我國農(nóng)村水能資源技術(shù)可開發(fā)量達(dá)1.28億千瓦,廣泛分布在1700多個縣。截至2014年底,全國已建成裝機(jī)在5萬千瓦及以下的小水電站47000多座,裝機(jī)容量7300萬千瓦,年發(fā)電量2200多億千瓦時,裝機(jī)容量和年發(fā)電量均占全國水電的1/4。小水電對我國電力工業(yè)發(fā)展,尤其是對廣大山區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和農(nóng)民脫貧致富作出了歷史性貢獻(xiàn),仍大有可為。
一、小水電的歷史作用
1.助力貧困山區(qū)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村電氣化。1983年國家啟動農(nóng)村水電初級電氣化試點(diǎn)建設(shè),在中央政策支持、資金扶持下,地方以自力更生為主開發(fā)小水電,建設(shè)配套電網(wǎng),在全國范圍內(nèi)形成了40多個區(qū)域電網(wǎng),600多個縣以小水電供電為主。電氣化縣戶通電率從1980年的不足40%提高到2010年的99.8%,戶均年生活用電量從不足200千瓦時提高到800千瓦時,使全國1/2的地域、1/3的縣市、3億多農(nóng)村人口用上了電,小水電點(diǎn)亮了中國農(nóng)村。
2.拉動當(dāng)?shù)貎?nèi)需。農(nóng)村水電建設(shè)可帶動機(jī)械和建筑業(yè)發(fā)展,增加就業(yè)機(jī)會和農(nóng)民收入,促進(jìn)家電下鄉(xiāng),繁榮農(nóng)村市場?!笆濉鼻八哪曛醒胪顿Y124億元,拉動農(nóng)村水電項(xiàng)目完成總投資1400多億元,相當(dāng)中央投資1元錢,拉動社會投資10元錢。農(nóng)村水電發(fā)售電總收入4800多億元,上繳稅金400多億,累計提供就業(yè)崗位150多萬個。
3.發(fā)展小水電增強(qiáng)山區(qū)農(nóng)村造血功能,帶動了農(nóng)村工業(yè)化、城鎮(zhèn)化,促進(jìn)縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。1999年,廣東33個電氣化縣的小水電企業(yè)總計上繳稅費(fèi)30億元,占33個縣財政收入的22%;甘肅甘南州的小水電企業(yè)總計上繳的稅金占全州財政收入的30%。小水電發(fā)展還帶動農(nóng)村中小型基礎(chǔ)公共設(shè)施建設(shè),改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件。
4.促進(jìn)了山區(qū)農(nóng)民脫貧致富。農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)組織和農(nóng)民通過資源資金入股、征地補(bǔ)償、參與工程建設(shè)和運(yùn)行管理等途徑,每年穩(wěn)定增加收入10億元以上。小水電代燃料戶年均可減少電費(fèi)支出300元。項(xiàng)目區(qū)農(nóng)民通過外出務(wù)工、發(fā)展特色農(nóng)業(yè)或開展特色旅游等,每戶年均增加收入5000多元。
5.改善了生態(tài)環(huán)境。小水電代燃料項(xiàng)目實(shí)施以來,解決了400萬農(nóng)民的生活燃料,每年可減少薪柴消耗670萬立方米,保護(hù)森林面積1400萬畝。通過開展綠色小水電建設(shè),強(qiáng)化電站減水河段生態(tài)修復(fù)治理和下泄流量監(jiān)管,中小河流生態(tài)得到明顯改善。許多地方利用小水電開發(fā)形成的水面,營造人工濕地和親水走廊,成為城鎮(zhèn)景觀和良好的旅游、休閑活動場所。
6.小水電就地開發(fā)、就近供電形成的小水電網(wǎng),在電力主網(wǎng)因?yàn)?zāi)解列、停運(yùn)等情況下,能夠發(fā)揮其分布供電的優(yōu)勢,通過“黑啟動”迅速恢復(fù)供電能力,有效降低災(zāi)害損失。
