我国小水电技术发展路线的探讨-土建水利学
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我国小水电技术发展路线的探讨


摘要:根据国际小水电技术发展新动向以及国内政治、政策和市场化经济新发展等情况,讨论确定小水电技术发展路线的原则,提出技术路线的框架和重点,供决策部门参考。表1个。

关键词:小水电 技术发展 路线 探讨

  1 确定技术发展路线的原则

  关于小水电技术发展路线和指导思想,我国主管部门迄今还没有发布过全面、完整的指导意见。今年4月水利部颁发、实施了《农村水电技术现代化指导意见》,目的是“明确今后一段时间农村水电行业技术发展的方向,规范、指导农村水电行业做好技术进步工作”,以加快农村水电现代化建设步伐。该文件对农村水电技术现代化的指导思想、基本原则和总体目标都作了具体的、详细的规定。由于当时国内宏观政治和政策环境、农电建设的任务和需求等等,《意见》的重点主要只是在电站、调度、电网和配电的自动化与信息管理、通讯系统等方面,还没有具体涉及可持续发展所需要的环保、生态技术;也没有更多的针对在市场经济与电力体制改革深化情况下,对增强小水电市场竞争力的技术研究和要求提出的指导意向。

  根据〈意见》发布和实施以来3~4a的情况,结合国际小水电技术发展新动向以及国内政治、政策和市场化经济新发展等情况,我们对确定小水电技术发展路线的原则提出以下探讨和建议,供决策部门参考:

  1)明确什么是小水电的可持续发展?可持续发展的技术主要应包括哪些?

  1987年,世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》报告中第一次阐述了可持续发展的概念,得到了国际社会的广泛共识。根据这个报告:“可持续发展是指既满足现代人的需要,又不损害后代人满足需求的能力。”换句话说,就是指经济、社会、资源和环境保护协调发展,它们是一个密不可分的系统。

  根据这个概念,小水电的可持续发展应当是在增加能源供应,改善能源结构,解决广大农村生产生活用电,促进国民经济和社会发展的同时,实现水能开发与环境、社会的和谐。现在小水电不能再以过去单纯的所谓“新能源”、“可再生能源”的概念去理解,而应该从与环境相协调、与人类社会发展相适应的角度去评价、去发展。因此,为可持续发展的小水电服务和支持的技术必须把环境保护和生态问题列入科技需求与重点。

  2)我国小水电已经发展到不仅是山区农村经济社会发展的重要公共设施和基础设施,而且也是国家增加能源供应,改善能源结构,保护生态环境中不可缺少的强大推动力。小水电主要是为农业、农村、农民服务的,上世纪50~60年代以来,一般都是发、供、用独立运行,具有自己的供电区。随着经济的发展,原来分散的小水电供电区连片成网,形成了以小水电供电为主的地方电网;同时,国家大电网也不断向农村和边远地区延伸。小水电供电区与国家电网两个供电区的连接是不可避免的,也是国家经济和电力工业发展的必然结果和技术进步的标志。进入80~90年代以后,两网连接而带来的社会、经济及利益上的问题和矛盾日益激化。除了依靠中央政府全面协调,正确引导并采取措施解决这些问题外,在市场化经济不断发展、电力体制改革逐步深入的新形势下,小水电自身的市场竞争力如何提高就成为保障小水电持续发展的另一个重要因素。纵观西方发达国家近20a来在振兴和复活小水电发展的浪潮中,除十分重视环保这一制约小水电发展的关键因素外,还全力以赴研究如何降低小水电建设和运行成本,为小水电的持续发展增强后劲。

  3)研究小水电技术的现状,制定小水电技术发展路线,必须从实际出发,对不同范围的小水电区别对待,分别研究和处理,才能作出科学地、有针对性地分析。从我国小水电定义和发展规模来看,除了小于1 000kW的电站(37 000余座)和1 000~10000kW的电站(5 300座)仍属于真正的小水电范畴外,其余占装机容量63%的均为10000kW以上的电站,实际上和中型电站已无很大差别,这也是国际上绝大多数国家把小水电的范围和定义界定在10000kW以下的原因。

  与国际上流行的说法相似,国内也大多认为小水电多为径流式电站,没有水库,没有拦河坝,有也是10m以下的;但从当前我国实际情况看,这个说法已不完全准确。从今年统计资料看,小水电站水库的总库容为1704亿m3,其中1000kW以上的电站为1 383亿m3,平均每1 000kW占有库容549万m3。而水利系统大中型电站平均每1 1300kW占有库容也仅694万m3(见表1)。

  从水轮机技术的规模看,一个低水头的20 000kW的电站,其水轮机转轮直径往往在3m以上甚至更大,从而带来发电厂房和一系列水工建筑尺寸的庞大,而30000~50000kW的电站则更大了,和中型电站没有区别,已不属小水电范畴。

