小水電：從中國走向世界

我們請到了國際小水電領(lǐng)域的知名專家劉恒教授，從我國小水電發(fā)展的經(jīng)驗歷程以及世界無電地區(qū)特別是非洲地區(qū)對小水電的需求出發(fā)，講述小水電技術(shù)從中國走向世界、走進非洲的故事，提出小水電技術(shù)轉(zhuǎn)移是幫助非洲各國解決能源危機的有效方式，更是實現(xiàn)我國企業(yè)走出去、中非互利共贏的合作新模式。

劉恒

南京水利科學研究院 副院長

國際小水電中心 原主任

博士，教授級高級工程師，博士生導師。歷任水利部南京水文水資源研究所科技處副處長、所長助理、副所長、南京水利科學研究院副院長；曾任聯(lián)合國教科文組織國際水文計劃政府間理事會(UNESCO-IHP Intergovernmental Council)副主席、世界氣象組織水文委員會(WMO-CHy)執(zhí)委、聯(lián)合國教科文組織水教育學院（UNESCO-IHE）董事等。

1、小水電是清潔和可再生能源技術(shù)

小水電，顧名思義就是小型或小規(guī)模的水力發(fā)電，其原理與大中型水電相同，即利用河流的落差，通過一定的工程措施，使有壓水流進入水輪發(fā)電機組，將水的勢能轉(zhuǎn)化成電能。

到底多大的水電才叫小水電，目前尚沒有全球統(tǒng)一的定義。不同國家因為小水電的資源稟賦、國家制度、經(jīng)濟狀況和開發(fā)政策的差異，在小水電的定義上有一定差異，國際上較為普遍的是以裝機容量10MW及其以下的水電站稱為小水電，也還有在小水電基礎上進一步按照規(guī)模細分為迷你型（Mini：100-1000KW）、微型（Micro，<100KW）水電。小水電定義并不是一成不變的，以我國為例，20世紀50年代，小水電指500KW以下的水電站；20世紀60年代，指3MW以下的水電站；以后規(guī)模不斷提高，進入20世紀90年代，則是指50MW以下的水電站，并沿用至今。

小水電是清潔和可再生能源，已經(jīng)有超過百年的開發(fā)歷史，在我國和世界上許多發(fā)達國家，小水電開發(fā)技術(shù)非常成熟。因為小水電一般都建在山區(qū)和偏遠地區(qū)，工程淹沒影響范圍和涉及的移民問題相對較小，對環(huán)境和生態(tài)的影響可以有效控制；小水電建成后的運營和維護相對簡單，特別是隨著自動控制技術(shù)的提高和完善，可以做到無人值班和少人職守。另外，小水電既能獨立電網(wǎng)運行，也易于接入國家或區(qū)域骨干網(wǎng)，因此，小水電特別適用于農(nóng)村和偏遠地區(qū)的發(fā)展，是解決農(nóng)村和偏遠地區(qū)用電的有效技術(shù)之一，并因其易于分散、規(guī)模化開發(fā)而受到國際社會的格外青睞，被許多國家和地區(qū)作為解決地區(qū)生產(chǎn)生活用電、減少窮困、促進經(jīng)濟社會發(fā)展的優(yōu)先手段。

2、中國小水電開發(fā)歷程和經(jīng)驗

我國幅員遼闊，河流縱橫密布，小水電資源極其豐富，是世界上最早開發(fā)利用小水電的國家之一。我國的小水電主要分布在中西部地區(qū)和少數(shù)民族地區(qū)等的1700多個縣(市) ，也是經(jīng)濟發(fā)展相對落后、農(nóng)村人口相對較多的地區(qū)。我國的小水電資源和開發(fā)程度均位居世界第一位。據(jù)最新的全國農(nóng)村水能資源調(diào)查評價顯示，我國大陸地區(qū)單站裝機容量5萬kW及以下的小水電技術(shù)可開發(fā)量為1.28億kW，約占全國水電技術(shù)可開發(fā)量的四分之一。截至2015年底，已經(jīng)開發(fā)的小水電為7500萬kW。

