关于我国2050年水电能源发展战略的思考

    摘要: 本文综述我国水电资源的分布特点、开发利用现状和目前我国电力市场与农村小水电的发展，概略分析21世纪气候变化对我国水电能源开发的影响，讨论我国水电发展计划、预测2050年水电能源开发利用状况。并对2050年我国水电能源发展战略提出分析与建议.

    关键词：水电能源，可持续发展，发展战略

    水电能源是一种可再生的清洁能源，我国河流水能理论蕴藏量6.76亿千瓦，相当于年发电5.92万亿千瓦时，水能理论蕴藏量居世界第一位；我国水能资源技术可开发装机容量3.78亿千瓦，相当于年发电1.92万亿千瓦时,占世界总量的1/5, 名列世界第一位，第二是前苏联,第三是巴西,第四是美国, 第五是加拿大，第六是印度，见表1。

    我国各省区水能资源可开发量地域分布不均,西南地区占总量的61.4％，中南地区占17.8％，西北地区占 11.2％，华东地区占4.7％，东北地区占 3.1％，华北地区占 1.8％，见表2，可以看出：我国水电开发的主要任务位于西南。

我国1949－2000年水电资源累计开发装机容量和电量以及占电力工业总装机容量和电量的比重,见表3。

编号	地区	容量万千瓦	％	年发电量 亿千瓦时	％
	全世界	226110.7	100	98024.2	100
1	中国	37853	16.7	19233	19.6
2	前苏联	26900	11.9	14200	14.5
3	巴西	21300	9.4	11949	12.2
4	美国	19430	8.6	7015	7.2
5	加拿大	15290	6.8	5352	5.5
6	印度	8400	3.7	4500	4.6

　

编号	地区	容量  万千瓦	％	年发电量 亿千瓦时	％
	全国	37853.24	100	19233.04	100
1	华北地区	691.98	1.8	232.25	1.2
2	东北地区	1199.45	3.1	383.91	2.0
3	华东地区	1790.22	4.7	687.94	3.6
4	中南地区	6743.49	17.8	2973.65	15.4
5	西南地区	23234.3	61.4	13050.36	67.9
6	西北地区	4193.77	11.2	1904.93	9.9

    全国水电装机容量从1949年的16.3万千瓦,至1999年底达7297万千瓦，占可开发装机容量的19.3％,2000年全国水电装机容量达7935万千瓦，占可开发水电容量的21.0％，占电力工业总装机容量的24.8％。我国从“八五”计划开始，执行12大水电基地建设计划，计划总装机容量为2.1亿千瓦，占水电可开发容量的55.6%；年发电量1万亿千瓦时，占可发电量的52.1%。现已开工和完成了一批大、中型水电站。例如，2000年在建的大中型水电站装机容量2424万千瓦，其中包括三峡水电站,装机容量1820万千瓦。12大水电基地建设的完成，将会根本改变我国的水电能源状况。

表3 我国1949－2000水电占电力工业的比重表  

　

1) 电力市场实现供需平衡

我国电力工业的发展，长期以来一直是制约国民经济发展受的“瓶颈”，严重缺电的情况促使中央、地方，内资、外资，多渠道集资办电，电力工业经过多年努力，取得了令人瞩目的成绩。1988年以来，已连续十年投产大中型电力项目1000万kW以上，1996年底，全国电力总装机容量达2.36亿kW，超过俄罗斯、日本，位居世界第二。1999年底，我国电力总装机容量达2.94亿kW，人均装机容量达235瓦，实现了用电供需平衡。

从1996年下半年以来，电力生产开始从“卖方市场”转向“买方市场”。全国电力供需紧张关系趋缓，大部分地区开始从缺电的困境中解脱出来，对于这种形势，有两种不同的看法：一种看法认为，这是一个暂时现象，不久将会立刻出现缺电局面；另一种看法则认为，我国电力工业已经走上健康发展轨道，如果不出现特殊情况，严重缺电局面将不会再出现。面对这种情况，我国水电建设应采取的对策，是应认真对待的问题。