  4)在从计划经济向市场经济转型的过程中,我国小水电行业存在重视数量的扩大,忽视质量的提高;重视宏观的社会、经济效益,忽视微观的电站经济效益;重视体制、电价机制等外部效应的改善,忽视电站自身条件、技术质量的改进等等,多数地方和单位对加强技术改进,降低成本,提高质量的积极性普遍不高,这是值得注意的倾向。

  2 技术路线的框架和重点

  根据确定小水电技术发展路线的原则,我们建议,我国今后一段时间小水电发展技术路线的框架拟考虑如下:

  以科学发展观为指导,继续坚持为“三农”服务的方向,主要向农村地区和小城镇供电为目标;总结现有行之有效的适用技术,树立环境友好和社会和谐小水电发展的新概念;以自动化、信息化为重点,研究发展先进的现代技术,保证发、供电的质量和安全、可靠性;降低建设和运行成本,切实增强小水电在电力市场中的经济竞争能力;进一步扩大开发领域,为小水电持续发展提供新的技术支持。

  总体目标和重点:

  1)我国现有的1 000kW以下的小水电站还有3.7万多座,占小水电站总座数的86.5%,今后相当时间内,这类小水电站仍将有大量发展。它们属于典型的小水电,技术和设施简单,安全可靠性很低,多数为径流式,无坝或低坝引水。应当经过分区域调查、鉴定,通过总体规划、宏观调控和市场调节等措施,分别进行报废、改造、重建、扩建或新建。这类小水电站都要按无人值班或在家值守进行设计和建设。目前全国1000kW以下的电站达到无人值班的仅几十座,因此任务十分艰巨。还应根据不同业主和服务对象(如农民自建、边远地区农场、山区用户等等),引进、推广、吸收、研发自制一些采用先进技术的设备(如集装箱小型电站、微机控制的微型整装机组、效率较高的先进机型、电子负荷控制器、新型蓄能操作器等等),以扩大开发和使用领域,简化土建工程,方便群众采用。

  2)在小水电站的设计,施工技术发展中,要把环境和生态问题摆在重要的位置。改变传统的建设方针,即在安全、技术可行、经济合理的前提下,再考虑生态环境问题,今后要从规划、勘测、设计、施工、运行管理各个阶段的环节,把生态问题放在重要位置来考虑。树立生态设计的理念,即“与生态过程相协调,尽量使其对环境的破坏影响达到最小的设计”,吸收、消化现代国际流行的“一体化设计”概念和方法,创立我国自己的小水电一体化设计模式。

  3)对1000kW以上,50000kW以下的小水电站及其地方电网、调度系统通信系统等,要分等级实施自动化设计和建设。今年4月水利部发布的《农村水电技术现代化指导意见》对指导思想、原则和总体目标都已作了全面指示。目前,全国1000~50000kW的电站近6000座,实现无人(少人)值班的不到300座,约占5%,2010年完成50%以及2015年全面实现的目标也是十分艰巨的。在今后一段时间内都必须认真贯彻,并及时总结经验,不断修订补充完善。

  4)发展小水电技术必须重视其实用性和经济效益,为提高小水电在市场经济中的竞争力服务。国际公认,小水电技术目前已经成熟,在科技进步方面很难有大的突破。但在发展中国家,由于技术底子薄,依靠技术进步提高小水电的水平和竞争力应当还有较大空间。在电力体制实行“厂网分开、竟价上网”的改革和建立现代企业制度的新形势下,垄断和管理的因素对小水电竞争力的影响将逐渐弱化,科技的因素将更加突出。从实用的角度出发,小水电科技进步的重要目标是:降低成本,提高效率和安全可靠性,增加出力,节约能源消耗(减少输电损失)以及扩大开发领域(如向高水头、低水头、潮汐电站发展)。

  例如,自动化技术的采用和推广是手段,不是目的。必须通过自动化技术,简化电站的厂房设计、减少运行人员、提高电能质量与可靠性、降低电能成本的目的。采用新材料、新设备、新工艺等等,也是为同样目的服务,不能为新技术而新技术,不顾实际经济效益。

  50000kW的水电站,其大坝和水工建筑物已接近中型电站水平,安全可靠性十分重要,保护措施应当完善,不能盲目简化。

  5)加强小水电软科学研究。小水电科技发展中,属自然科学范畴的尖端问题不多,但在社会科学范畴里需待研究的课题却不少,有的难度还较大。如何使我国小水电持续健康发展应是我们亟需研究的大课题,一系列问题需要逐步深入,不断提高,并向经济学和社会科学的理论高度发展,例如:

  ①在市场经济下,如何建立“政府调节,市场为本”的战略机制,制订有效的激励政策。②小水电竞争力的提高,除改进自身设计、运行、管理,提高技术水平,降低成本外,如何量化计算其社会效益和生态效益,与传统大电站比较等也是亟需研究的课题。③在水资源有限的情况下,我国小水电开发的最优数量和容量上限的研究。④积极推行公私合作(PPP)开发小水电的战略,小水电市场及建设制度的建立,有序开发水能资源等等。⑤法制化问题。

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