我國小水電的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，即：

（1）從1949年到1979年的小水電初步發(fā)展階段。

在此期間，雖然小水電的作用得到重視，技術(shù)和設備不斷得到改進，但受制于資金和體制等因素，小水電發(fā)展總體上速度慢、規(guī)模小，主要是分散獨立的電網(wǎng)供電，供電模式單一，小水電總裝機容量僅為633萬kW，年均投產(chǎn)裝機僅為21萬kW。小水電的初步發(fā)展，讓全國億萬無電人口用上了電，初步告別了無電歷史。但國家電力緊缺，輸變電設施落后，小水電開發(fā)程度低，數(shù)億農(nóng)村人口處于無電狀態(tài)的現(xiàn)象并未根本改變。

（2）從1980年到2000年的小水電快速發(fā)展階段。

中國實行改革開放的基本國策，步入有中國特色的社會主義市場經(jīng)濟道路，經(jīng)濟和社會發(fā)展的步伐明顯加快，對能源和電力的需求急劇增長。為適應農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的需要，從中央到地方積極推進小水電建設和管理改革，私營資本逐步進入小水電開發(fā)市場，國家鼓勵、地方支持、群眾參與，小水電呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢，農(nóng)村人口和村莊的通電率大幅度提升，也因此形成了具有中國特色的農(nóng)村電氣化發(fā)展道路。截止到1999年底，與1979年底相比新增小水電裝機容量1715萬kW，總裝機容量達到2348萬kW，年均投產(chǎn)裝機達85萬kW。小水電成為點亮中國農(nóng)村，支持改革開發(fā)，解決農(nóng)村和偏遠地區(qū)用電問題的重要力量。

（3）從2000年到目前的小水電持續(xù)和健康發(fā)展階段。

小水電延續(xù)了20世紀末的快速發(fā)展趨勢，私營資本逐步成為小水電的建設主體。小水電建設速度保持高位增長，新增裝機持續(xù)攀升，到2015年底的數(shù)據(jù)顯示，全國已建成小水電站45000多座，總裝機容量達到7500萬kW，年發(fā)電量2000億kWh。與此同時，人們的環(huán)境意識日益增強，在開發(fā)小水電的同時保護環(huán)境、減少貧困、促進經(jīng)濟社會共同發(fā)展，實現(xiàn)健康和可持續(xù)的小水電開發(fā)成為決策者和所有利益相關(guān)方的共識。

在擁有13億人口的發(fā)展中大國，從根本上解決包括邊遠山區(qū)農(nóng)村在內(nèi)的全民用電問題，小水電是其中的一支重要力量。在發(fā)展小水電的進程中，帶動了規(guī)劃設計、開發(fā)技術(shù)、運行管理和設備制造方面的全面提升，促進小水電發(fā)展的扶持政策更是具有鮮明的中國特色。中國通過小水電實現(xiàn)農(nóng)村電氣化、消除貧困、改善民生和保護生態(tài)等方面的做法受到了聯(lián)合國等國際組織的高度評價和世界各國的關(guān)注，樹立了“中國小水電”的品牌形象。也使得我們有能力進行技術(shù)轉(zhuǎn)移，讓成功的經(jīng)驗為世界人民分享。

我國小水電開發(fā)的主要經(jīng)驗包括：

（1）國家政策和初期的資金支持是基礎。

小水電大都位于偏遠，也是相對貧困的地區(qū)，經(jīng)濟基礎落后，依靠當?shù)氐馁Y金有一定的困難。因此，在小水電開發(fā)初期，國家給予一定的資金支持，建設示范性工程，可以帶動生產(chǎn)生活的改變，從而為大規(guī)模開發(fā)奠定基礎。我國先后提出的小水電“自建、自管、自用”方針，貫徹“以電養(yǎng)電”、“小水電要有自己的供電區(qū)”和小水電“優(yōu)先調(diào)度”、“全額上網(wǎng)、同網(wǎng)同價”等一系列政策，以及鼓勵私人投資和當?shù)厝罕娮灾鏖_發(fā)小水電，從而為小水電作為偏遠地區(qū)供電的主要手段得到廣泛接受和快速發(fā)展。

（2）服務農(nóng)村的全面發(fā)展需求是出發(fā)點。

農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民問題是中國作為農(nóng)業(yè)大國的首要問題。促進農(nóng)村發(fā)展，電力是最基礎性的資源。減少貧困、發(fā)展經(jīng)濟、保護環(huán)境是國家戰(zhàn)略，也是改善民生，實現(xiàn)和諧和可持續(xù)發(fā)展的基本要求。中國政府頒布和實施的小水電扶持政策、分階段開展小水電促進計劃，都與國家發(fā)展和農(nóng)村的現(xiàn)實狀況密切相關(guān)。中國政府始終把發(fā)展小水電作為改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，加強農(nóng)村基礎工作，提高農(nóng)民生活水平的重要舉措，使小水電在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)村繁榮和農(nóng)民致富中發(fā)揮了巨大的作用。

