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二十一世纪我国水电产业优势和发展展望——我国未来水电产业的四大优势和三个重要发展阶段

时间:2024-07-28

仓洪召,王剑非,周智忠,李雨星,谢金韦

(1.三门峡水利枢纽管理局,三门峡 472000;2.云南省大唐云南分公司宣威水电开发有限公司,宣威 655400;3.云南大唐东南亚经济技术投资实业有限公司,昆明 650214)

引 言

二十一世纪是一个既有机遇又有挑战,而且是挑战大于机遇的世纪。首先是全世界各国面临的全球环境污染、温室气体效应、气候变暖的难题,为此,发达国家与发展中国家所缔结的《京都议定书》中主要内容就是清洁发展机制。清洁发展机制项目领域涵盖面广,重要内容就包括发电(高效燃煤发电、燃气发电、风电、太阳能发电、水电等),这充分说明世界各国能源结构的发展急剧趋向洁净能源的紧迫性和必然性。对于我们人口众多的中国来说,深加工能力低,高耗能、高污染、粗放型的生产经营模式已给自然环境造成比较严重的污染。二十世纪末,中央提出了加快转换经济方式,通过优化产业结构、节能降耗和环境保护实现可持续发展的国家发展战略。能源节约与资源综合利用已成为我国经济和社会发展的一项长远的战略方针。

1 新世纪我国水电产业的优势

“十二五”期间和今后更长远时期,实施可持续发展战略仍将处在更加突出的位置。可持续发展战略要求节约资源、保护环境,保持社会经济与资源、环境的协调发展,这是一个巨大浩瀚的系统工程,任重而道远。但同时对于我国来说,国土幅员辽阔,水力资源尤为丰富,我国大陆水力资源理论蕴藏量在1万kW及以上的河流共3886条,水力资源理论蕴藏量年电量为60829亿kW·h,平均功率为69440万kW,水力资源作为可再生清洁能源,是中国能源的重要组成部分,在能源平衡和能源工业的可持续发展中占有重要地位,所以优先发展水电产业既是经济发展现阶段的客观要求,又是展望未来、功在千秋的伟大事业。进入21世纪,国家从经济快速发展、能源的可持续供应、环境保护,以及西部大开发等方面考虑,制定了优先开发水电的方针,水电建设迎来了前所未有的发展机遇,21世纪尤其是21世纪前叶,水电发展必将进入黄金时期。

我国水力资源富集于金沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江、乌江、长江上游、南盘江、红水河、黄河上游、湘西、闽浙赣、东北、黄河北干流以及怒江等13个大水电基地,其总装机容量约占全国技术可开发量的50.9%。特别是地处西部的金沙江中下游干流总装机规模达到5858万kW,长江上游干流3320万kW,长江上游的支流雅砻江、大渡河以及黄河上游、澜沧江、怒江的装机规模均超过2000万kW,乌江、南盘江、红水河的装机规模均超过1000万kW。这些河流水力资源集中,有利于实现流域开发、梯级开发、滚动开发,有利于建成大型的水电基地,有利于充分发挥水力资源的规模效益。

结合以上分析,本研究认为二十一世纪我国水电产业具有以下四大优势:

1.1 资源优势

我国丰富的水电资源,按13大水电基地划分,到2010年、2015年和2020年,这13大水电基地的总体开发程度分别达到35%,55%和70%。其中,至2010年末,金沙江中下游、雅砻江、大渡河、澜沧江、怒江和长江上游水电基地开发程度分别达到3.1%,13.4%,25.6%、21.5%、0.8%和78.7%;至2015年末,金沙江中下游、雅砻江、大渡河、澜沧江和怒江水电基地开发程度分别达到29.1%、57.0%、68.5%、57.4%和14.0%;至2020年末,金沙江中下游、雅砻江、大渡河、澜沧江和怒江水电基地开发程度达到54.9%、72.9%、86.9%、76.4%和33.7%。而在上述水电开发计划中,四川、云南、贵州2010年的水电开发总规模分别为3190万kW、2090万kW和1530万kW,开发程度分别为26.6%,20.5%和78.6%。

据了解,怒江、雅鲁藏布江尚未开发,金沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江总体开发程度不足10%,规模化水电开发的潜力巨大。而对于“十二五”期间我国水电项目的布局,也将重点集中在西部地区的金沙江、大渡河、雅砻江、澜沧江等水力资源丰富的地区。一些有远见卓识、具战略意识的能源企业已经开始设点布局,抢占先机,在大西南高原的深山峡谷进行水电站建设。

到2020年,全国常规水电装机容量将达到32800万kW,占电力总装机容量的28.5%,开发程度达60%。这是一个巨大的数字,蕴藏着无限的商机和效益,也标志着中国能源结构的优化和社会的文明程度,这是世界上大部分国家和地区不具备的经济效益和社会效益的资源基础,也是我国水电产业未来发展的光辉前景。

