面對百年未有之大變局，我國的水電是否還能繼續(xù)高質(zhì)量的發(fā)展？我國的各種條件，能否滿足水電高質(zhì)量發(fā)展客觀要求？
文 | 張博庭
對于我國未來電力發(fā)展的預測，中國工程院某副院長曾表示，“2017年，我國非化石電力占比30.2%，到2020年，占比將達到35%，2030年達到48%，到2050年，達到78%。”。國家發(fā)改委能源研究所某副所長則認為，“2050年，全社會用電量中，風電占比50%，太陽能占到23%，水電占到12%，核電和火電各占到6%?！?。不同的研究機構(gòu)和群體對我國減排路線圖，認識上存在著較大的差距。
工程院的減排路線圖不僅可行，而且還可以說是最大程度保護了現(xiàn)有企業(yè)利益的情況下可達到的最低目標。而研究所的研究結(jié)論，也具有可行性，因為它們非常了解具體國情的專門能源研究機構(gòu)。
在此基礎(chǔ)上，我們水電的專業(yè)人士卻可以發(fā)現(xiàn)，能源研究機構(gòu)對于我國水電的減排作用，挖掘的還不夠充分。我們認為：水電在未來的我國發(fā)電總量中的比重，決不應(yīng)該僅占12%，而是要遠高于目前的18%，甚至可以達到20%以上。
如果我們能夠證明：我國的水電在未來發(fā)電能源中的比重，可以達到20%，那么能源研究所已有的預測結(jié)論，是不是就可以修正為：到2050年我國的“風電占比50%，太陽能占到23%，水電占到20%，核電6%和火電0%?！绷四?？
進而我們可以發(fā)現(xiàn)2050年我國實現(xiàn)100%非化石能源發(fā)電的問題，基本上不必擔心。因為，能源研究所的減排路線圖是“風電占比50%，太陽能占到23%”，再加上我國巨大的水電潛力，完全可以“用更多的水電，取代火電”。
潛力巨大的中國水電
由于世界第三級青藏高原的存在，我國水電資源非常豐富，絕對是世界第一。目前，我國水電的裝機（3.56億千瓦）和年發(fā)電量（1.3萬億千瓦時）基本都占到了全球的四分之一以上，我國水電與世界第二之間的差距，至少都在3倍以上。
然而，目前社會上很多人（甚至包括一些研究能源問題的專家）都認為我國水電可開發(fā)潛力已經(jīng)所剩無幾了。這是因為，直到世紀之交，我國正式公布的水電可開發(fā)資源量也不過只有1.7萬億度/年。2006年的水電資源普查之后，更正后公布的數(shù)字為2.47萬億。幾年之后，2016年的十三五規(guī)劃就上升到了3萬億。
水電資源勘測的這種復雜性、困難性，往往使得可開發(fā)的資源量上升的空間很大。即便我們以十三五規(guī)劃正式頒布的比較保守的3萬億/年來計算，我國目前（截至到2019年底）所開發(fā)利用的水電資源還不到44%。
如果我們能達到目前發(fā)達國家水電開發(fā)的（大約70%到90%的）平均水平，那么未來我國的水電，至少還有一半以上的開發(fā)潛力。初步估算，屆時我國水電至少每年可以提供2.6萬億度的電能。
這個電量對我國能源的作用有多大？假設(shè)我國的用電達到峰值的時候，按照14億人口，每人每年8000度電的需求，大約也就是每年11.2萬億度電。（目前我國各種用電峰值的研究預測，最高的也不過就是12萬億度左右）。
也就是說我國的水電（2.6萬億度的年發(fā)電量）將可以在未來我國用電最高峰的電力構(gòu)成中，至少應(yīng)該能提供20%以上的電能，遠高于目前的18%?？傊?，我國的資源稟賦顯示：未來我國水電所能發(fā)揮的作用，不僅不會比目前少，而且還要有所上升。
除了豐富的資源量，中國領(lǐng)先世界的水電技術(shù)也成為資源開發(fā)的堅實基礎(chǔ)。
2004年，我國水電總裝機容量突破1億kW，超越美國成為世界第一。雖然我國的水能資源極為豐富，但我國水電開發(fā)建設(shè)的任務(wù)極其艱巨、繁重，因此我國水電開發(fā)的過程中所遭遇到的困難，所需要解決的難題，也幾乎是前所未有的。