7.推動了世界小水電發(fā)展。我國開發(fā)小水電、建設(shè)農(nóng)村電氣化的經(jīng)驗(yàn)得到國際社會的普遍贊譽(yù)。總部在杭州的聯(lián)合國國際小水電中心先后為30多個國家提供了小水電技術(shù)咨詢和服務(wù),為發(fā)展中國家培訓(xùn)了大批小水電技術(shù)骨干,帶動了國內(nèi)設(shè)備出口和勞務(wù)輸出?!包c(diǎn)亮非洲”項(xiàng)目得到聯(lián)合國的肯定和非洲的歡迎。今年4月,習(xí)近平主席同巴基斯坦總理謝里夫共同為“中巴小型水電技術(shù)國家聯(lián)合研究中心”揭牌,開啟了小水電國際合作交流的新篇章。
二、新時期有新使命
1.增加清潔能源供應(yīng)。目前我國年人均用電量不到4000千瓦時,距發(fā)達(dá)國家年人均1萬千瓦時以上的水平有較大差距。我國小水電資源儲量豐富,合理開發(fā)后,可提供1億多噸標(biāo)煤的能源供給量。
2.推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)。今年《中共中央國務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》提出,2020年非化石能源占一次能源消費(fèi)15%左右。2014年中國非化石能源消費(fèi)占一次能源消費(fèi)為11.1%。目前水電裝機(jī)僅占22%。2014年小水電發(fā)電量2281億千瓦時,替代7400萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,減少二氧化碳排放1.9億噸,減少二氧化硫排放178萬噸。
3.助力山區(qū)農(nóng)村脫貧致富。目前,我國農(nóng)村水能資源開發(fā)率按裝機(jī)統(tǒng)計為57%,按發(fā)電量統(tǒng)計僅為41%,未開發(fā)資源大部分集中在832個貧困縣。按中央精準(zhǔn)扶貧脫貧的要求,在農(nóng)村水能資源豐富的貧困地區(qū)實(shí)施農(nóng)村水電扶貧工程,大力扶持小水電發(fā)展。
三、優(yōu)勢明顯具潛力
小水電在我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的獨(dú)特作用,與其他能源資源相比,小水電具有一定的比較優(yōu)勢。
1.資源豐富,技術(shù)成熟。小水電在我國已有100多年歷史,是大規(guī)模開發(fā)利用最早、技術(shù)最成熟的可再生能源。我國在小水電設(shè)計、施工、設(shè)備制造、運(yùn)行管理等方面處于世界領(lǐng)先。小水電站運(yùn)行可靠,出力相對穩(wěn)定,年平均利用小時數(shù)約3200小時,高于風(fēng)電的1900小時和太陽能發(fā)電的1100小時,2014年小水電裝機(jī)是風(fēng)電裝機(jī)的3/4,發(fā)電量是風(fēng)電的1.5倍。有調(diào)節(jié)能力的小水電站一般都承當(dāng)調(diào)峰調(diào)頻任務(wù),保證供電品質(zhì)和電網(wǎng)安全。同時小水電無需配套建設(shè)常規(guī)能源來保證電網(wǎng)穩(wěn)定。
2.成本經(jīng)濟(jì),能源回報率高。據(jù)國網(wǎng)能源研究院、北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院等機(jī)構(gòu)研究,包括固定資產(chǎn)投資、運(yùn)行和維護(hù)成本、退役成本等在內(nèi)的電站全生命周期的發(fā)電成本,每千瓦時水電為0.15元、光伏發(fā)電為0.34元、風(fēng)電為0.55元,水電成本最低。能源回報率是能源設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行全過程中能源產(chǎn)出投入的比值。根據(jù)加拿大魁北克水電局研究,水庫式水電的能源回報率約為208-280,徑流式水電的能源回報率約為170-267,風(fēng)電約為18-34,生物能約為3.5,太陽能為3-6,傳統(tǒng)火力發(fā)電2.5-5.1,水電能源回報率最高。