2) 电力工业增长速度问题

要适应我国国民经济7％－9％左右的发展速度，电力工业必须保持5％－6％的年增长率，每年需新增装机容量应在1000万千瓦以上。

对于水电的发展，如果在2010年水电装机容量达到电力总装机容量的30％，水电装机容量应达到1.5万亿千瓦，则需在2000－2010年期间，开工建成水电站5300万千瓦，其中1000万千瓦为地方中小型水电站，1000万千瓦为抽水蓄能电站。3300万千瓦为大型水电站。一般水电站开工后五年才能发电，4300万千瓦大型水电站需在前七年内开工，平均年开工规模应达到615万千瓦，但是，近五年大中型水电站实际年开工规模，还没有达到应有的规模，这一情况应当引起注意。

3) 水电开发的风险和地位问题

水电的优点是：清洁能源、可再生、无污染、运行费用低、便于进行电力调峰。存在的问题是：工程投资大、建设工期长、长期效益好、近期效益差、投资回收较慢；单位千瓦造价与火电比较：水电单位千瓦造价约为 7000－10000元，火电30－60万国产机组为5400－6300元，水电比火电高约40％，加上电量受季节影响和输电距离较远等因素，水电单位千瓦造价约为火电的1倍左右；投产日期,一般大型水电站是第2年截流，第5年第一台机组发电，以后每半年投产一台；火电站30万千瓦机组，准备工期半年至一年，第三年第一台机组发电，10个月后投产第二台。大型水电站的投资者一般在7－10年后获得资本的收益，因此水电投资的风险是显而易见的。

由于水电站建设还具有防洪、航运、供水、灌溉、旅游等综合效益，它不需消耗宝贵的煤、石油等不可再生的资源，不会造成环境与空气污染，虽有淹没、移民、生态变化等问题，世界各国都把水电放到优先发展的地位，许多发达国家的水电资源都基本开发完毕。我国是水电大国，开发潜力巨大，因此今后应把水电开发放到优先发展的地位。

4) 农村小水电开发的问题

我国小水电资源丰富，全国2400多个县中有1500个山区县具有小水电资源，到2000年底，全国建成小水电站4万多座，装机容量达2485万千瓦，年发电800亿千瓦时，占全国水电装机容量的32.2％，约占世界小水电已开发量的1/3，居世界第一位。

1998年国家决定：大力发展农村小水电，用三年时间改造农村电网，改革农电管理体制，实现城乡同网同价(两改一同价)，改变农村以使用当地自然能源为主，向使用商品能源方向发展，逐步实现以电代煤、以电代柴、以电代油，防止城市环境污染向农村转移；至2000年底，农村小水电农网改革取得成效：新建改造110、35千伏线路7733.3公里，低压线路170341公里，有2833个乡镇电管站完成改革任务。全国已建成3批653个农村电气化县。小水电资产达1500亿元，年发电营业收入400多亿元。已成立了11个省级和70多个地区性小水电集团公司，累计吸纳2000多万农村劳动力。2000年全国小水电的发电量相当于3000多万吨标准煤。可减少二氧化碳排放7200万吨，相当于每年获得58亿美元的环境效益。中国小水电的发展，得到国际社会的高度评价和赞誉，联合国创办国际小水电中心，总部设在我国杭州。农村小水电事业的发展，对我国具有深远的战略意义，需要不断改革、发展。

根据大气环流模型(GCM)，针对不同的温室气体的排放水平，得出结果：当大气温室气体浓度加倍时，全球平均气温升高1.5℃～3.5℃，且高纬增幅大于低纬，最低温度增加明显。近10余年来全球气候变暖、暴雨洪水、干旱、强风暴、热浪等极端事件的频繁发生的事实，使人们认识到全球气候确实在变化。GCM模型的结果也说明了这一点。