（3）以保護生態(tài)環(huán)境為目標促進小水電開發(fā)。

無論是通過小水電代替薪柴作為農(nóng)村的基本能源，減少對森林和草場的依賴，還是替代化石能源以減少對氣候的不利影響，小水電在保護生態(tài)環(huán)境方面都具有積極的作用。最典型的案例是通過政府扶持開發(fā)小水電，就近低價供給農(nóng)民，解決農(nóng)民的生活燃料問題，使農(nóng)民不再上山砍柴，保護了山區(qū)植被。小水電代燃料工程的直接目標就是保護生態(tài)環(huán)境。

（4）在小水電開發(fā)中構(gòu)建完善的技術(shù)支撐體系。

需求促進發(fā)展，在小水電開發(fā)的過程中，逐漸形成了完整的技術(shù)支撐和服務體系。我國之所以能夠進行大規(guī)模的小水電快速發(fā)展，1000多家設計和施工單位、500多家小水電設備企業(yè)提供了產(chǎn)品和技術(shù)保障，并逐步建立了小水電規(guī)劃、設計、施工、安裝、試驗、運行、設備制造等完整的技術(shù)標準體系。而小水電開發(fā)與河流綜合利用、區(qū)域電源電網(wǎng)建設及農(nóng)村經(jīng)濟社會發(fā)展相協(xié)調(diào)，成為流域綜合規(guī)劃的重要組成部分

3、相近的發(fā)展階段和需求，非洲等發(fā)展中國家迫切需要小水電

發(fā)展中國家普遍面臨的問題是貧困、經(jīng)濟發(fā)展落后，能源短缺是導致貧困和發(fā)展受到限制的主要因素之一，而貧窮落后又限制了能源的發(fā)展。盡管非洲的自然資源和開發(fā)條件得天獨厚，但由于理念、技術(shù)相對落后等原因，尤其是資金缺乏，其能源工業(yè)尤其是電力工業(yè)的發(fā)展水平仍十分低下，如：蘇丹通電率只有5%，烏干達通電率也只能達到10%。目前非洲大陸約有5億人沒有可靠的電力供應，而且大部分農(nóng)村人口主要依靠木柴、木炭或農(nóng)作物廢料作為煮飯取暖等生活用能。電力供應的匱乏嚴重阻礙著非洲人民生活水平的提高，嚴重影響了當?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，并給生態(tài)環(huán)境保護帶來了很大壓力。

在全球積極應對氣候變化和努力發(fā)展經(jīng)濟的大背景下，非洲國家對于清潔和可再生能源的需求潛力巨大。非洲是水能資源非常豐富的地區(qū)，可開發(fā)水能資源占全世界的10%，但目前實際開發(fā)率卻只有8%。大力發(fā)展水電等可再生能源是非洲國家的重要選項，許多國家為此制定了促進可再生能源發(fā)展的法規(guī)和支持政策，提出了包括小水電在內(nèi)的可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略目標。

目前非洲電力短缺和供給程度相當于我國20世紀60-70年代，小水電的發(fā)展狀況類似于我國小水電剛剛起步的階段，雖然對小水電作用有充分的認識，但缺資金、缺技術(shù)、缺人才，小水電發(fā)展總體上速度慢、規(guī)模小。通過援助或合作開發(fā)的一些示范性工程取得了良好的社會和經(jīng)濟效果，然而，由于沒有形成有效的體制機制實現(xiàn)成片開發(fā)和規(guī)?；_發(fā)，小水電作為解決農(nóng)村用電、實現(xiàn)脫貧、促進經(jīng)濟發(fā)展和保護環(huán)境的有效手段，還遠沒有發(fā)揮應有的作用，開發(fā)利用的潛力巨大。

我國作為發(fā)展中國家所走過的小水電開發(fā)歷程和所取得的經(jīng)驗，以及日臻完善的開發(fā)技術(shù)支撐體系，是與我國經(jīng)濟發(fā)展的需求和狀況密切相關(guān)的，也是發(fā)展中國家實現(xiàn)農(nóng)村電氣化、解決農(nóng)村用電問題、保護環(huán)境、促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的真實寫照。而世界上許多發(fā)展中國家正在面臨我們曾經(jīng)經(jīng)歷過的情景，也正因為如此，我國的小水電開發(fā)技術(shù)和經(jīng)驗，可以為非洲等廣大發(fā)展中國家借鑒、復制和分享，讓他們少走彎路，快速地解決電力短缺問題。

