水电行业高速发展报告

2016-06-21 05:29王子昂,邹瑜
水利水电快报 2016年4期
关键词:研究

水电行业高速发展报告

摘要:从水电开发的复苏、未来的发展趋势以及水电行业的机遇3个方面对水电行业高速发展的情况进行了探讨。2004年以来,水电开发呈复苏态势,新项目集中于亚洲、拉丁美洲和非洲的新兴经济体。分析了影响未来水电发展的关键问题,包括行业知识与人力资源、项目延期、蓄水量、水库沉积物、气候变化等。研究表明,尽管对水电开发的环境及社会影响仍存争议,但未来几十年水电开发潜力巨大并将在能源、水资源利用、防洪、抗旱等方面发挥关键作用,且其作用的发挥程度取决于市场、融资、政府政策等因素。

关键词:水电开发;环境及社会影响;研究

世界能源理事会(WEC)对近年来水电高速发展态势进行了研究。WEC的近期报告显示,全球水电开发迅速增长,年均增长率达到了3%,总装机容量相比2005年增长了37%。电力、能源储备、发电灵活性、淡水管理和气候变化等方面需求的扩大都是促进该增长的动因。正是水电的多功能特性重新引起了人们的兴趣并改变了对其重要性的看法。

2015年5月,WEC向世界水电大会发布了“水电开发高潮记述”,并已经承诺就水电行业现状及相关事宜进行分析,旨在为决策者提供必要信息。

该报告得到了国际水电协会(IHA)首席执行官的肯定,他认为该研究表明水电正在持续发展。由于涉及到众多主管机构和利益相关者,大型项目永远都将富于挑战性。政府有责任创造良好的条件来推动优质项目。开发模式越来越多,因当地的专业技术和市场准入而有所不同。利益相关者需要分享知识以做出符合当今可持续发展准则的明智决策。

WEC的报告指出,鉴于水电项目所需的重大投资以及对当地环境的潜在影响,政治家和民众都可能更倾向于支持能带来除电力外更多其他利益的项目。这也突显了采用全局性方法的必要性,即通过彻底、广泛的咨询程序和适当的管理模式,使工程为所有利益相关者带来最大利益。

1水电开发复苏

水电占全球发电总量的16%,在全球可再生能源中占比76%。2013年水电新增装机40 GW,增量超过风电(35 GW)以及太阳能(39 GW)。但是在历史上水电并非一直处在上升期。WEC追溯到1999年的产业规模,由于世界大坝委员会报告的影响,全球水电开发基本陷入停滞状态,直至2005年才重新恢复。

正如WEC的报告所述,从2004年开始,水电开发呈复苏态势,特别是在新兴市场和欠发达国家。大量的新开发集中在亚洲、拉丁美洲和非洲。在这些地区,水电向弱势群体及不断增长的工业提供了急需的电力能源,同时多目标开发的水电项目也产生了多种额外效益。

水电开发的复苏也归功于IHA不遗余力的工作以及各水电公司为通过可持续性指导准则的辛勤劳动。其他因素包括:不断增加对金砖国家等新兴经济体的投资(2013年各国水电装机及发电量情况见表1);持续关注可再生能源及其储备量;参与碳排放许可制度和可再生能源税收抵免政策。

WEC认为,水电正走在能源和供水这两个人类基本需求的交叉路口上。水电在经济发展、社会公平以及环境保护中扮演着特殊角色,而上述方面是可持续发展的核心。

表1 2013年各国水电装机及发电量排名

在水电发展史上,就是否需要大坝以及水电开发对当地社区和环境造成影响的争议不断。报告称,一方面,水电行业在可持续开发实践上进步显著,原本反对开发新水电项目的外部利益相关者,如非政府机构和金融团体,现在对水电的接受程度已经大为提升。另一方面,部分利益相关者仍然对水电持批评态度,特别是当兴修水利工程将对社会环境造成影响或河水径流对脆弱栖息地有影响时更是如此。

WEC认为,尽管有些影响是不能避免的,但大多数都可减轻、降至最低或给予补偿。经验表明,绝大多数负面影响在实质上可以妥善解决,尽管在实施这些解决方案时仍然存在诸多挑战。事实上,IHA的“水电可持续性评价协议”等工具能够在项目层面上解决方案实施中的挑战。

水电在能源与水的纽带关系上也发挥着至关重要的作用。据预测,到2030年,会出现世界性的淡水短缺,短缺量达到全球需求量的40%。

世界能源理事会主席表示,相比于其他能源,水电耗水量极小。随着世界转向清洁能源,水资源在许多地区变得越来越宝贵,这将影响人们对能源类型的选择。政府必须带头解决由日益增长的水资源及能源需求导致的恶性循环。

目前,对于水电所产生的水足迹及水电站水库蒸发量的问题还有许多争论:在某些地区,水、能源(以及食物)的竞争性需求是水电项目开发的潜在风险源。水电站的多功能性可以用于减轻当地水资源的压力,通过引水可以满足灌溉、饮用水供给等综合利用要求。气候变化与水资源及能源可用程度、需求息息相关,故将提高人们对水资源存储的重视程度。

能源与水的纽带关系非常复杂,但WEC表示诸如“水能源框架”这样的工具是处理这一问题的典范。

2未来趋势

随着现有水电资产发挥着越来越大的作用,水电在未来几十年将继续保持其增长势头。根据IHA发布的“2015年水电关键发展趋势简报”,2014年水电开发继续增长,有39 GW装机投产发电,全球水电总装机达1 055 GW。抽水蓄能电站装机新增1.46 GW,使2014年水力发电总量达3 900 TW·h。IHA表示,近年来中国在新开发市场中占主导地位,共新增装机21.85 GW。其他水电开发增长迅速的国家有马来西亚(3.34 GW)、加拿大(1.72 GW)、印度(1.20 GW)、土耳其(1.35 GW)、巴西(3.31 GW)和俄罗斯(1.06 GW)等。然而WEC提醒,如果要保持水电高速发展,需解决如下问题。