可以說，從我國改革開放加速水電開發(fā)建設(shè)時候起，我國的水電就已經(jīng)開始了向世界水電科技制高點的攀登。目前，世界上最大的水電站是我國的三峽；最高的碾壓混凝土壩（203m）是我國的黃登水電站；世界上最高的混凝土面板堆石壩（233m）是我國的水布埡水電站；最高的雙曲拱壩（305m）是我國的錦屏一級水電站。我國正在建設(shè)的雙江口水電站的堆石壩，高度將達到312m，建成后將成為全世界第一的高壩，刷新所有的世界紀錄。
建設(shè)這些世界之最的水電站大壩，需要一系列尖端的工程技術(shù)支撐?？梢哉f在所有這些工程技術(shù)方面，我國都已經(jīng)走在了世界前列。在水電機組制造方面，目前不僅世界上單機容量70萬kW的水輪發(fā)電機組絕大部分都安裝在中國，而且單機容量達到80萬kW和100萬kW的水輪發(fā)電機組，也只有中國才有。
這種結(jié)合了現(xiàn)代科技的水電開發(fā)技術(shù)，使得我國的水電開發(fā)能力不斷增強，可開發(fā)的資源量也不斷的在擴展。加上我國現(xiàn)有的遠距離、超高壓、特高壓輸電技術(shù)，理論上我們的水電開發(fā)已經(jīng)沒有制約性的技術(shù)障礙。
總之，今天我國的水電已經(jīng)是當之無愧的世界第一。無論從規(guī)模、效益、成就，還是從規(guī)劃、設(shè)計、施工建設(shè)、裝備制造水平上，都已經(jīng)是絕對的世界領(lǐng)先。一般人可能想象不到，中國水電領(lǐng)先世界的程度，其實遠超經(jīng)常宣傳的高鐵、核電等行業(yè)。我國的高鐵、核電等技術(shù)雖然已經(jīng)非常先進，但是在國際市場上還是有競爭對手的。但是在水利水電領(lǐng)域的國際招標中，目前幾乎所有具備實力的競爭者都是中國的公司。我國這種全行業(yè)的絕對領(lǐng)先，在我國歷史上是否能絕后我們不知道，但肯定是空前的。
水電開發(fā)80%以上的必要性
發(fā)達國家的水電開發(fā)程度，為何普遍都在70%到90%多，平均也有80%以上呢？其實，發(fā)達國家他們當年在開發(fā)水電的時候，國際上還沒有什么碳減排的要求。然而，他們的水電，之所以都要開發(fā)到較高的程度的根本原因，主要在于社會現(xiàn)代化文明的發(fā)展，特別需要通過水電的開發(fā)來解決調(diào)控水資源的問題。
例如，美國著名的胡佛大壩、田納西流域梯級水電開發(fā)的主要原動力，其實都是社會發(fā)展需要有效的調(diào)控水資源。所以，這些國家在滿足了水資源的調(diào)控需求之后，往往就不再去進一步開發(fā)其它水電資源了。
而一些想靠開發(fā)水電解決能源問題的國家的水電開發(fā)程度，則普遍會更高些。例如：法國、瑞士等國的水電開發(fā)利用程度都超過了95%?？傊?，無論是哪種情況，國際社會的普遍經(jīng)驗說明，如果一個國家水電開發(fā)程度低于70%的話，那么這個國家的水資源調(diào)控問題，很難解決好。
因為，一個國家的水電開發(fā)程度往往都與水資源的開發(fā)程度成正比。所以，水電開發(fā)如果不能達到一定的程度，這個國家的水資源問題肯定也解決不好。目前，由于我國水電開發(fā)程度還不足44%，因此，我國的水資源調(diào)控的矛盾也就十分突出。
我國的國土面積和水資源總量都與美國差不多，但是，我國目前的水庫蓄水總量只有9千多億立方米，而美國是13.5萬億。我們大約還需要增加50%的水庫總庫容，才能達到美國那樣的水資源調(diào)控水平。
然而，美國的人口還只是我國的1/5左右。也就是說，如果我們不能超過美國的水電開發(fā)程度的話，我國的水資源調(diào)控矛盾，絕對是無法解決好的。
