中國水電開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展

1、中國水電開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展中國工程院院士、中國大壩委員會主席 陸佑楣1 中國的經(jīng)濟發(fā)展對電力的需求目前中國正處在經(jīng)濟高速增長的時期， GDP 的年增長率持續(xù)保持在 8% 以上， 2003 年 GDP 已達 14000 億美元， 但人均 GDP 僅為 1000 美元。 中國仍然是一個發(fā)展中國家， 經(jīng)濟的持續(xù) 增長是必然的趨勢。國民經(jīng)濟的增長必然伴隨著對能源電力需求的增長。 2003 年底全國電 力總裝機已達3.91億kW，年電量為19000億kW，但由于經(jīng)濟的快速增長，仍然出現(xiàn)了部分地區(qū)電力供應不足， 拉閘限電頻繁。 由此可以預計的電力增長前景為： 2004年將突破 4 億 kW， 2010年達到

2、 6億 kW， 2020年將達到 9.5億 kW 以上，這是一個可觀的增速。2 中國一次能源儲量及評價 中國的電力主要依靠常規(guī)一次能源獲得，據(jù)勘查統(tǒng)計資料：2.1 煤炭資源相對較為豐富， 但人均占有量也只是世界人均占有量的45%。煤炭是我國電力的主要能源，其年產(chǎn)量的50%以上用于發(fā)電，煤電占全國電力的74%左右，是中國的主力電源。但大量燃燒煤炭造成的環(huán)境污染問題是難以克服的。 每燃燒 1 噸原煤（相當于 0.70.8 噸的標準煤）要排放 2.49噸CO2造成全球溫室效應的有害氣體，要排放 0.075噸SO2、 0.037噸NO 造成酸雨的有害氣體，同時還排放粉塵類固體廢物0.68噸。再加上煤炭

3、開采過程對生態(tài)環(huán)境的影響， 故不可忽視要付出的代價。 但從中國能源結(jié)構(gòu)看， 電力工業(yè)以煤電 為主的格局在可見的未來難以轉(zhuǎn)變。 為此，要推廣潔凈煤的使用， 提高煤電的燃燒技術(shù)，推 廣循環(huán)硫化床、 超臨界及超超臨界的發(fā)電技術(shù)， 以提高煤炭的利用效率。 然而煤炭是不可再 生的，總儲量肯定逐步減少，按當前年開采量 17億噸計算， 80余年就將耗竭。2.2 石油是中國緊缺的能源資源，人均占有量只是世界人均占有量的10.71%。石油是可攜帶能源，主要是用于飛機、汽車、船舶的動力和化工原料。不宜大量地用于發(fā)電。2.3 天然氣也是中國的緊缺能源，人均占有量只是世界人均占有量的4.99%，主要用于化學工業(yè)原料及

4、居民生活用能源。也不宜大量地用于發(fā)電。2.4 水能資源在中國相對較為豐富，人均占有量為世界人均占有量的55.1%。它既是清潔的能源又是可再生能源， 是用于發(fā)電的優(yōu)質(zhì)能源。 水力發(fā)電是利用江河源遠流長的流量和落差 形成水的勢能發(fā)電， 是一次性能源直接轉(zhuǎn)換成電力的物理過程， 它不消耗一立方水， 也不污 染一立方水，不排放一立方有害氣體，也不排放一公斤固體廢物，是清潔的能源。此外，只 要地球上水循環(huán)不中止， 江河不會干涸， 水資源是永恒的，是可再生的能源。水力發(fā)電獲得 的電量是不耗減總資源量的。因此，世界各國無不優(yōu)先開發(fā)水能資源。據(jù)統(tǒng)計，世界上有 24個國家依靠水力發(fā)電提供國內(nèi)90%的電力，如巴西、

5、挪威等；有 55個國家水力發(fā)電占全國電力的 50% 以上，如加拿大、瑞士、瑞典等。中國當前的水電裝機容量約占全國電力的 24%，年發(fā)電量占 14.8%。當然，水電開發(fā)會改變原來的河流狀態(tài)，而最重要的是水庫將淹 沒部分土地， 居民要搬遷， 用部分陸地面積換取了水面面積， 而且由于河流流態(tài)的改變會影 響部分魚類的生存環(huán)境以及水庫泥沙淤積可能帶來的一些不利影響。為此， 水電開發(fā)過程必需建立一套科學、完整的評估體系，以作出準確的決擇和采取相應對策。2.5 核電是優(yōu)質(zhì)高效的能源。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，核電不論從技術(shù)上和安全上都已得到公眾 的認可。當今世界核電總裝機已占電力總裝機的16%。隨著技術(shù)的發(fā)展，由安

