張博庭：能源革命中的水電作為

改革開放40年來，中國水電的發(fā)展雖然經(jīng)歷了大量的曲折，但成績斐然、令人矚目。放眼未來，我國水電發(fā)展的前景依然廣闊。一方面，我國水電還有超過60%的開發(fā)潛力等待我們?nèi)ネ诰?。另一方面，能否實現(xiàn)我國的能源轉(zhuǎn)型、可持續(xù)發(fā)展以及兌現(xiàn)我國《巴黎協(xié)定》的承諾，很大程度上都要取決于水電的發(fā)展和作用的發(fā)揮。

·一、市場化的水電開發(fā)讓我國水電全面引領(lǐng)世界·

改革開放40年，中國水電發(fā)生了翻天覆地的變化。40年來，我國水電裝機(jī)和發(fā)電分別從1977年的1576.5萬千瓦和476.5億千瓦時，發(fā)展到2017年底的3.41億千瓦和1.19萬億千瓦時。從我國水電裝機(jī)和發(fā)電量的增速來看，基本上是前二十年每十年翻一番（增速100%）。后二十年，每十年增速150%左右。我國水電這種連續(xù)40年的高速增長，在全世界的范圍內(nèi)絕無僅有。

到2017年底，全球的水電總裝機(jī)大約為12.67億千瓦，其中含抽水蓄能1.53億千瓦，水電發(fā)電量達(dá)4.185萬億千瓦時。我國的水電裝機(jī)和發(fā)電量均超過了全球的四分之一，分別占到了全球總量的27%和28%?？梢娢覈娭畤H地位。

今天，中國水電已經(jīng)是當(dāng)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。中國水電領(lǐng)先世界的程度，其實遠(yuǎn)超我們經(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(jìn)，但是在國際市場上還是有競爭對手的。例如，日本的新干線、德國的磁懸?。环▏?、美國以及俄羅斯的核電技術(shù)。但是，唯有在水利水電領(lǐng)域的國際招標(biāo)中，幾乎所有像樣的競爭對手，都是中國的公司。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，但絕對是空前的。

（一）我國水電設(shè)計、建設(shè)、制造水平引領(lǐng)世界

多年來我國水電的持續(xù)高速增長，是我國水電的設(shè)計、建設(shè)、制造水平全面提高的一種體現(xiàn)。改革開放的初期，我國的水電技術(shù)基本上還是以學(xué)習(xí)、模仿、跟隨國外技術(shù)的方式為主。然而，由于我國的水能資源極為豐富，我國水電開發(fā)建設(shè)的任務(wù)極其艱巨、繁重，我國水電所遭遇到的困難，也是前所未有的。從我國改革開放大規(guī)模開啟水電建設(shè)的時候起，我國的水電就開始了向世界水電制高點的攀登和挑戰(zhàn)。經(jīng)過改革開放后25年的艱苦努力，到2004年，我國水電基本上已經(jīng)完成了追趕，實現(xiàn)了從追趕到引領(lǐng)的嬗變。

例如，在上個世紀(jì)末期，隨著科技的進(jìn)步，國際壩工界先后出了面板堆石壩、碾壓混凝土壩等新型的筑壩技術(shù)。盡管這些技術(shù)發(fā)明在國外，但是由于我國在建的水電工程項目眾多，所以，新壩型的大量實踐幾乎都在中國完成。所以，沒有幾年，很多新、老壩型的世界紀(jì)錄，都已經(jīng)被中國建設(shè)者刷新。目前，世界上最高的拱壩是我國錦屏一級水電站的305米高的雙曲拱壩，世界上最高的面板堆石壩是我國高233米的水布埡水電站面板壩。最高的碾壓混凝土壩是216米高的龍灘大壩。我國正在建設(shè)的雙江口堆石壩高度將達(dá)到312米，建成后將成為世界第一的高壩。建設(shè)這世界之最的特高大壩，需要一系列的工程技術(shù)支撐，如：高壩工程技術(shù)、高邊坡穩(wěn)定技術(shù)、地下工程施工技術(shù)、長隧洞施工技術(shù)、泄洪消能技術(shù)，以及高壩抗震技術(shù)等等。