3.具有綜合效益,減排優(yōu)勢明顯。小水電工程除了提供清潔的電能,還具有城鎮(zhèn)防洪、農(nóng)業(yè)灌溉、城鄉(xiāng)供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖和親水旅游等多重功能。據(jù)中國環(huán)境科學(xué)研究院研究,小水電(徑流式為主)全生命周期替代燃煤火電減排溫室氣體和PM2.5的因子為每千瓦時937-1019克和0.202克,風(fēng)電為921-1013克和0.134克,太陽能發(fā)電為820-984克和0.131克。小水電的減排優(yōu)勢明顯,減排PM2.5的效益是風(fēng)力、太陽能發(fā)電的1.5倍以上。
四、客觀看待小水電對生態(tài)環(huán)境的影響
近年來社會公眾關(guān)注的小水電對生態(tài)環(huán)境的影響,主要有以下幾個方面:
1.關(guān)于開發(fā)程度。截至2014年底,按電能統(tǒng)計,全國小水電開發(fā)率約41%,遠(yuǎn)低于歐美發(fā)達(dá)國家的水電開發(fā)程度。目前瑞士、法國開發(fā)程度達(dá)到97%,西班牙、意大利達(dá)到96%,日本達(dá)到84%、美國達(dá)到73%。一條河流、一個區(qū)域建水電數(shù)量沒有統(tǒng)一的量化標(biāo)準(zhǔn),這取決于河流資源稟賦和功能,需專業(yè)論證和規(guī)范審查審批,在規(guī)劃中明確。某條河流、某一區(qū)域水電站建設(shè)多少、疏密,應(yīng)具體問題具體分析,在規(guī)劃中體現(xiàn)。
2.關(guān)于河段減脫水。我國有些山區(qū)河流本身就是季節(jié)性河流,枯水期存在河水?dāng)嗔?、河床裸露。一些早期建設(shè)的引水式電站受當(dāng)時經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件限制,沒有設(shè)計、建造最小流量泄放設(shè)施,同時,水資源開發(fā)利用程度越來越高,諸多因素都使得引水河段的減水脫流現(xiàn)象有所加劇?!笆濉逼陂g,全國4400多座老舊電站進(jìn)行了增效擴(kuò)容改造,改善了近2000條中小河流的生態(tài)環(huán)境。福建、陜西、甘肅等地也出臺了水電站最小下泄流量的計算、設(shè)計和監(jiān)管辦法,要求老舊電站通過設(shè)置生態(tài)泄水管、增設(shè)生態(tài)機(jī)組、新建雍水壩和開展梯級聯(lián)合調(diào)度等措施,確保廠壩間河段生態(tài)需水。
3.關(guān)于魚類保護(hù)。過度捕撈、水體污染、閘壩建設(shè)阻截河道引起水環(huán)境變遷和外來物種入侵等,都會造成魚類種類和數(shù)量減少。小水電開發(fā)對魚類的影響主要是筑壩截斷河流,阻隔了洄游性魚類的洄游路線,同時使流水變?yōu)殪o水,影響了喜流水性種類的生存,但也使喜靜水生活的種類在庫區(qū)成為優(yōu)勢種群。2012年,水利部組織對3500多條中小河流水能資源開發(fā)規(guī)劃進(jìn)行修編,凡涉及國家和地方重點(diǎn)保護(hù)、珍稀瀕危或特有水生生物的河段不再規(guī)劃新建小水電。
4.關(guān)于水土保持。小水電的水土流失問題主要在建設(shè)施工階段,需要各級水行政主管部門履行法定職責(zé),加強(qiáng)項(xiàng)目水土保持方案實(shí)施的監(jiān)督和檢查,督促業(yè)主和施工單位嚴(yán)格貫徹落實(shí)“三同時”制度,加強(qiáng)水土保持工程監(jiān)理和水土流失監(jiān)測,落實(shí)水土流失防治責(zé)任。