6、全的裂變反應堆發(fā)展到中子堆和可控核聚變反應堆， 將是人類未來能源的發(fā)展方向。 中國的核電事業(yè)起 步較晚， 目前僅有 636.4 萬 kW 的裝機容量， 占全國電力總裝機的 1.6%，應在近期大力發(fā)展 核電，預期到 2020 年達到 3600 萬 kW 的裝機容量。2.6 風能、太陽能、生物能等是潔凈的可再生能源，但由于能量轉(zhuǎn)換密度和效率很低，目前 利用技術(shù)尚處于初始階段， 應該加快科技研發(fā)， 以替代部分能源， 但在可見的未來還不可能 成為電力的主角。3 中國的水電開發(fā)及現(xiàn)狀3.1 中國有眾多的河流， 地理特征和氣候特征形成了豐富的水能資源。 經(jīng)過全面的查勘計算， 我國水能資源理論蘊藏量為 6.

7、88 億 kW ，年發(fā)電量 5.92 萬億 kW 。經(jīng)過最新的經(jīng)濟、技 術(shù)、環(huán)境綜合評估、篩選，我國可開發(fā)利用的水能資源為4.48 億 kW ，年發(fā)電量 2.47 萬億kW ，約相當于每年燃燒 9 億噸煤炭的能量，是世界上水能資源總量最多的國家，這是中 國經(jīng)濟發(fā)展重要而可貴的資源。3.2 中國雖然在 1912 年就有了第一座水電站 （云南省石龍壩， 裝機 500kW ），但由于工業(yè)化 進程的滯后，水電開發(fā)利用真正起步于二十世紀的后半期。經(jīng)過 50 多年的建設，到 2003 年全國水電總裝機已達 9217萬 kW ，約占全國電力的 24%，年發(fā)電量 2830億 kW ，約占 全國發(fā)電量的 14.

8、8% 。從水能資源的儲量看， 中國水電開發(fā)水平遠低于世界上水能資源相對 豐富的國家。如下表 1 和表 2 分別顯示了世界各國水能開發(fā)情況和中國的水電開發(fā)歷程。表 1 說明， 發(fā)達國家水電的利用率均很高， 尤其是歐洲的國家充分地利用了水電， 保護了環(huán) 境。3.3 在中國已經(jīng)開發(fā)的 1 億 kW 的水電裝機中，有 2800 多萬 kW 屬于單站 5 萬 kW 以下的 小水電站，約有 40000 余座，占水電總?cè)萘康?33%。小水電資源豐富，為解決廣大農(nóng)村和 偏遠山區(qū)等大電網(wǎng)難以播及的地區(qū)用電起到了積極而有效的作用，代替了一部分燃煤電源， 保護了環(huán)境。小水電投資分散，私人和集體投資者多，籌資容易，技

9、術(shù)和設備相對簡單，建 設周期短，是不可忽視的可再生能源。 國家已將小水電列入可再生能源的優(yōu)惠政策扶植之列。3.4單站5萬kW以上的大中型水電站是中國水電的主力，經(jīng)過五十余年的開發(fā)建設，已建 成 230 余座，其中百萬 kW 級以上的水電站 25 座，五十萬 kW 級以上的 40 余座，奠定了我 國水電開發(fā)領域的勘探、科研、設計、施工的各類人才、專業(yè)隊伍、規(guī)范標準、組織型式、 工程技術(shù)的完整基礎， 中國已有能力開發(fā)各類水電站。 長江三峽水電站的建設成功標志著特 大型水電站的開發(fā)建設能力上升到新的高度， 中國的水電開發(fā)建設能力已躍居世界前列， 可 以說當前是中國水電開發(fā)建設的最好時機。4 中國水電

10、開發(fā)的經(jīng)驗與教訓積累了五十余年的實踐經(jīng)歷，中國水電開發(fā)有著豐富的成功經(jīng)驗，也有可貴的失敗教訓。4.1 要有一個良好的建設管理體制。八十年代以前，在國家計劃經(jīng)濟體制下實行的是國家財 政撥款，政府行業(yè)部門管理，施工企業(yè)自建自管， 竣工后移交給電力部門運行管理。雖然也 成功地建設了一批水電站， 但由于投資者、 項目負責人、 工程承包人和經(jīng)營運行機構(gòu)的界線 不清，互相錯位或脫節(jié)，職責不明，投資者不管回收，沒有項目負責人，工程承包由行政決 定，缺乏有效的監(jiān)督，缺乏競爭意識，效率低下。隨著國家經(jīng)濟體制的改革，由計劃經(jīng)濟體 制轉(zhuǎn)換為市場經(jīng)濟體制， 水電開發(fā)建設才實施了一套全新的建設管理體制， 即實行項目法人