在水力發(fā)電機(jī)組制造方面，目前，不僅世界上單機(jī)70萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組絕大部分都安裝在中國，而且，單機(jī)達(dá)到80萬千瓦和100萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)，只中國才有。我國絕對領(lǐng)先于世界的特高壓輸電技術(shù)，既是我國水電快速發(fā)展的必然產(chǎn)物，同時也是我國西部水電開發(fā)的巨大保障。一方面，如果沒有我國西部水電大開發(fā)，就不會有特高壓輸電的應(yīng)用和市場，另一方面，沒有特高壓輸電，也不可能有我國西南水電今天的大發(fā)展。

（二）我國水電建設(shè)隊伍已經(jīng)走遍全球

中國水電是國內(nèi)最早“走出去”的行業(yè)之一。近幾年來我國水電企業(yè)把“走出去”深度融合到“一帶一路”之中，積極促進(jìn)國際合作，努力實現(xiàn)政策溝通、設(shè)施聯(lián)通、貿(mào)易暢通、資金融通、民心相通，打造國際合作新平臺，增添共同發(fā)展新動力。經(jīng)過多年的海外經(jīng)營和發(fā)展，我國成功占領(lǐng)了水電工程國際工程承包、國際投資和國際貿(mào)易三大業(yè)務(wù)制高點，具備了先進(jìn)的水電開發(fā)、運營管理能力，金融服務(wù)及資本運作能力以及包括設(shè)計、施工、重大裝備制造在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)鏈整合能力。與100多個國家和地區(qū)建立了水電開發(fā)多形式的合作關(guān)系，承接了60多個國家的電力和河流規(guī)劃，業(yè)務(wù)覆蓋全球140多個國家，擁有海外權(quán)益裝機(jī)超過1000萬千瓦，在建項目合同總額1500多億美元，國際項目簽約額名列我國“走出去”的行業(yè)前茅，累計帶動數(shù)萬億美元國產(chǎn)裝備和材料出口。

近年來，我國的水電人已經(jīng)在“一帶一路”沿線國家建立起了多個“三峽工程”，如馬來西亞巴貢水電站、蘇丹麥洛維水電站、幾內(nèi)亞樂塔水電站等等。中國水電人的身影閃現(xiàn)在中巴經(jīng)濟(jì)走廊和東南亞、廣袤的非洲大地、南美洲崇山峻嶺，遍布世界各地。經(jīng)過40年的頑強(qiáng)拼搏和銳意改革，中國水電已經(jīng)成為我國在全球綜合技術(shù)和管理水平領(lǐng)先的重要產(chǎn)業(yè)，是國際上一張靚麗的“中國名片”，更是中華文明傳播的載體。

·二、新時期我國水電面臨的一些問題·

（一）水電開發(fā)中的移民環(huán)保問題

任何人類活動都會對自然生態(tài)產(chǎn)生某種影響，“以人為本”地看，科學(xué)的水電開發(fā)一定是利大于弊的生態(tài)環(huán)境保護(hù)。但如果拋開人類社會的生存需求，僅從某種動物和植物的角度看，無論你如何科學(xué)地開發(fā)水電，一定會得到弊大于利的結(jié)論，對水電的生態(tài)環(huán)境作用產(chǎn)生偏見。

即便對于移民問題，也不例外。水電開發(fā)的移民屬于一種公益性的工程移民。這種移民的性質(zhì)和商業(yè)開發(fā)移民的區(qū)別在于，必須具有有利于社會公平的公益性。所以，綜觀全世界，公益性工程的移民通常不可能像商業(yè)移民那樣，達(dá)到每個人都非常滿意的要求。一般來說，成功的公益性移民，首先應(yīng)該保證窮人脫貧，同時也不應(yīng)該成為富人發(fā)橫財?shù)钠鯔C(jī)。客觀地說，公益性的工程移民，絕對應(yīng)該是有利于社會公平的善舉。

總之，不僅科學(xué)合理的水電開發(fā)，一定是有利于生態(tài)環(huán)境，而且，我國水電工程的移民工作，一定是推進(jìn)社會公平、進(jìn)步的大好時機(jī)。世界銀行對水電開發(fā)作用的高度總結(jié)，只有四個字“減貧”和“減碳”?？梢娝婇_發(fā)的“脫貧”作用，在全世界都是公認(rèn)的。因此，我國未來水庫移民的工作，不僅不應(yīng)該成為水電開發(fā)的阻力，而更應(yīng)該是一種動力。