4、實施小水電技術(shù)轉(zhuǎn)移，分享中國小水電發(fā)展經(jīng)驗

新中國成立以來，特別是改革開放以來，在國家政策的支持和引導下，多元化投資促進了小水電的快速發(fā)展，形成了完善的小水電勘測、規(guī)劃、設計、建設和運行管理的體系，設備制造規(guī)范化、標準化，擁有100多家水輪機和發(fā)電機生產(chǎn)企業(yè)，超過600萬KW的年生產(chǎn)能力。在滿足國內(nèi)小水電建設和更新改造的基礎上，開拓國際市場，向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移技術(shù)成為小水電行業(yè)的發(fā)展方向和必然選擇。

小水電技術(shù)轉(zhuǎn)移是一項系統(tǒng)性工程，不能簡單地理解為建設生產(chǎn)制造廠，培養(yǎng)能夠生產(chǎn)水輪機、發(fā)電機和控制設備的技術(shù)人員，還應包括從流域小水電開發(fā)規(guī)劃和設計、小水電經(jīng)濟社會和環(huán)境評價、小水電設備的標準化和當?shù)刂圃炷芰μ嵘⑿⌒退そㄖ锏脑O計和施工技術(shù)、農(nóng)村電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電氣化標準的制定，以及小水電的建設、管理和綜合利用等。雖然小水電是適宜發(fā)展中國家和地區(qū)的低成本開發(fā)技術(shù)，但同時也要不斷創(chuàng)新，不斷提高小水電的利用效率和效益，開發(fā)先進、適用、價優(yōu)的技術(shù)產(chǎn)品，才能更有利于小水電的發(fā)展和技術(shù)轉(zhuǎn)移。

小水電技術(shù)轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵是人才，所謂授人以魚不如授人以漁，培養(yǎng)和早就能夠推進小水電發(fā)展的國際人才和當?shù)厝瞬抨犖?，才能有效地實現(xiàn)雙向?qū)樱尲夹g(shù)落地，并形成服務于當?shù)貙嵤┬∷娨?guī)?；_發(fā)的能力。因此，在技術(shù)轉(zhuǎn)移的實踐中，重視人才培養(yǎng)，一直是最基本的內(nèi)容。

我國提出的“一帶一路”合作倡議，得到了沿線許多國家的積極響應，小水電作為成熟和實用技術(shù)，對發(fā)展中國家有很大的吸引力。“一帶一路”沿線的發(fā)展中國家，尤其是非洲國家在促進工業(yè)化、加強能源基礎設施建設方面，急需提升小水電的應用水平。因此，在我國政府加強對外合作的政策指導下，鼓勵國內(nèi)有國際合作經(jīng)驗和有實力的水電制造企業(yè)，與國外相關(guān)的企業(yè)或部門合作，開展包括建設獨資或合資企業(yè)的方式，運用好當?shù)氐恼攮h(huán)境、自然和人力資源，直接面向當?shù)睾椭苓吺袌?，開展多種形式的合作，并通過示范帶動成片和規(guī)?；拈_發(fā)，在實現(xiàn)我國小水電技術(shù)轉(zhuǎn)移的同時，為當?shù)氐男∷姲l(fā)展提供更好的服務。

技術(shù)轉(zhuǎn)移是一個不斷延伸和發(fā)展的過程，“互利雙贏”的合作模式才能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。1994年在我國成立的國際小水電中心，既是聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織咨詢機構(gòu)，同時也是第一個總部在新中國的國際組織，其宗旨是“立足中國、面向世界，促進全球的小水電發(fā)展”。成立伊始，國際小水電中心就確立了“請進來、走出去”的方針，立足提高我國的小水電發(fā)展水平，并把中國小水電發(fā)展的經(jīng)驗、技術(shù)和設備推向世界的目標。歷經(jīng)20多年，懷揣著為人類可再生能源服務的理想和信念，艱苦創(chuàng)業(yè)、開拓創(chuàng)新、勤奮工作，引進國外技術(shù)為我國小水電發(fā)展服務；在發(fā)展中國家廣泛宣傳和傳播小水電知識和技術(shù)，開展小水電促進活動。通過“點亮非洲”計劃，國際中心先后組織數(shù)十次專家考察，在非洲地區(qū)開展了旨在促進當?shù)匦∷婇_發(fā)的選點踏勘、設計咨詢、技術(shù)培訓、農(nóng)村用電規(guī)劃等多項活動，涉及國家包括贊比亞、肯尼亞、埃及、埃塞俄比亞、津巴布韋、尼日利亞、加納、剛果、利比亞等23個國家，做了大量的基礎性工作。國際小水電中心與聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織、贊比亞電力公司合作，2012年成功建成裝機為1MW的西瓦安度小水電站，不僅解決了當?shù)氐碾娏栴}，形成了一個新的建制鎮(zhèn)，也培養(yǎng)了一批電站建設和管理的人才。

