梯級‘水風(fēng)光儲一體化關(guān)鍵技術(shù)”(項目編號:DJ-HXGG-2022-01)、國家自然科學(xué)基金項目“黃河上游水資源演變對水光風(fēng)儲多能互補影響”(項目編號:U2243232)資助。
Revisions of Specifi cation on Compiling hydropower planning of river Based on History of River Hydropower Planning
GAO Jie YUE Lei ZHU Fang-liang
(China Renewable Energy Engineering Institute)
Abstract: This paper reviews the history of river hydropower planning and analyzes the ideas of river hydropower planning based on the characteristics of different periods. Following the overall requirements for compiling of river hydropower planning proposed in the 1980s, based on the summary of experiences in hydropower resources investigation and planning of hydropower bases, DL/T 5042-1995, Specifi cation on compiling hydropower planning of river, began to guide the compiling of river planning. With a rapidly development of hydropower, DL/T 5042-2010, Specification on compiling hydropower planning of river, focused on higher requirements of engineering construction, ecological environment protection, and resettlement work. Under the guidance of carbon peak and neutrality goals, a new power system is to be built, with a positioning adjustment of hydropower, offering opportunities for hydropower development. The latest version NB/T 11170-2023, Code for preparation of river hydropower planning, integrates the promotion of new energy development and utilization, as well as the cascade safety and emergency response into the river planning ideas, which is committed to leading the sustainable development of hydropower.
Keywords: hydropower planning, specifi cation for compilation of river hydropower planning, hydropower standardization, hydropower technical standard system
0 引 言
水電作為技術(shù)成熟、運行靈活的清潔低碳可再生能源,自新中國成立以來,長期在我國國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)中流砥柱的位置,年發(fā)電量占全國總發(fā)電量15%~30%[1]。優(yōu)先發(fā)展水電是我國能源工業(yè)發(fā)展的重要政策[2]??偨Y(jié)水電發(fā)展先進經(jīng)驗,形成成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系[3],指導(dǎo)后續(xù)水電開發(fā),是水電標(biāo)準(zhǔn)化工作重要內(nèi)容。
1 指導(dǎo)水電規(guī)劃工作,河流水電規(guī)劃工作意見首次明確任務(wù)要求