（二）大力發(fā)展可再生能源與嚴(yán)重棄水的矛盾

前幾年，在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時期，開發(fā)可再生能源推進(jìn)能源革命和投資拉動經(jīng)濟(jì)幾乎完全是相輔相成的，所以，當(dāng)時社會各界的認(rèn)識高度一致。因此，那一段時間由于我國用電增速很快，大家從不用擔(dān)心電力市場的消納問題。所以，當(dāng)時不僅我國火電的發(fā)展建設(shè)欣欣向榮，同時水電、風(fēng)電和光伏發(fā)電等各種可再生能源也都得到了國家政策的大力支持，并獲得了較快的發(fā)展。尤其是水電的開發(fā)技術(shù)成熟，發(fā)電的能量密度也比較高，所以，在發(fā)展最快的年份，我國年新增的水電裝機(jī)曾超過3000萬千瓦，年發(fā)電量的增長也超過了1千億千瓦時。

如此巨大的可再生能源年度增量，本來是我國能源轉(zhuǎn)型的巨大利好（這對世界上任何國家來說，絕對都是求之不得的大好事）。但是，由于當(dāng)時我們開始大力發(fā)展可再生能源的時候，行業(yè)內(nèi)似乎并沒有做好煤電需要逐步退出歷史舞臺的心理準(zhǔn)備。所以，當(dāng)我國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài)，電力需求的增長急劇下降的時候，行業(yè)內(nèi)就開始對我國積極大力發(fā)展可再生能源的政策和做法，產(chǎn)生了較大的意見分歧。

現(xiàn)在業(yè)內(nèi)已經(jīng)有不少人開始認(rèn)為，我國的可再生能源發(fā)展速度過快了，導(dǎo)致電力市場難以滿足可再生能源發(fā)電能力的快速增加，所以，棄水、棄風(fēng)、棄光等“三棄”問題在所難免。近些年來，我國每年的棄水損失，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了全國棄風(fēng)和棄光損失的總量。因此，分析和解決我國的棄水問題，就更加必要和緊迫。

（三）解決棄水難題的關(guān)鍵并不在水電本身

現(xiàn)在要解決好我國水電的問題，必須要跳出水電本身的局限。因為，無論是我國的水電棄水、風(fēng)電棄風(fēng)還是光伏棄光，其實都和我國的能源革命、電力轉(zhuǎn)型的推進(jìn)力度緊密相連。

以前，我們大多數(shù)人曾片面地認(rèn)為，只要大力去開發(fā)利用可再生能源，就是在推進(jìn)我國的能源革命、電力轉(zhuǎn)型。但事實上，這只是能源轉(zhuǎn)型工作的一部分。2016年國際能源變革論壇在蘇州舉辦，一致達(dá)成的“蘇州共識”，曾明確指出“主體能源的變更”才是能源轉(zhuǎn)型的核心。主體能源怎么樣才能實現(xiàn)變更呢？當(dāng)然，必須做好兩方面的工作，一方面是我們所熟悉的大力開發(fā)利用可再生能源；另一方面，還要創(chuàng)造條件，盡可能少用和清潔化利用化石能源，尤其是碳排放量巨大的煤炭。然而，迄今為止，我們業(yè)界內(nèi)對能源轉(zhuǎn)型的認(rèn)識，仍然還只停留在第一步。

·三、新形勢下水電發(fā)展的資源和市場·

展望未來，在新形勢下我國水電面臨的主要矛盾不僅有原來的移民和環(huán)保，而且還有資源和市場的問題。顯然，如果水電缺乏資源，必然就不能再發(fā)展；假如沒有市場，當(dāng)然也就無法發(fā)展。然而，事實上我國水電的資源和市場，都不應(yīng)該存在問題。

（一）我國水電開發(fā)的資源還有巨大潛力

當(dāng)前，我們不少能源研究機(jī)構(gòu)和專家，之所以不看好水電的原因，不是由于對水電認(rèn)識不足，而是對水電資源的認(rèn)識不足。在我國《水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》頒布以前，我們所看到的各種水電資源數(shù)據(jù)，幾乎都是水電裝機(jī)的經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量為4億多千瓦，技術(shù)可開發(fā)量為5億多千瓦。截止到2017年，我國已建成的水電裝機(jī)已經(jīng)超過了3.4億千瓦，在建的工程也約有6000萬千瓦。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，人們很自然會得到我國水電資源開發(fā)，基本上已經(jīng)接近尾聲的結(jié)論。