11、 負責制，多渠道融資解決資金籌措；實行招標承包制，引進競爭機制；實行工程監(jiān)理制，健 全了工程監(jiān)督管理機制。 項目法人以合同的形式組織各方建設者， 形成了一套完整、 科學的 管理體制，有力地推動了水電開發(fā)建設的速度。4.2 要做好流域和項目規(guī)劃。從本質(zhì)上講，項目的規(guī)劃是對大自然、對河流以及對流域的人 文社會認識的過程， 要積累大量的準確的原始數(shù)據(jù)， 進行科學的選擇論證項目的必要性和可 行性。 在項目的決策過程，必須堅持科學和民主， 要聽取各種不同意見，切忌主觀意見決定 一切，才能做到項目的準確決策。4.3 要有一個優(yōu)質(zhì)的設計和技術(shù)管理。要充分掌握河流的水文、地質(zhì)、地震等自然條件，保 證工程順利進

12、行， 是項目成敗的關(guān)鍵之一。 在項目的實施過程必須嚴格科學管理， 水電站的 施工受自然因素及人為因素影響很大， 工程技術(shù)復雜， 必須有一套嚴格的技術(shù)管理制度， 盡 可能運用先進的工程技術(shù)和高效的施工機具創(chuàng)造良好的施工業(yè)績， 切忌盲目無序的管理， 是 保證工程順利建設的關(guān)鍵。4.4 要有完善的移民政策和行動，做好水庫移民搬遷，是項目成敗的關(guān)鍵。中國地少人多， 尤其在中國東部，人均耕地面積只有 11.5 畝，在東南沿海地區(qū)已建的一些大中型水電站， 為每年得到 1 億 kW 的電量平均約須搬遷 1000人以上，西部地區(qū)則為 200300 人。早期 建設的一些水電站沒有足夠的補償， 簡易的搬遷造成了大

13、量的遺留問題。 從十九世紀八十年 代以后， 中國政府加強了水庫移民工作的法規(guī)和政策， 取得了明顯的成效， 把移民工作與經(jīng) 濟發(fā)展結(jié)合起來， 把移民與脫貧致富結(jié)合起來。 最典型的例子是長江三峽工程， 移民總量達 113 萬人口，除了補償足夠的遷建資金，還組織了全國范圍的對口支援和部分外遷移民，從 1993 年開始與工程建設同步進行，到 2004 年 6 月已完成約 90 萬居民的搬遷工作，其中外 遷到平原地區(qū)或經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)有 16.5 萬人。三峽工程的成功移民是一個很好的范例，也 得到了聯(lián)合國有關(guān)組織的好評。4.5 要充分做好生態(tài)和環(huán)境的評估。水電站要興建水庫，必然改變河流的原始狀態(tài)，淹沒區(qū)

14、的生態(tài)將發(fā)生一定的變化， 由于水體流速的減緩河流水質(zhì)是否會變質(zhì)， 水生動物生活習性的 改變是否會導致魚類的增多或減少乃至滅絕， 以及河流的泥沙運動規(guī)律等， 這些問題都是需 要認真研究分析的。 水電站利用水勢能發(fā)電， 替代了礦物燃料的開采燃燒， 減少了環(huán)境污染， 從總體上看是有利于保護和改善生態(tài)環(huán)境的。 總之， 水電開發(fā)既有有利的一面， 也會有不利 的一面， 必須客觀地分析其利弊得失， 關(guān)鍵在于如何興利避害， 如何有利于人類的可持續(xù)發(fā) 展。4.6 做好資金的籌措，多渠道融資，運作好資金，保證工程建設的資金使用。水電工程是一 次性能源和二次性能源同時轉(zhuǎn)換建成， 因此投資規(guī)模大， 在中國百萬級水電站

