核心提要
●水電的功能定位從以電量為主、兼顧容量調節,過渡到電力電量并重,再轉變為以容量調節為主、支持新能源消納、滿足電力系統調峰調頻儲能需求
●加快剩余水電資源開發進程;在已建已核準水電工程中深度挖潛,激發并提升水電工程的儲能、調節能力;合理布局和發展抽水蓄能電站
●發展水電必須趨利避害,統籌發展與保護,堅持可持續發展
黨的二十大報告明確,“加快規劃建設新型能源體系”“統籌水電開發和生態保護”“確保能源安全”。目前,以煤為主的化石能源在我國一次能源當中仍占多數,主要發揮兜底保障作用和煤電基礎性調節性作用?!半p碳”背景下,大規模開發利用風電、光伏發電,因時因勢開發水電、核電等低碳零碳可再生能源替代傳統高碳能源勢在必行。
找準水電發展定位
2022年,全國可再生能源新增并網裝機1.52億千瓦,占全部新增發電裝機的76.2%;全國可再生能源發電量2.7萬億千瓦時,占全部新增發電量的81%??稍偕茉匆呀洺蔀殡娏碗娏吭隽康闹黧w。
從目前技術條件分析,可再生能源電力化是實現“雙碳”的必然選擇。風電、光伏發電具有波動性、間歇性等技術缺陷,由此產生的電力消納難、外送難,需要有承載能力和調節能力的電力品種予以補償,煤電、水電、新型儲能都是解決問題的選項,但要滿足減碳降碳、電力系統穩定、經濟性好等條件,從當前的資源和技術分析,水電是最優選擇。水電利用水的勢能轉化為機械能,進一步轉化為電能,是技術成熟、效率高、出力相對穩定、經濟性好、可以靈活調節出力的可再生能源,環境品質、經濟品質、容量品質優良,在電力系統中除提供低價電量平抑電價外,還發揮調峰調頻調相作用,是我國重要能源資源。我國水力資源豐富,新中國成立以來,水電一直作為第二大電力品種持續為國民經濟發展作出貢獻。
進入新時代,水電不僅要承擔電量供應任務,還需要充分發揮其儲能和調節能力強的優勢,更多地承擔儲能、調峰、調頻、調相、事故應急等任務,改善電力系統發、配、用各環節性能,保障電力系統安全穩定運行和電力有序供應,提升清潔能源利用能力和水平。水電的功能定位從以電量為主、兼顧容量調節,過渡到電力電量并重,再轉變為以容量調節為主、支持新能源消納、滿足電力系統調峰調頻儲能需求,這是新時代賦予水電的新使命??紤]到我國未來電力系統大規模高比例新能源發展的格局,水電將長期作為承擔靈活調節功能的可靠電源,在實現“雙碳”目標、構建新型電力系統的實施路徑上發揮關鍵作用,為電力系統安全穩定運行和新能源電力消納貢獻不可替代的力量。
把握水電開發方向
根據水力資源最新復查統計成果,中國水力資源技術可開發量為6.87億千瓦,至2021年底,已實現投產水電裝機規模為35453萬千瓦,在建工程將新增裝機約3800萬千瓦,就裝機容量簡單比較,已建在建已達水力資源技術可開發量的57%,剩余資源主要在雅魯藏布江、怒江、金沙江中上游、雅礱江、瀾滄江上游、黃河上游等地區。水電如何不辱使命,在構建新型電力系統中充分發揮作用,主要有以下幾個新方向:
一是加快剩余水電資源開發進程。實施雅魯藏布江下游水電開發是《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二○三五年遠景目標的建議》中明確的任務。目前,流域下游水電規劃環評和流域水電規劃仍在等待審查審批,需要加快程序并同步啟動關鍵工程前期工作。怒江下游水電規劃已于10年前編制完成,因認識問題已擱置多年。金沙江龍盤、奔子欄,瀾滄江如美、古水,黃河茨哈峽等5個水電工程已納入國務院扎實穩住經濟一攬子政策措施,目前進展參差不齊,特別是龍盤水電站項目核準前期工作推進較預期有所滯后,需要充分發揮技術引領作用,加快建設進程。
二是在已建已核準水電工程中深度挖潛,激發并提升水電工程的儲能、調節能力。對水電開發已基本完成的流域或者河段,選擇重點開展擴裝機、擴庫容、調整特征水位、上下游水位銜接等研究,結合當地新能源發展需要,提出流域或者河段各水電工程開發任務和功能優化意見,提升流域或者河段電站容量調節能力。對流域或者河段的龍頭電站水庫,開展提升調節能力研究,盡可能發揮龍頭電站水庫調節作用,騰出下游電站庫容用于儲能和電力出力調劑。選擇有代表性河段,開展多梯級逐級儲能研究,擇機試點探索。
三是合理布局和發展抽水蓄能電站。抽水蓄能是目前技術最成熟、經濟性最優、最具大規模開發條件的儲能方式,是電力系統綠色低碳清潔靈活調節電源。據統計,截至2021年底,我國已納規的抽水蓄能站點資源總量約8.14億千瓦,其中已建3639萬千瓦,在建6153萬千瓦,中長期規劃重點實施項目4.21億千瓦,儲備項目3.05億千瓦。各省還在要求大幅度增加新的站點。從目前已經掌握的信息分析,“十四五”期間,需要核準219個抽水蓄能站點、裝機約2.7億千瓦。各省加快加大推進抽水蓄能發展的訴求超過預期,必須高度重視,認真對待。抽水蓄能本身屬于清潔能源,不僅在新型電力系統中發揮難以替代的調節作用,解決新能源本質缺陷問題,還具有拉動地方經濟社會發展,為地方持續貢獻GDP和稅收的作用。由于抽水蓄能電站的特殊性,每一抽水蓄能站點必須明確其定位,為系統提供輔助服務的,應根據負荷中心需求進行布局;屬于配合新能源開發的,應該統籌新能源開發規模和抽水蓄能電站儲能和調節作用合理布局。盲目發展抽水蓄能可能會帶來難以預期的隱患。
破解水電開發難題
黨的二十大報告再次明確了新時代中國生態文明建設的戰略任務,總基調是推動綠色發展,促進人與自然和諧共生,明確“統籌水電開發和生態保護”。水電工程筑壩建庫,難免對庫區水生生態、陸生生態產生影響,發展水電必須趨利避害,統籌發展與保護,堅持可持續發展,創新環境影響評價理論與方法,持續推進綠色水電技術,保護和修復河流生態,推動開展流域綜合監測,促進水電高質量綠色發展。
經過水電人七十多年來的不斷進取和不懈追求,我國常規水電工程規劃設計、裝備制造、工程建造、調度管理、運行維護等均居世界領先水平,抽水蓄能裝備制造也已達世界先進水平。但常規水電修建高壩大庫仍然面臨高海拔、高地震烈度、強震區特厚覆蓋層、深埋超長大洞徑隧洞施工、高水頭大容量水力發電機組設計制造、高海拔地區超大規模電站群電力匯集接入等技術難題,抽水蓄能裝備制造技術還需要走向世界領先,水電工程仍面臨諸多技術攻關??萍甲粤⒆詮娛菄覐娛⒅?、安全之要,黨的二十大明確科技創新的未來發展脈絡,水電行業要深入實施創新驅動發展戰略,把科技的命脈牢牢掌握在自己手中,強化國家戰略科技力量,在科技自立自強上取得更大進展,打贏關鍵核心技術攻堅戰,為建設能源強國提供有力支撐。
(作者單位:水電水利規劃設計總院)