之所以社會上會產(chǎn)生我國水電資源已經(jīng)開發(fā)得差不多的看法，筆者認(rèn)為是因為我們國家以前所引用的可裝機(jī)容量的概念帶來的誤導(dǎo)。實際上，國際社會大多數(shù)國家在表示水能資源潛力的時候，很少采用可裝機(jī)容量這個指標(biāo)，而一般只用年發(fā)電量來表述。因為，可裝機(jī)容量其實只是一個相對的概念，它是以年發(fā)電量為基礎(chǔ)，考慮了一定的運行小時數(shù)之后，折算出來的。但是，由于（具有大水庫的）大型水電站往往有很好的可調(diào)節(jié)性，為了讓它在電網(wǎng)中發(fā)揮更好的調(diào)峰作用，我們常常都會增大裝機(jī)，這樣在電網(wǎng)負(fù)荷尖鋒出現(xiàn)的時候，水電站就能增加出力，在電網(wǎng)低谷的時候，水電機(jī)組可以部分或者完全關(guān)閉，配合電網(wǎng)滿足電力負(fù)荷變動的需求。

所以，我們一定要習(xí)慣用年發(fā)電量來考慮問題。只有這樣，才不會對我國的水電資源量產(chǎn)生誤判。其實，我國頒布的“十三五”水電發(fā)展規(guī)劃，已經(jīng)在表述上體現(xiàn)出了這一變化。規(guī)劃只說明了我國可開發(fā)的水能資源3萬億千瓦時/年，沒有再公布折算后相應(yīng)的可裝機(jī)容量是多少。同時，有關(guān)研究還特別強(qiáng)調(diào)，這只是截止到目前我們資源普查所得到的數(shù)據(jù)，今后隨著對江河資源普查的深入，我國的水能資源潛力還會進(jìn)一步提高。

（二）水電占我國電力的比重還會上升

現(xiàn)在，即便以“十三五”規(guī)劃正式頒布的比較保守的3萬億千瓦時/年來計算，我國目前（截至2017年底）所開發(fā)利用的水電資源還不到40%。我們至少還有一半以上的開發(fā)潛力。如果我們能達(dá)到目前發(fā)達(dá)國家水電開發(fā)的（大約80%的）平均水平，那么未來我國的水電，至少每年應(yīng)該提供2.4萬億千瓦時的電能。這個電量對我國能源的貢獻(xiàn)有多大？不妨簡單算一算。假設(shè)我國用電達(dá)到峰值，按照14億人口，每人每年8000千瓦時電的需求，大約也就是每年11.2萬億千瓦時（據(jù)了解我國各種用電峰值的研究預(yù)測，最高的也不過就是12萬億千瓦時）。也就是說我國水電（2.4萬億千瓦時的年發(fā)電量）將可以在未來用電最高峰的電力構(gòu)成中，至少提供20%以上的電能，遠(yuǎn)高于目前的18%。也就是說，我國的資源稟賦顯示：未來我國水電的作用，不僅不會比目前減少，而且還要有所增加。

（三）水電與電力市場的關(guān)系

當(dāng)前，我國西南地區(qū)水電棄水的情況非常嚴(yán)重，表面上看是送電通道建設(shè)滯后，導(dǎo)致有電送不出去。然而，現(xiàn)實中送電通道的建設(shè)又非常難以推進(jìn)，因為東部受電方更想發(fā)展能拉動自己GDP的煤電，而不愿意把市場留給西部的水電。因此，為了避免增加棄水的損失，西部的水電企業(yè)不得不降低開發(fā)速度，甚至停滯水電開發(fā)。目前我國的客觀現(xiàn)實，似乎確實是水電缺乏市場，需要市場。

（四）巴黎協(xié)定倒逼能源革命

根據(jù)巴黎協(xié)定，地球的溫升要爭取控制在1.5度內(nèi)，因此，必須要求在本世紀(jì)下半葉（2050年后），就要達(dá)到凈零碳排放。巴黎協(xié)定于2016年11月4日正式開始生效。