總之，我們也可以這樣說，即使我國不再需要用水電提供能源，但為了調(diào)控水資源我們也必須要把我國的水電開發(fā)程度提高到80%以上才行。否則，水資源的調(diào)控矛盾解決不好，我們建成小康社會的目標將難以實現(xiàn)。更何況目前我們還面臨著巨大的減排壓力，實現(xiàn)能源革命電力轉(zhuǎn)型，最終兌現(xiàn)巴黎協(xié)定的減排承諾，已經(jīng)迫在眉睫。
依靠水電實現(xiàn)100%的可再生能源供電
根據(jù)我國發(fā)改委能源研究所和國家可再生能源中心所發(fā)布的《我國2050高比例可再生能源發(fā)展情景暨路經(jīng)研究》報告的預測結(jié)論：到2050年我國風電和太陽能發(fā)電的裝機分別可達到24億和27億千瓦。
按照可能的年運行小時（風電2200多，太陽能1400多）估算。屆時我國的風電大約每年可提供5萬多億度電能，太陽能也能提供接近4萬億度。有了這9萬多億的電能，再加上水電的2.6萬億，就已經(jīng)超過了我國用電最高峰時的峰值11.2萬億度。
更何況屆時我們還要有2億多千瓦的生物質(zhì)能可以發(fā)揮作用。也就是說，即使我們完全不考慮核電的作用，我國未來也可以用100%可再生能源的發(fā)電，來滿足我國全部的用電需求。
不僅如此，水電還能夠肩負起非水可再生能源發(fā)電調(diào)峰的重任。
眾所周知，水電的可調(diào)節(jié)性肯定要比火電、核電都要好得多。所以，如果能源研究所的減排路線圖切實可行，不存在解決不了的調(diào)峰矛盾，那么我們用水電替代其中火電的方案當然就更不會有問題了。
此外，我們還應(yīng)該注意到：目前，盡管化學儲能的技術(shù)無論從技術(shù)上還是成本上，確實都還難以滿足商業(yè)化的要求，但是國內(nèi)外的研究機構(gòu)，為什么都還敢斷言說2050年全球就實現(xiàn)100%的由可再生能源供電，無論在技術(shù)上還是經(jīng)濟上都是可行的呢？
筆者認為，其最重要的原因之一就在于可再生能源家族中含有功能特殊的水電。水電是最優(yōu)質(zhì)的可再生能源，可以為風、光等可再生能源的大量入網(wǎng)，提供重要的保障作用。目前，世界上所有能夠?qū)崿F(xiàn)百分之百由可再生能源供電的國家，基本上都離不開水電的有效調(diào)節(jié)。
大家知道，挪威因為水能資源豐富，一直都依靠水電保障全國99%以上的用電需求。今年年初，葡萄牙也完成了一個多月完全由可再生能源供電的成功嘗試。葡萄牙高達52%的水電比重就是重要的支撐。
就連宣布了退出巴黎協(xié)定的美國的總統(tǒng)特朗普，在考察挪威，發(fā)現(xiàn)了水電的重要作用之后，也曾經(jīng)表示過，他有可能會通過開發(fā)美國水電的潛力，重新考慮加入巴黎協(xié)定。這其實就是水電在未來的高比例可再生能源體系中，具有特殊的重要作用的一種體現(xiàn)。
當然，我們也必須承認，世界上的水能資源本身（總量有限）確實不能滿足人類的能源電力需求，但是，由于科學開發(fā)的水電有很好的調(diào)節(jié)型，可以為大量的風、光等可再生能源的入網(wǎng)提供保障。這樣一來，水、風、光互補發(fā)電，情況就大不一樣了。
在現(xiàn)實中，風、光發(fā)電的間歇性與水電的季節(jié)性之間，通常有很強的互補關(guān)系。例如，我國四川省的涼山州，通過水、風、光互補，2016年涼山州除了滿足自己的用電需求之外，給我國東部地區(qū)的送電超過1300億度（這大約相當于當年上海市用電量的70%）。如果，未來的送電通道建設(shè)能有保障，預計2020年涼山外送電量可達2000億度。也就是說通過水、風、光的互補發(fā)電，涼山州一個州所產(chǎn)生的可再生能源，除了滿足自己的需要之外，還可以滿足一個像上海這樣大城市的全部用電需求。