水電規(guī)劃是水電前期工作的首要環(huán)節(jié),是水電工程設(shè)計依據(jù)和工程效益得以發(fā)揮的保障。1981年,水力發(fā)電建設(shè)總局召開前期工作會議,提出《加強水電規(guī)劃工作的幾點意見(試行)》明確河流規(guī)劃的基本任務(wù)是確定梯級開發(fā)方案,研究綜合利用、開發(fā)程序、選擇第一期或近期工程。為了河流規(guī)劃工作有章可循,水力發(fā)電建設(shè)總局?jǐn)M組織編制《河流規(guī)劃編制規(guī)程》。彼時提出河流水電規(guī)劃重點工作主要包括,加強地區(qū)水電選點和長遠規(guī)劃,進行電力系統(tǒng)規(guī)劃和經(jīng)濟分析;認(rèn)真對待水庫淹沒處理和移民安置工作,開展對環(huán)境和生態(tài)平衡影響的調(diào)查研究等[4-5]。
2 基于水電資源布局,第一版河流水電規(guī)劃編制規(guī)范系統(tǒng)總結(jié)前期經(jīng)驗
水電規(guī)劃是在摸清資源條件,把握流域特征基礎(chǔ)上的系統(tǒng)思維。我國的水力資源普查工作可追溯到20世紀(jì)50年代,彼時普查的水能資源理論蘊藏量5.83億千瓦,年發(fā)電量5.11萬億千瓦時。20世紀(jì)80年代初,在全國水電技術(shù)力量廣泛參與,重點河段現(xiàn)場查勘的基礎(chǔ)上,形成了涵蓋我國長江、黃河、珠江、海灤河、淮河、東北諸河、東南沿海諸河、西南國際諸河、雅魯藏布江及西藏其他河流、北方內(nèi)陸及新疆諸河,涉及全國和各省級行政區(qū)共37卷約200萬字的第二次全國水力資源普查成果。在當(dāng)時技術(shù)條件下普查的水能資源理論蘊藏量6.76億千瓦,年發(fā)電量5.92萬億千瓦時,技術(shù)可開發(fā)量3.7億千瓦,年發(fā)電量1.75萬億千瓦時[6]。在初步探明資源的基礎(chǔ)上,1989年,金沙江、長江上游、瀾滄江干流、雅礱江、怒江、黃河上游、南盤江紅水河、東北三省諸河、湘西諸河、烏江、閩浙贛諸河、黃河北干流等十二大水電基地設(shè)想初步提出[7]。通過分析我國水能資源流域化分布特征,總結(jié)水電基地開發(fā)經(jīng)驗,第一版《河流水電規(guī)劃編制規(guī)范》(DL/T 5042-1995)順利完成并經(jīng)電力工業(yè)部批準(zhǔn)發(fā)布,于1996年1月1日正式實施。
3 適應(yīng)水電發(fā)展提速,第二版河流水電規(guī)劃編制規(guī)范重視生態(tài)環(huán)保和移民安置
進入新千年,為進一步查明水力資源情況,第三次全國水力資源復(fù)查工作全面啟動。2005年全國總報告以及流域級、行政區(qū)級共40卷1,500萬字成果正式發(fā)布?;诟呔鹊膹?fù)查成果,全國水能資源理論蘊藏量6.94億千瓦,年發(fā)電量6.08萬億千瓦時,技術(shù)可開發(fā)量5.4億千瓦,年發(fā)電量2.47萬億千瓦時。繼怒江、雅魯藏布江水電規(guī)劃初探,十四大水電基地概念逐步形成。“流域、梯級、滾動、綜合”八字方針破解體制機制難題,成為加快水電開發(fā)的重要保障。從清江、烏江到雅礱江、長江,流域梯級水電規(guī)劃和實施成為主流。我國水電進入高速發(fā)展期,水電裝機規(guī)模突破2億千瓦,水電開發(fā)程度達到27.7%。水電開發(fā)基調(diào),是在做好生態(tài)保護和移民安置的前提下積極發(fā)展水電。為適應(yīng)新形勢要求,規(guī)范完成修訂。《河流水電規(guī)劃編制規(guī)范》(DL/T 5042-2010)加強了對工程地質(zhì)、環(huán)境保護、移民安置工作深度的要求,強調(diào)了開發(fā)方案擬定的重要性,增加了規(guī)劃實施意見章節(jié)。
4 水電開發(fā)穩(wěn)妥推進,第二版河流水電規(guī)劃編制規(guī)范持續(xù)發(fā)揮行業(yè)指導(dǎo)作用
隨著水電開發(fā)規(guī)模壯大,河流水電規(guī)劃呈現(xiàn)更聚焦、更規(guī)范的特點。首先是面向西南川滇藏和西北黃河上游等大型水電基地及重要河段,進一步完善規(guī)劃。在水能資源富集地區(qū),進一步更新了水能資源調(diào)查成果,西藏自治區(qū)和四川省水能資源的技術(shù)可開發(fā)量分別達到1.74億千瓦和1.48億千瓦,據(jù)此我國的水能資源技術(shù)可開發(fā)量近6.87億千瓦?!秶野l(fā)展改革委關(guān)于調(diào)整水電建設(shè)管理主要河流劃分的通知》(發(fā)改能源〔2016〕1346號)提出,為完善和改進水電建設(shè)管理,調(diào)整了水電建設(shè)主要河流劃分,進一步明確了主要河流水電基地的概念,將主要河流的標(biāo)準(zhǔn)界定為水能資源富集、可開發(fā)裝機容量超過1000萬千瓦的河流、河段和重要跨界河流。第二,以河流規(guī)劃指導(dǎo)開發(fā)建設(shè),實現(xiàn)精準(zhǔn)管理?!秶野l(fā)展改革委關(guān)于加強流域水電管理有關(guān)問題的通知》(發(fā)改能源〔2016〕280號)提出在我國流域梯級開發(fā)格局已初步形成,水電基地建設(shè)不斷推進的背景下,水電需要實現(xiàn)協(xié)調(diào)、綠色、共享的可持續(xù)發(fā)展。從河流水電規(guī)劃角度,一是強調(diào)合法合規(guī)性,要求沒有水電規(guī)劃的河流不得開展流域水電建設(shè)工作;二是強調(diào)以生態(tài)環(huán)境保護作為開發(fā)的前提;三是強調(diào)綜合性,把水電開發(fā)與綜合利用、庫區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展相結(jié)合。在流域水電綜合管理的框架下,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)規(guī)劃建設(shè)運行,布局綜合監(jiān)測和信息共享。河流水電規(guī)劃工作進入平穩(wěn)成熟期。