近10余年来，我国的气候及水文变化趋势是：(1)除西南地区外，中国大部地区气候增暖，北方较南方显著，增温最大的是东北和新疆，增幅在1℃以上。(2)江南地区的降水有显著增加的趋势。淮河以北，除新疆西北部和东北地区西北部外，降水呈减少趋势。(3)内蒙古西北、青藏高原中西部湖泊面积萎缩，水位呈下降趋势。(4)淮河及其以北主要江河年径流量呈减少趋势，长江干支流及江南洪水发生频率呈增加趋势。

根据GCM模型，气候变化对我国水资源的影响为：(1)淮河流域及其以北地区，当气候△t＝1℃～1.4℃，△P/P＝-3％～6％时，年径流量变幅为-16％～17％，长江以南为-8％～8％。(2)随着气候变暖、水文循环加强，洪水及干旱的极端事件发生频次将增加。

面对全球变暖的形势，对我国的水电能源开发的影响，可定性分析如下：气候变暖使我国北方地区水资源萎缩，干旱灾害增加，将增加北方对发电能源的需求；气温升高，使我国南方地区降雨、径流量增加，将会增加南方水电可开发资源量，有利于增加我国南方广大地区的农村小水电的水电能源开发。我国幅员辽阔，21世纪全球气候变暖对我国水电能源开发的影响，南北差异很大，对此我国应扩充GCM模型，进行更深入的研究。

我国国民经济“十五”计划纲要中，明确要求发展电力应进一步调整优化能源结构，积极发展水电、坑口大机组火电、压缩小火电、适度发展核电。鼓励热电联产，综合利用发电。主要战略措施有：1)抓紧长江上游水电开发前期工作，开工建设龙滩、小湾、水布垭、构皮滩、三板溪、公伯峡等一大批大型水电站。在山西、陕西、内蒙、宁夏、贵州、云南建设大型坑口电站。2）深化电力体制改革，逐步实行厂网分开，竞价上网，健全合理的电价，形成机制。3)加快小水电发展，新增小水电装机600万千瓦，再建设400个水电农村电气化县。4)加强城乡电网建设和改造，推进全国联网。建设西电东送的北、中、南三条大通道。5)积极研究发展风能、太阳能、地热能、生物质能、固体废弃物、潮汐能、波浪能、温差能等新能源和可再生能源。计划到2015年这部分能源年开发量达到4300万吨标准煤。使风力、地热、太阳能光伏发电、太阳能热水器等技术逐步具有与常规能源的竞争能力。至2000年底，我国已有26个风电场，装机容量34.4万千瓦，计划2005年达到120万千瓦。争取2020年达到1000万千瓦。2050年达到10000万千瓦。

2000年，我国电力总装机容量已达到3.19亿千瓦，年发电量13685亿千瓦时。但我国的用电水平还很低，人均年用电量只有1000千瓦时，人均装机容量只有0.25千瓦，远远低于发达国家用电水平(1982年美国人均年用电量为10074千瓦时，前苏联为4980千瓦时，日本为4916千瓦时，法国为4840千瓦时)，我国人均年用电量仅相当于世界平均水平的1/3，如果我国2030年达到中等发达国家的经济水平，人均占有发电能力1千瓦，按15亿人计算，则需15亿千瓦；我国水电可开发容量3.78亿千瓦，将可承担1/4的任务，可见2050年的我国能源结构中，水电开发将占有重要地位。

对于2050年我国能源需求预测，有关单位作过多次，主要成果有三：A原能源部：“中国能源战略研究2000-2050”，中国水电出版社，1996.11；B中国工程院能源项目组：“中国可持续发展能源战略研究总报告”1997.5；C国家计委能源研究所：“中国中长期能源战略研究”，1998年；

以上三个报告，对于2050年我国一次能源需求高方案的结果：A中提出为44亿吨标准煤，能源比例：煤炭占53.9％，石油、天然气占29.5％，水电、核电占16.6％。B中提出为41.53亿吨标准煤，能源比例：煤炭占46.4％，石油、天然气占24.4％，水电、核电占15.9％，新能源和非水电可再生能源占13.3％。C中提出为53.55亿吨标准煤，能源比例：煤炭占35％，石油、天然气占40-50％，其他占15－20％。