目前歐洲很多的國家之所以能達到較高比例的可再生能源，也是因為歐洲的水電開發(fā)程度經(jīng)高。而我國目前之所以還不得不以煤炭發(fā)電為主的根本原因之一，也正是由于我國的水電開發(fā)程度還不夠高，水電的調(diào)節(jié)性能難以得到充分的發(fā)揮。
此外，在化學儲能技術(shù)沒有出現(xiàn)重大突破之前，水電家族中抽水蓄能電站的重要作用也不能忽視。為了給電網(wǎng)調(diào)峰，日本的抽水蓄能裝機規(guī)模早就超過常規(guī)水電。假設(shè)到2050年化學儲能的技術(shù)，仍然不能出現(xiàn)重大的突破，我們大不了再多建一些抽水蓄能。事實上，我國大量梯級開發(fā)的水電站（以及一些散落在全國各地的小水電）很多只要稍加改造，加裝上能抽水的泵，都可以改造成混合式的抽水蓄能電站。
總之，僅從發(fā)電量來分析，我國到2050年實現(xiàn)完全由可再生能源供電，應(yīng)該是完全可行的。再加上水電這種資源和它所具有的某些優(yōu)質(zhì)特性，在2050年實現(xiàn)百分之百的由可再生能源供電，無論在技術(shù)上還是經(jīng)濟上都是可行的。
新時期水電的挑戰(zhàn)與對策
1. 水庫移民
很長時期以來，移民問題一直都是水電開發(fā)的主要制約因素，但其實移民的難點并非是由水電開發(fā)造成的?，F(xiàn)實中凡是需要大量移民的大型水庫水電站，其實都是有著重要的水資源調(diào)控功能的多功能水電站。而這些電站的最主要作用，可能并不是發(fā)電，而是水資源的調(diào)控。
例如三峽工程的首要目標是防洪和供水，而不是發(fā)電。如果僅僅是為了發(fā)電，三峽可以分別建成一系列的徑流式水電站，這樣幾乎可以不用移民而產(chǎn)生等量發(fā)電。
沒有了任何防洪、供水等水資源調(diào)控功能的三峽工程無法解決我國長江災(zāi)害的心腹大患，當然不能考慮。然而上百萬的移民成本，全都要靠一個水電站的發(fā)電效益來解決，幾乎也是無解的開發(fā)難題。
我國通過建立三峽基金，先后投入了一千多億元解決了我國三峽建設(shè)的投資難題。理論上相當于國家出資建設(shè)了三峽水庫，企業(yè)投資建設(shè)了三峽大壩和發(fā)電站。
現(xiàn)在回過頭來看，這是國家參與大型水電開發(fā)的最成功范例。三峽水電的上網(wǎng)電價只有0.26元/度，比火電的平均上網(wǎng)電價要低近0.1元。三峽的年發(fā)電量大約為1000億，這樣一算三峽除了每年給國家的上交的利稅和效益之外，僅這種隱性的電價補償，就接近100億（相當于對三峽基金的一種回報）。也就是說，大約發(fā)電十幾年之后，國家對于三峽水庫的投資，就相當于完全收回了。
然而，三峽水庫所創(chuàng)造的效益又有多大呢？
三峽防洪供水的巨大效益僅僅通過一次防止特大洪災(zāi)就足以讓我們刮目相看。2012年三峽水庫所攔蓄的洪水峰值，已經(jīng)超過了1998年。1998年我國長江特大洪水所造成的經(jīng)濟損失大約是2000多億，死亡1600余人。
由于我們有了三峽水庫的攔蓄，面對更大的洪峰，我們不僅不再需要百萬軍民的嚴防死守，而且也不再有任何人員的傷亡?？梢哉f三峽當年防洪錯峰所避免的洪災(zāi)損失，就已經(jīng)超過了國家對三峽水庫投資的數(shù)倍。只不過水利工程的經(jīng)濟效益，往往都是公益性的，你可以計算出來，但卻無法實際收取到。
大型水電站的水庫移民困難，其實是一種公益性開發(fā)的矛盾。讓某一個企業(yè)自己依靠發(fā)電效益去解決，往往是非常困難的事情。如果采用三峽這種的國家參與開發(fā)的模式，問題就變得非常簡單，容易。