5 面向新時代新要求,第三版河流水電規(guī)劃編制規(guī)范應(yīng)運而生
加快推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型是當(dāng)前國際社會共識和主流。根據(jù)國際能源署(IEA)發(fā)布的《水力發(fā)電市場報告》,2020年水力發(fā)電占全球總發(fā)電量的1/6、低碳電力的1/2。水電在生產(chǎn)大量綠色低碳電量的同時,以靈活調(diào)節(jié)和儲能優(yōu)勢,為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、新能源電量消納貢獻了重要力量。進入“十四五”,錨定“雙碳”目標(biāo),構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。水電定位從傳統(tǒng)以提供電量為主,兼顧調(diào)峰及容量作用,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏亢腿萘坎⒅?,面向電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻需求[8],促進風(fēng)電光伏等間歇性新能源大規(guī)模、高比例、高質(zhì)量發(fā)展?!笆奈濉表攲釉O(shè)計《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標(biāo)綱要》《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》在河流水電規(guī)劃開發(fā)原則上更重視生態(tài)優(yōu)先、統(tǒng)籌考慮、適度開發(fā)、確保底線;開發(fā)形式上統(tǒng)籌推進水風(fēng)光綜合基地開發(fā);重大工程和重點流域上,提出實施雅魯藏布江下游水電開發(fā),推動川滇黔桂、藏東南、青海水風(fēng)光綜合基地開發(fā)。在實施層面,2022年國家能源局發(fā)布《關(guān)于開展全國主要流域可再生能源一體化規(guī)劃研究工作有關(guān)事項的通知》,要求在水電規(guī)劃的基礎(chǔ)上,依托流域梯級水電、水電擴機、抽水蓄能,充分開發(fā)流域風(fēng)能、太陽能資源,規(guī)劃建設(shè)可再生能源綜合開發(fā)多能互補基地。在發(fā)展的同時,水電工程尤其大中型電站、梯級水電站群是國家重大基礎(chǔ)設(shè)施,必須貫徹落實總體國家安全觀的要求,以新安全格局保障新發(fā)展格局。在河流水電規(guī)劃中同步考慮水庫電站和流域梯級的安全和應(yīng)急。綜合以上河流水電規(guī)劃新時期新要求,經(jīng)修訂,2023年5月,國家能源局批準(zhǔn)發(fā)布《河流水電規(guī)劃編制規(guī)范》(NB/ T 11170-2023)。
6 水電規(guī)劃承上啟下,第三版河流水電規(guī)劃編制規(guī)范聚焦發(fā)展和安全
河流水電規(guī)劃修訂是一項總結(jié)過去、面向未來的工作,體現(xiàn)傳承和創(chuàng)新。本次規(guī)范修訂主要反映以下異同。
6.1 協(xié)同性
(1)在章節(jié)布局上基本一致,與之前的河流規(guī)劃編制實現(xiàn)良好銜接。
(2)在方針原則上一致,保持了全面規(guī)劃、綜合利用、保護生態(tài)、講求效益、統(tǒng)籌兼顧的思路。秉承大規(guī)劃的思想,首先關(guān)注規(guī)劃的全面性,體現(xiàn)河流水電的綜合利用要求,始終把生態(tài)放在效益的前面。
(3)遵循明確開發(fā)任務(wù),按原則擬定規(guī)劃方案,摸清工程建設(shè)外部條件,做好不同規(guī)劃方案擬定,從功能性、適應(yīng)性、經(jīng)濟性等方面進行方案比較,及推薦,提出規(guī)劃實施的總體邏輯。
6.2 差異化
本次修訂河流水電規(guī)劃,需要考慮三點,一是規(guī)劃的基礎(chǔ),二是規(guī)劃間的關(guān)系,三是規(guī)劃的新特點。第一,隨著國土空間規(guī)劃作為上位規(guī)劃提出,是“多規(guī)合一”的基礎(chǔ)。河流水電規(guī)劃必須以國土空間規(guī)劃為指導(dǎo)和約束。第二,在“雙碳”目標(biāo)指引下,實施可再生能源替代行動,新能源是主體,水電開發(fā)應(yīng)服務(wù)于新能源大規(guī)模、高比例發(fā)展。河流水電規(guī)劃必須充分考慮與周邊新能源開發(fā)利用的協(xié)同關(guān)系。第三,發(fā)展和安全是兩大主題,河流水電規(guī)劃不僅興利,還要除害。在流域梯級開發(fā)格局下,水電梯級綜合管控是關(guān)鍵。梯級水庫安全問題在規(guī)劃之初就必須進行預(yù)判和防控,從源頭上避開風(fēng)險區(qū),擬定合理布局。