國內(nèi)外的研究機(jī)構(gòu)普遍認(rèn)為，要想實現(xiàn)巴黎協(xié)定所提出的爭取把溫升控制在1.5度，在本世紀(jì)下半葉就實現(xiàn)凈零排放的要求，那么2050年的能源結(jié)構(gòu)中，非化石的比重至少要占80%以上。相應(yīng)的在電力構(gòu)成中，應(yīng)該達(dá)到100%的非化石能源。2018年10月8日，IPCC又發(fā)布了《IPCC全球升溫1.5℃特別報告》，再次強(qiáng)調(diào)各國要在2050年實現(xiàn)凈零排放的重要性。然而，我國當(dāng)前的電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線、政策，包括相應(yīng)的輿論宣傳，基本上還主要是以產(chǎn)業(yè)界的路線為發(fā)展藍(lán)本。

目前，我們社會各界似乎還沒有意識到，按照我們現(xiàn)在的能源發(fā)展路徑，可能滿足不了巴黎協(xié)定的要求。但筆者認(rèn)為，這種情況，一定是暫時的。我國的高層在這個問題上的表態(tài)一直十分堅定、明確。

（五）能源革命的電力市場需要盡可能多的水電

顯然，我國如果要想在2050年就實現(xiàn)完全由非化石能源供電，就不是水電需要電力市場的問題，而是，電力市場需要大量的水電。因為水電不僅本身就是目前效率最高，性能最好，作用最大的可再生能源，而且還是風(fēng)電、太陽能發(fā)電等間歇性能源大規(guī)模入網(wǎng)的重要保障。

目前，盡管化學(xué)儲能無論從技術(shù)上還是成本上，還難以滿足商業(yè)化的要求，但是國內(nèi)外的研究機(jī)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？筆者認(rèn)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。目前，世界各國所有能夠?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)。

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。其原因也是由于葡萄牙的水電比重高達(dá)52%。就連退出了巴黎協(xié)定的美國總統(tǒng)特朗普，在考察挪威，發(fā)現(xiàn)了水電的重要作用之后，也曾表示，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(dāng)然，我們也必須認(rèn)識到，世界上的水能資源本身（總量有限）確實不能滿足人類的電力需求，但是，由于科學(xué)開發(fā)的水電有很好的調(diào)節(jié)性，可以為大量的風(fēng)、光等可再生能源入網(wǎng)提供保障。在現(xiàn)實中，風(fēng)、光發(fā)電的間歇性與水電的季節(jié)性之間，通常有很強(qiáng)的互補(bǔ)關(guān)系。例如，我國四川省的涼山州，通過水、風(fēng)、光互補(bǔ)，2016年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1300億千瓦時（這大約相當(dāng)于當(dāng)年上海市用電量的70%）。如果將來送電通道建設(shè)能有保障，他們預(yù)計2020年外送電量可達(dá)2000億千瓦時。也就是說通過水、風(fēng)、光的互補(bǔ)發(fā)電，涼山州一個州所產(chǎn)生的可再生能源，除了自己的需要之外，還可以滿足一個像上海這樣大城市的全部用電需求。

事實上，目前歐洲很多國家的用電，之所以能達(dá)到較高比例使用可再生能源，也是因為歐洲的水電開發(fā)程度已經(jīng)比較高。而我們國家，目前之所以還不得不以煤炭發(fā)電為主的根本原因之一，也是由于我們國家的水電開發(fā)程度還不夠高。

此外，在化學(xué)儲能技術(shù)沒有出現(xiàn)重大突破之前，水電家族中的抽水蓄能電站的作用也非常重要。為了給電網(wǎng)調(diào)峰，日本的抽水蓄能規(guī)模，早就超過常規(guī)水電。我們也不妨設(shè)想一下，如果到2050年，我們化學(xué)儲能的技術(shù)仍然不能出現(xiàn)重大突破，我們大不了需要多建一些抽水蓄能就可以了。

總之，正是由于自然界中有了水電這種資源和它所具有的某些優(yōu)質(zhì)特性，所以，我們國內(nèi)外的專家才敢預(yù)言說，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(jì)上都是可行的。