世界上各國的大型水電開發(fā)項目，基本上都是國家行為。例如美國的大型水電全部都要由聯(lián)邦政府的所屬機構(gòu)投資開發(fā)，從不容許商業(yè)開發(fā)者參與。
電力市場化改革之后，我國很多優(yōu)質(zhì)的項目即使依靠開發(fā)企業(yè)的電費收益，也能解決好移民的投資。但大多數(shù)具有水資源調(diào)控功能的大型水庫電站的建設(shè)，都應(yīng)該是公益性的。盡管這些項目的移民投資收益，幾乎可以說是一本萬利的。如果交給企業(yè)進行商業(yè)化的開發(fā)，可能就難以運作。
例如我國目前還爭議巨大的龍盤水電站建設(shè)需要移民10萬余人。這個重要的大型調(diào)蓄水庫電站所創(chuàng)造的水資源調(diào)蓄能力幾乎可以達到200億/年。雖然其防洪功能還比不上三峽，但其供水的能力甚至可以超過三峽。
如果因為某個企業(yè)沒有能力依靠電費解決移民搬遷的費用，就耽誤了龍盤水電站的開發(fā)建設(shè)。那么就相當于今后上千年，我國的長江中下游每年汛期要增加200億立方米洪水的壓力，同時枯期還要減少了200億水資源的供應(yīng)。
同樣的問題還體現(xiàn)在龍灘水電站二期擴建上。如果因為移民的費用無法由電費擔負，就停止了龍灘二期的開發(fā)。那么我國南方的珠江流域，每年將要增加上百億洪水的壓力，同時枯水期又將減少上百億水資源的供應(yīng)。
每年幾百億的水資源保障，才是我們水庫移民問題的本質(zhì)。我們需要跳出水電商業(yè)化開發(fā)中移民難的慣性思維，避免喪失了我國水資源開發(fā)的大好時機。
2. 生態(tài)環(huán)保
除了移民問題，生態(tài)環(huán)保也一直被認為是水電開發(fā)的巨大障礙。
對于水電破壞生態(tài)的偏見，曾有很多文章專門介紹過，這是當年美蘇爭霸政治斗爭留下的后遺癥。1996年在聯(lián)合國的可持續(xù)發(fā)展峰會上，也曾經(jīng)一度因為當時的水電生態(tài)問題的過度炒作，否定了大型水電的可再生能源地位。但隨后在2002年的峰會上，大會又一致同意做出了更正，恢復了大型水電的可再生能源地位。為什么會這樣？因為，水電尤其是大型水電是當前人類社會替代化石能源第一主力。
仔細分析不難發(fā)現(xiàn)：所有水電破壞生態(tài)的問題，幾乎無一不是局部的、針對某一特定物種的某種炒作。而水電實實在在所解決的，卻是人類社會最大的生態(tài)難題——過量的使用化石能源所造成的氣候變化。
因此，只要站在人類社會可持續(xù)發(fā)展的高度，幾乎沒有人敢否認，開發(fā)水電才是當前最重要的生態(tài)建設(shè)。當年的聯(lián)合國峰會就是因為考慮到了氣候變化，而立即糾正了對水電的偏見和誤導宣傳。
受到國際社會對水電誤解的影響，我國以往的環(huán)保部門和環(huán)保人士也一度對水電開發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題耿耿于懷。但是，改組后的生態(tài)環(huán)保部，已經(jīng)開始擔負了防止氣候變化的職責。
前不久美國馬里蘭大學和我國國家發(fā)改委能源研究共同頒布的中國煤電退役報告非常明確地指出：我國若要實現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》中2攝氏度的減排承諾（2100年達到凈零排放），就必須在2050至2055年退役全部的傳統(tǒng)煤電；如果要實現(xiàn)1.5攝氏度的減排承諾（本世紀下半葉實現(xiàn)凈零排放），就必須在2040至2045年間退役所有的傳統(tǒng)煤電。