2.1行业知识及人力资源

随着新投资者和开发商的涌入,需要重新学习大量的知识。能力建设、网络沟通及业内人员之间的知识交流是保持发展势头的关键。同时,建立并分享关于水电开发及管理成功实践的强大数据库也非常重要。

随着新开发项目的增加,而经验丰富的人员退休,多个技术领域将出现技术专业人才短缺的情况,迫切需要经验丰富的工程师、可持续发展专家、金融及政策方面的专家。

为此,未来几十年里,必须提供技能发展与培训的机会,以尽量规避风险并确保水电设施的安全开发和运营。

2.2项目延期

政治机构制定的时间表往往比水电资源战略开发和精心策划的酝酿周期要短很多。这一不匹配现象可能导致项目搁浅,影响具体项目的综合成本和公众的态度。

水电项目是重大基础设施投资,不仅需要大量公共和私人部门的投资,其运营也需要政治意愿,民众支持以及社会许可。一个水电站项目从最初的可行性规划阶段到融资阶段再到建设阶段都需要大量的时间和多方面的资源投入。

有些项目延期与水电项目的复杂性和涉及部门广泛的特性有关。环境与社会评价、制定相关缓解措施以及对当地民众的补偿问题也会影响项目的时间框架。

2.3水库用水分配

最近已开展多项行动,旨在为计算包括水力发电在内的广泛服务和产品所产生的水足迹奠定更加可靠、科学的基础。世界范围内有更多研究亟待开展。WEC也承认,似乎缺乏一个清晰的方针指导综合利用水库的用水分配,而这可能影响到水力发电耗水量的准确性。

2.4蓄水量

尽管水电为能源和水资源服务做出的贡献得到了认可,但全球的蓄水量仍在不断减少。这在很大程度上是因为开发高坝大库项目的形势越来越严峻。

环境和社会因素会成为反对修建大型水库的理由。一方面,WEC认为应该和所有利益相关者协商并妥善处理这些问题,特别是那些受水电开发影响最大的群体。另一方面,规划者也应该考虑对水资源储备及电能更广泛的战略需求。尤其是在现在的气候变化情形下,将越来越需要蓄水设施,以帮助应对极端气候事件带来的洪水和干旱灾害。

2.5水库温室气体排放

为更好地了解基于当地条件的水库的潜在温室气体足迹,相关研究工作正在展开。其中包括准备一个筛选工具来评价潜在的温室气体排放量,并建立知识库,在具体现场需要时制定减排影响的最佳方案。

2.6气候变化及适应性

气候变化及其对未来降雨级别和当地水文的广泛影响,会对水电项目产生深刻的正面和负面影响。

世界各地的水电项目已经受到周期性的干旱影响。巴西作为世界第二大水电生产国,正经历着40 a来最严重的干旱。因缺乏降水已导致2013年的水力发电量下降了7%。2014年是巴西的另一个干旱年,到2014年底,几个较大水库的平均蓄水量只有总库容的16.1%。巴西政府已经被迫启动成本更高的热电站来避免大面积停电。与此同时,签订了能源协议的工业用户所支付的电费已经是2014年1月的两倍多。

此外,水电项目还可以为社会提供适应气候的服务,包括通过水库蓄水水源进行洪水管理和干旱保护。但是,电站运营者并未因这些服务得到补偿,相反还会因此而使某些电站蒙受发电量和利润的损失。更进一步地讲,一些抵消气候变化的激励性项目,如联合国气候变化框架公约清洁发展机制(UNFCCC Clean Development Mechanism),明显影响了水库蓄水项目的开发。

气候变化将对项目提出更多要求,项目开发商和业主要在融资和监管审批阶段就证明其项目对气候的适应性。这可能包括提供更完善的气候变化影响数据分析,提升项目设计的灵活性以适应气候变化的不确定性,增加库容以及调整运营机制等。

水电领域现有的手段包括针对不确定性的决策研究,水电的多目标效益分析,以及充分考虑到工程灵活性的设计方法。

3水电行业机遇

对水和能源的需求均在不断增长,经估算,全球有12亿人无电可用,7.48亿人没有清洁的饮用水。而且工业发展、农业生产和其他经济发展对能源质量的要求也在不断提升。

WEC相信全球水电开发有很多机遇,估计全球水电潜在可开发量大约为10 000 TW·h/a。例如俄罗斯拥有全球最大的水电资源,但仅利用了10%;印度尼西亚的水电资源位居世界第六,却仅利用了3%。

水电资源的开发程度取决于市场条件和政府政策。电力联营体、电力双边贸易的增长以及新的绿色能源用户需求将会进一步促进水电行业的发展。

根据WEC的资料,水电规模可能在2050年翻倍,达到2 000 GW。如果政府和多边银行向水电资源利用程度低的新兴经济体提供帮助,且投资者与水电行业共同推进精心策划的项目,该目标可能提前实现。

WEC秘书长称,未来取决于开放新的市场,这将通过跨境贸易、电力联营体以及创造合适的市场条件来实现。这些市场条件包括可再生能源激励措施、更清晰的额外服务价格信号以及灵活的电力生产等。在一些政府和多边银行正在支持鼓励邻国寻求合作、分享水资源的同时,亟待提出更多的创新性方法。

王子昂邹瑜译

(编辑: 陈紫薇)

收稿日期:2016-02-15

文章编号:1006-0081(2016)04-0010-03

中图法分类号:TV212

文献标志码:A

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