B中预测提出：2050年我国需要开发水电装机容量2.6-2.9亿千瓦(不包括抽水蓄能)，年发电量1.36-1.85万亿千瓦时，折合标准煤2.2-2.55亿吨，基本达到我国水电的开发极限。开发核电的装机容量1.2-2.4亿千瓦。年发电量0.72-1.44亿千瓦时，折合标准煤2.16-4.32亿吨，也基本接近开发极限。两者之和4.45-6.87亿吨标准煤。相应的能源比例仅为8.3-12.8％，还需大力开发太阳能、风能发电，才能达到15－20％的指标。因此从以上预测结果看出：2050年前我国水电、核电、新能源发电的开发任务将十分繁重。

1) 优先发展水电，抓紧实施12大水电基地建设计划

我国2050年将达到中等发达国家的经济水平，能源需求量将需达到15亿千瓦以上。我国目前水电能源开发利用率仅为21.0％。还具有很大的潜力。因此，采取大力优先发展水电的战略，是完全正确和必要的。国家已制定12大水电基地建设计划，应当抓紧实施，它的完成将为调整我国能源结构，促进经济可持续发展，具有重要意义。

2)大力发展农村小水电建设

我国小水电资源丰富，分布面积广，大力发展农村小水电，不但能获得巨大的经济效益，支持我国农村现代化建设。而且能获得巨大的环境效益、社会效益,防止城市环境污染向农村转移，具有十分重要的意义。

3)水电发展要从“速度型”逐步转为“质量型”

目前我国电力需求已初步达到供需平衡。电力的发展将从“投资驱动”逐步转为“市场驱动”。这就要求我国水电建设，在保持高速发展的同时，还需加大技术改造力度，加强电网建设，使用现代化调度手段，进行电网科学调度，提高供电质量。改革水电机制，制定合理的上网电价，适应市场要求，保证水电建设的发展目标。

据统计，西方发达国家的发、输、配电投资比例大体为1∶0.45∶0.7，而我国近十年来这个比例为1∶0.23∶0.2，输、配电的投资比例偏低，因此在布局开发电站的同时，应重视电网的投资建设，并与地区经济发展和用户的地理分布相协调，统筹安排、合理布局、及时调整，以保证我国电力工业的发展速度和供电质量。

4)加强我国能源基地环境保护、合理布局与能源可持续发展战略的研究

目前我国的温室气体排放量仅次于美国，居世界第二位，环保的压力越来越大。现在，我国电能的3／4靠煤炭发电，1／4靠水力发电。我国煤炭资源丰富的地区，一般水资源条件都十分贫乏，建立坑口燃煤电站，采用闭路循环，发电装机1百万千瓦一般需消耗1秒立米流量的水资源。目前煤电能源基地已占用了当地已经十分紧缺的用于农业、环境生态的水资源，造成当地环境生态的恶性循环。因此，应十分重视我国能源基地的环境保护，积极研究把煤和煤气输送到水资源丰富地区或海边，发展热电和利用海水冷却技术，把宝贵的优质淡水资源留给煤炭基地改善生态环境的战略。要优先发展水电、适当发展核电、积极推进洁净煤燃烧发电技术、重视并积极研究太阳能、风能、地热能、生物质能、海洋能、海水能等清洁能源的开发技术，减少温室气体排放。在2050年我国水能、核能开发达到极限后，煤炭将成为最主要的能源。应当从现在起就积极研究、保护并高效利用我国宝贵的煤炭资源，探求实现我国能源可持续发展战略的途径。

5) 本文综述中搜集引用了参考文献的许多数据，错误和不当之处，诚请读者指正，并向原作者致谢。本文提出的分析建议，仅供有关读者研究时参考。