解決火電的碳排放問題，幾乎是世界各國公認的兌現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》的最大難點。目前，世界各國都普遍認為，要實現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》的零碳目標，火電尤其是煤電只有退役一條路。
在今后20年的時間內(nèi)，退役我國全部的煤電，大量的風、光發(fā)電入網(wǎng)，沒有一定量的水電調(diào)節(jié)保障，怎么可能支撐起電力系統(tǒng)的正常運行。
可以確信在不遠的將來，只要我國真的要兌現(xiàn)巴黎協(xié)定，我們負責這項工作的生態(tài)環(huán)保部，肯定會和當年的聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展峰會一樣，從根本上轉(zhuǎn)變對水電的態(tài)度。因為水電在能源革命中的地位和作用是無可替代的重要。
3. 開發(fā)成本
隨著我國水電開發(fā)的深入和向西部轉(zhuǎn)移，資源的開發(fā)難度以及輸電的距離都在增加。因此導致大部分即將開發(fā)的水電項目，普遍存在著還貸期上網(wǎng)電價過高的難題。
西部水電開發(fā)成本高的問題，其實也不應(yīng)該是真正的發(fā)展障礙。由于目前企業(yè)投資核算的周期，最長也不能超過30年，所以我國西部深山中待開發(fā)的水電項目，幾乎都存在著初期上網(wǎng)電價難以接受的難題。然而，只要還貸期一過，水電站的發(fā)電成本馬上又變得非常低。
當前所謂西部水電開發(fā)的高成本障礙，其實只是一個算賬方法的規(guī)則問題。這對于具體開發(fā)企業(yè)，雖然是無法逾越的難題，但對于一個國家來說，從政策上解決這種矛盾，應(yīng)該說是輕而易舉的簡單。
從全生命周期來看，水電幾乎是最經(jīng)濟的能源。目前，不僅我國的水電上網(wǎng)電價平均比火電低很多，而且全世界各國的電價，幾乎都是水電多的國家的電價都比較低。
除此之外，隨著社會的進步，很多發(fā)達國家都已經(jīng)進入低利率甚至負利率的時代。而我們目前水電投資，還都是要以高達6%左右的貸款利率計算成本?？梢?，西部水電開發(fā)的高成本，其實只是形式上的、暫時的。而實質(zhì)上，水電才是我們?nèi)祟惿鐣罱?jīng)濟的電力來源之一。
在新一輪的西部大開發(fā)中，如果我們僅僅因為資本收益的計算，不利于投資者的短期回報，而喪失了為社會提供最優(yōu)質(zhì)、最經(jīng)濟的電力的大好機遇，那無疑將是我們的巨大失誤。總之，我們的社會主義市場經(jīng)濟應(yīng)該更有利于保障社會的整體和長遠利益，因此，通過建立專項基金或者利用財稅手段，解決這類矛盾并非難事。
如上文所述，我國水電在新時期高質(zhì)量的發(fā)展，不僅切實可行，而且還可以說是我國經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的必由之路。然而，當前由于我國社會輿論對能源電力轉(zhuǎn)型的認識不到位，煤電退出歷史舞臺的問題，至今還沒有被擺上議事日程。因此，目前我國嚴重的電力產(chǎn)能過剩，所導致的水電棄水的難題，依然制約著當前水電的發(fā)展。
這種狀況只能是暫時的。一旦我們整個社會意識到以煤電的退出和可再生能源的大發(fā)展為標志的能源革命電力轉(zhuǎn)型，是我國實現(xiàn)小康社會并兌現(xiàn)巴黎協(xié)定承諾的基本前提，電力轉(zhuǎn)型的情況隨時都可能會發(fā)生大變。水電作為我國可再生能源大發(fā)展的基礎(chǔ)和保障，時刻要為這一天做好準備。總之，水電的特性就決定了，我國水電的高質(zhì)量發(fā)展一定要和我國社會的進步和可持續(xù)發(fā)展同呼吸、共命運。