6.2.1 開發(fā)任務(wù)
(1)河流水電開發(fā)必要性論述,補充了與能源電力大規(guī)劃的符合性,對新能源開發(fā)的帶動作用。立足于水能開發(fā),將促進新能源開發(fā)利用列為與傳統(tǒng)防洪、發(fā)電、供水、灌溉、航運、生態(tài)環(huán)境保護等并重的綜合利用要求和開發(fā)任務(wù)。
(2)河流水電規(guī)劃不僅要開發(fā),而且要保護。
6.2.2 規(guī)劃方案擬定
(1)在方案擬定原則中,統(tǒng)籌考慮公共安全、工程安全等要求,把環(huán)境敏感對象作為影響規(guī)劃方案擬定的首要考慮因素。
(2)在調(diào)節(jié)水庫設(shè)置,河流水電規(guī)劃核心工作中,補充考慮了流域安全風(fēng)險防控、新能源開發(fā)利用和電力系統(tǒng)需求。
6.2.3 開發(fā)條件
在工程建設(shè)條件、生態(tài)環(huán)保要求等方面,進一步考慮安全風(fēng)險因素。
6.2.4 工程設(shè)計
除水庫電站常規(guī)設(shè)計外,一方面,在開發(fā)方式和規(guī)模上,如果水頭庫容條件具備,可考慮梯級融合開發(fā)、混合式抽水蓄能等形式;單一水庫電站,調(diào)節(jié)性能具備時,裝機容量還應(yīng)考慮電力系統(tǒng)調(diào)峰儲能、新能源開發(fā)等需求,然后綜合確定;水風(fēng)光綜合開發(fā)電站,還要初步分析水庫電站與新能源互補運用方式。另一方面,開展流域梯級安全與風(fēng)險防控設(shè)計,包括流域和各電站的風(fēng)險因素識別、分析與評估,提出防控措施。
6.2.5 規(guī)劃方案選擇
在規(guī)劃方案比選因素中,環(huán)境影響的重要性提前,僅次于綜合利用功能性和地形地質(zhì)適應(yīng)性,此外新增了對流域梯級安全風(fēng)險,水能、新能源資源開發(fā)利用,促進地方經(jīng)濟社會發(fā)展等方面的分析。
6.2.6 規(guī)劃實施
(1)規(guī)劃實施意見,進一步落實到實施工程和開發(fā)時序。不限于一貫關(guān)注的環(huán)保對策措施、移民安置初步方案,還要對流域的重大風(fēng)險因素和應(yīng)對措施,初擬各梯級的安全風(fēng)險防控定位,預(yù)估防災(zāi)減災(zāi)能力。
(2)規(guī)劃實施效果,不僅提出綜合利用效益、促進經(jīng)濟社會發(fā)展的作用,還要分析滿足電力系統(tǒng)的需求,對減排降碳的貢獻。
7 結(jié) 語
河流水電規(guī)劃編制工作見證了我國水電發(fā)展歷程。從早期的打基礎(chǔ)摸清家底到加速發(fā)展?jié)u趨成熟,再隨著“雙碳”目標(biāo)提出,迎來新發(fā)展機遇。河流水電規(guī)劃編制規(guī)范從20世紀(jì)80年代提出指導(dǎo)意見到90年代首次總結(jié)流域梯級基地化規(guī)劃經(jīng)驗,再到20世紀(jì)的第一個十年,迎來水電發(fā)展高潮。河流水電規(guī)劃編制把生態(tài)環(huán)保和移民安置提上新高度,以成熟的規(guī)劃思路指引了逐步邁入平穩(wěn)發(fā)展期的水電事業(yè)。在20世紀(jì)的第二個十年,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),水電作為優(yōu)質(zhì)的儲能調(diào)節(jié)電源,迎來新發(fā)展契機。本次規(guī)范修訂著眼于發(fā)展和安全,促進新能源的高質(zhì)量發(fā)展、保障流域梯級的整體安全,從規(guī)劃的任務(wù)、方案到開發(fā)條件、工程設(shè)計,從規(guī)劃方案比選到實施。第一體現(xiàn)生態(tài)優(yōu)先,開發(fā)與保護并重;第二錨定“雙碳”目標(biāo),水電規(guī)劃中融入促進新能源開發(fā)利用的思想;第三確保底線思維,在規(guī)劃之初就預(yù)判和防控流域水電安全風(fēng)險。新規(guī)范實施將繼續(xù)指導(dǎo)新時期水電規(guī)劃和開發(fā)。
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作者簡介
高潔,正高級工程師,主要從事可再生能源規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)化工作。
岳蕾,高級工程師,主要從事新能源和可再生能源標(biāo)準(zhǔn)化工作。
朱方亮,正高級工程師,主要從事可再生能源規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)化工作。
(責(zé)任編輯:張瑞洋)