5.關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害防治。公眾曾質(zhì)疑舟曲泥石流災(zāi)害與白龍江建設(shè)水電站有關(guān)。根據(jù)2010年國土資源部的通報,“5˙12”汶川特大地震致使山體松垮,半年多長期干旱,加之瞬間性強(qiáng)降暴雨,是造成舟曲特大泥石流災(zāi)害的主要原因。小水電開發(fā)造成局部山體擾動和水土流失問題是存在的,但不是造成舟曲“8.8”特大山洪泥石流災(zāi)害發(fā)生的成因。清華大學(xué)多年的研究試驗(yàn)表明,水電開發(fā)不僅不會引發(fā)泥石流災(zāi)害,還能減少減輕泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。水電站能把90%以上的河水能量轉(zhuǎn)化為電能,減小水流的破壞力,梯級電站可以形成“人工階梯-深潭系統(tǒng)”,控制河床的侵蝕下切、維持河床穩(wěn)定,從而消減泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的危害。
五、國際社會一致認(rèn)可小水電
各國對小水電定義不同,歐盟將小水電定義為單站裝機(jī)1萬千瓦以下,俄羅斯定義為單站裝機(jī)3萬千瓦以下,美國各州的定義不同,范圍從0.5萬千瓦到10萬千瓦不等。但各國對小水電正面作用的認(rèn)識是一致的。
1.歐美發(fā)達(dá)國家很重視小水電開發(fā)。美國國會決定修訂現(xiàn)有的法律法規(guī),快速有效地促進(jìn)小水電的發(fā)展。2013年8月,美國施行《水電監(jiān)管效率法案》和《墾務(wù)局小水電發(fā)展和農(nóng)村就業(yè)法案》,簡化和加快小水電開發(fā)監(jiān)管審批的程序。美國目前不僅對小河流發(fā)電問題特別重視,對回收和開發(fā)灌溉渠道上的跌水、分水節(jié)制閘和退水閘上的微小水能也很感興趣,還準(zhǔn)備利用現(xiàn)有壩和水庫以及其它水利設(shè)施的水能資源發(fā)展小水電和微型水電站。歐洲水電建設(shè)歷史悠久,開發(fā)程度高,開發(fā)率多在70%以上。歐盟為實(shí)現(xiàn)到2020年可再生能源占總能源比例達(dá)到20%的強(qiáng)制目標(biāo),在水電開發(fā)程度較高的情況下,仍計劃通過改擴(kuò)建或新建小水電工程,使2020年水電裝機(jī)在2010年基礎(chǔ)上增加6.2%。奧地利為促進(jìn)小水電建設(shè),自2010年開始,對裝機(jī)在1萬千瓦以下的小水電新建或改造項(xiàng)目進(jìn)行投資補(bǔ)貼,每千瓦投資補(bǔ)助400-1500歐元,補(bǔ)貼額度不超過項(xiàng)目總投資的30%。
2.世行等國際組織持續(xù)加大對小水電項(xiàng)目建設(shè)的支持力度。2009年世界銀行發(fā)布《水電發(fā)展方向》,認(rèn)為水電對能源安全有非常重要的作用,有助于區(qū)域發(fā)展和消除貧困,有助于應(yīng)對氣候變化,同時作為水利基礎(chǔ)設(shè)施能幫助調(diào)節(jié)洪旱災(zāi)害,提高水資源配置效率。近年來,世行加大水電行業(yè)貸款,2002-2014年間超過88億美元用于新建改建水電站,其中裝機(jī)小于3萬千瓦的水電站占一半左右。2015年世界水電大會上,亞行東亞部總裁兼能源委員會主席布噶瓦強(qiáng)調(diào),亞太水電開發(fā)重要性毋庸置疑,水電是清潔能源,亞洲開發(fā)銀行堅(jiān)定支持清潔能源發(fā)展,在過去二十幾年里,已為亞太地區(qū)的水電累計投資了數(shù)十億美元。
3.國際社會積極探索推進(jìn)水電可持續(xù)發(fā)展。近年來,國際先后開展了綠色水電認(rèn)證、低影響水電認(rèn)證和水電可持續(xù)性評估。以瑞士綠色水電認(rèn)證為代表,認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)從水文特征、河流系統(tǒng)連通性、泥沙與河流形態(tài)、景觀與生境、生物群落等5個方面反映健康河流生態(tài)系統(tǒng)的特征,并通過最小流量管理、調(diào)峰、水庫管理、泥沙管理、電站設(shè)計等5個方面的管理措施來實(shí)現(xiàn)。利用市場激勵機(jī)制,引導(dǎo)消費(fèi)者購買環(huán)境友好的產(chǎn)品,鼓勵業(yè)主自愿保護(hù)環(huán)境和修復(fù)生態(tài),為實(shí)現(xiàn)水電可持續(xù)發(fā)展探尋了新的路徑。