15、單位千瓦的投 資成本約10001200美元，總投資達1012億美元，如三峽電站達220億美元。大中型水 電站建設周期長，一般要510年，期間的物價變化、 銀行利率的變化都會影響整個工程的 造價，最終反映到電價在市場上的競爭力。為此，必須不斷的預測風險，加強風險分析，盡 量歸避風險，調(diào)整融資方式，用“靜態(tài)投資控制，動態(tài)資金運作”的辦法降低成本，保證工 程順利推進。4.7 推行流域滾動開發(fā)機制。項目法人在開發(fā)過程建立起滾動開發(fā)意識，即用已建成的水電 站的發(fā)電收益投入滾動開發(fā)建設新的水電站項目， 在同一河流實行滾動開發(fā)可以取得最好的 開發(fā)效率。5 長江三峽工程的范例長江三峽工程是當今世界規(guī)模最大的水

16、電站， 裝機容量 1820萬 kW ，多年平均年發(fā)電量 847 億 kW ，相當于每年燃燒 4000 萬噸煤炭的能源，并兼有長江防洪和通航的效益。三峽工 程經(jīng)歷了七十多年的設想、規(guī)劃、勘測、設計、論證、決策的全過程，于1992年由全國人大表決興建。 三峽工程規(guī)模巨大， 按 1993年的物價水平計算， 需投資 900.9億元人民幣 （相 當于 157.4億美元， 按 1993年匯率），其中水庫移民補償 400億元人民幣 （相當于 69.9億美 元，按 1993年匯率），占總投資的 44.4%。整個工程建設期達 17 年，考慮到 17 年期間的物 價因素和銀行利率變化的因素， 1994年預測工程所

17、需總投資為 2039 億元人民幣（相當于 250 億美元）。水庫移民總量達 113萬人口，重建城鎮(zhèn) 12座。從 1993年開始三峽工程進入實施 階段。中國政府決定運用市場經(jīng)濟的規(guī)律組織三峽工程的建設，成立了中國長江三峽工程開發(fā)總公司， 作為三峽工程的項目法人， 實行項目法人負責制， 國家設立了三峽工程建設基金， 以資本金的形式注入三峽總公司，三峽基金約占總投資的40%，三峽總公司自身發(fā)電收益投入約占 20% ，其余的 40%資金由三峽總公司從融資市場獲得即銀行貸款、向社會發(fā)行債 券、改制上市等多渠道籌措資金。 三峽工程經(jīng)過 11 年的建設， 已于 2003年6月實現(xiàn)了水庫 的初期蓄水、船閘通航

18、和首批機組發(fā)電的階段性目標，水庫移民已完成90 萬人口的搬遷。至 2004 年 8 月已有 10 臺 70 萬 kW 的機組投產(chǎn)發(fā)電，三峽電廠的總出力已達 700 萬 kW ， 自投產(chǎn)以來的發(fā)電量已達 320 億 kW 。經(jīng)國家發(fā)改委核定三峽電廠的上網(wǎng)電價在劃出防 洪、通航等非經(jīng)營性效益投資分攤40%后，是0.25元/kW（人民幣），其中運行、折舊、融資及稅賦等成本約占 0.20 元，凈利潤約每度電 0.05 元。三峽總公司將建設期的發(fā)電收益 再投入三峽工程建設。 截至 2003 年底， 三峽工程投資已實際完成 1000 億元人民幣， 現(xiàn)在再 預測到 2009年全部竣工時， 工程總投資大約可控

19、制在 1800億元人民幣 （約 220億美元） 以 內(nèi)，沒有突破預算，略有結(jié)余。三峽總公司通過改制成立了控股上市公司-中國長江電力股份有限公司，“長江電力” 股票成功地于 2003 年正式上市， 運用資本市場上的資金滾動開發(fā) 新的電站項目。 現(xiàn)已獲得金沙江上烏東德、 白鶴灘、 溪洛渡、 向家壩四個梯級電站的開發(fā)權(quán)， 這四個梯級電站的總?cè)萘繛?800萬kW，其中溪洛渡、向家壩兩電站已開始進入籌備建設 期，三峽總公司進入到一個健康的滾動發(fā)展時期。 三峽工程項目的開發(fā)歷程可以看作是中國 水電開發(fā)的一個典范，建立了一套有利于水電加快開發(fā)的機制。6 可持續(xù)發(fā)展的電力政策建議6.1 水力發(fā)電是可再生的清潔能源，可以起到改善生態(tài)、保護環(huán)境的有效作用。聯(lián)合國關(guān)于 全球氣候變化的框架公約要求，在今后半個世紀內(nèi)把目前占全球電力生產(chǎn)80%的礦物燃料的比重降低到