作為小水電“點亮非洲”的一部分，國際小水電中心自成立以來為通過小水電技術(shù)培訓、小水電管理官員、小水電在職培訓等，通過不同方式，先后為非洲國家培訓了600多名工程師。舉辦研討會、國際專題會議，包括系列性的“今日水電論壇”，已經(jīng)成為國際小水電中心為小水電南南合作、促進技術(shù)轉(zhuǎn)移的重要平臺。

5、實現(xiàn)互利雙贏，共同追逐小水電的全球夢

中國小水電發(fā)展的成功經(jīng)驗和實用技術(shù)，已經(jīng)得到國際的公認。在聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織中，以國際小水電中心為依托，把小水電作為重要的農(nóng)村和可再生能源技術(shù)進行推廣。小水電自身所具有的易于開發(fā)、技術(shù)成熟、投資規(guī)模相對較小等特點，以及在解決邊遠和短期內(nèi)無法接入國家骨干網(wǎng)，又具有豐富水能資源的農(nóng)村地區(qū)，無疑是最好的選項。我國作為世界上最大的發(fā)展中國家，小水電發(fā)展的經(jīng)驗和技術(shù)對許多正面臨能源和電力短缺的國家具有啟示和示范性作用。作為世界第二大經(jīng)濟體，中國小水電發(fā)展是從20世紀70年代的能源和電力嚴重短缺中走過來的，經(jīng)濟和電力的發(fā)展相互促進，進入良性循環(huán)并不斷提升發(fā)展的品質(zhì)，是發(fā)展中國家走向轉(zhuǎn)型和發(fā)達國家的必然階段，從中分享經(jīng)驗、避免錯誤，有利于發(fā)展中國家在自身的發(fā)展中更加穩(wěn)健和可持續(xù)。我們所走過的改革開放之路，所歷經(jīng)的農(nóng)村電氣化發(fā)展之路，為發(fā)展中國家提供了良好的經(jīng)驗和借鑒。

國際小水電中心正是這樣的使者，我們的“中國夢”就是要讓中國的小水電在為我國能源發(fā)展做出巨大貢獻的基礎上，也能夠更好地惠及廣大的發(fā)展中國家，實現(xiàn)更加宏大的“全球夢”。小水電是中國夢到全球夢的良好載體，是可以有所作為的大事業(yè)、大舞臺。在廣大的發(fā)展中國家，尤其是“一帶一路”的有關(guān)國家，小水電有極大的發(fā)展?jié)摿秃献骺臻g。隨著我國經(jīng)濟實力的日益強大和在國際舞臺上的聲音不斷增強，我們也面臨許多挑戰(zhàn)，如何在“走出去”的過程中更加穩(wěn)健，需要中國智慧；如何在實現(xiàn)夢想的時候，更好地為全球發(fā)展做出貢獻，需要中國精神；如何在日益變化的世界格局中，更好地維護世界和平，需要中國力量。

追逐小水電的“全球夢”，技術(shù)轉(zhuǎn)移是重要和關(guān)鍵的一環(huán)。與接受技術(shù)轉(zhuǎn)移的國家緊密合作，實現(xiàn)“互利雙贏”，才能有效地帶動我國的小水電產(chǎn)業(yè)全面“走出去”。為此，需要國內(nèi)小水電從業(yè)人員，尤其是參與國際合作和技術(shù)轉(zhuǎn)移的部門和單位，用更寬的視野、更大的胸懷、更扎實的步伐，把在我國業(yè)已證明非常成功的技術(shù)和管理轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國家。在實現(xiàn)自身價值的同時，為人類的可再生能源發(fā)展，做出更大的貢獻。