1.2 市场优势

众所周知,我国的水电资源富集于西部和南部,用电负荷却集中在东部,比如:近几年来华东地区的拉闸限电时有发生。与此同时,随着西部大开发的成果凸显和中部崛起的实现,电力需求紧张更加突出。中国13亿人口的生产、生活需求将是世界上最大的电力卖方市场。根据全国水电电源规划,至2010年、2015年和2020年,初步安排全国水电 “西电东送”总容量分别为4440万kW、8750万kW和10650万kW(其中南部通道 “西电东送”总容量分别为1440万kW、2430万kW和3260万kW;中部通道 “西电东送”总容量分别为2850万kW 、6020万kW、7090万kW;北部通道 “西电东送”总容量分别为150万kW、300万kW、300万kW。扣去2004年前已有的水电 “西电东送”容量约1470万kW (包括天生桥一、二级,云电外送,川电外送和三峡、葛洲坝等),上述各水平年全国水电“西电东送”累计增加外送容量分别为2970万kW、7280万kW和9180万kW。这是几块巨大的蛋糕,巨大的电力需求正是水电事业发展的客观基础和电力发展的市场优势。

1.3 人才与技术优势

新中国成立以来,从1956年兴建黄河上第一座三门峡水电站开始,经过54年的艰苦奋战,我国具有一大批从勘测设计、工程运筹、施工组织、电站运行管理、电力系统管理到水电企业经济管理、能源企业战略管理,以及国际经济贸易方面的专业人才。仅从勘测规划设计单位到工程施工建设单位——这些最具技术水准和水电技术人才优势的集群来看,除国字头水利水电规划设计科研院所和工程建设集团(工程局)外,各大流域机构、各省市自治区水利水电厅(局)甚至许多地市州一级的都单独设立了水利水电勘测设计科研院所和工程局,培养出了一大批素质全面专业技术人员、优秀的项目经理以及项目总工程师。我国的水电技术人才和管理人才,已形成众星荟萃态势,优势十分明显。这是发展我国水电事业的最宝贵财富,最值得珍惜的技术优势。

从水电技术发展来看,我国水电坝工技术已进入国际先进水平,坝工技术不断提升。目前为止,包括200m级特高碾压混凝土重力坝技术、200m特高混凝土面板堆石坝技术、300m级特高拱坝及100m级特高碾压混凝土拱坝技术、坝工基础工程技术、坝工结构稳定性及抗震安全性的设计技术,以及高水头、大流量的泄洪消能技术,大型地下洞室的稳定技术,软弱夹泥层、破碎地质带条件下的洞群加固技术,高边坡稳定技术等重大关键技术都得到全面突破。在水电设备制造和电力系统方面,水电设备制造通过 “技术转让、消化吸收、自主创新”实现了跨越,水电单机机组容量已达到70万kW。我国的大容量、远距离、超高压输变电技术目前已成为常规的送变电技术。这些技术成果将成为二十一世纪我国水电事业发展的重要基础。

1.4 资本和市场机制优势

我国的GDP今年三季度已超过日本,有经济学家预测到2050年,我国综合国力将超过欧盟达到世界第二。经过三十年的改革开放,经济实力的提升和市场机制的形成使我国水电建设格局发生了很大的变化。过去计划经济时代由国家投资建设大中型水电工程的局面,现在已经改变为千船竞发、群雄逐鹿的局面,一批有经济实力、有战略能力的大型能源集团:如中国五大发电集团——华能、大唐、华电、国电、电力投资等企业集团、以及四小豪门——华润、国华、国投、中广核等电力企业,不仅能够投资兴建国内大中型水电工程,而且还具备了进军国际水电建设市场的能力。目前,这些大型能源集团已经成为我国水电开发实力的象征和市场主体的显在成果,这是发展我国水电事业的资本基础和市场机制优势。

2 我国水电产业发展展望

基于以上优势分析和行业态势分析,推演新世纪我国水电事业的发展将凸显以下三个阶段:

2.1 合理规划利用阶段

电力的传输技术到目前为止,依然是实时传输,供需一体,所以电力的供需衔接是规划的基础。由于水电工程项目规模大、投产时间较为集中、送电河流和电源出力特性及送电特性差异大,所以未来的水电发展规划将更加注重宏观调控与市场规划的力度,即:实现水电资源的优化配置重在市场规划与电源规划的有机结合,形成系统规划,而这种系统规划将具体体现在水电发展的中长期规划中,以此指导水电事业的健康发展。

水电的发展规划不仅与电站的建设开发有关,而且还与电力市场的需求水平和需求特性、受电方式及系统安全、经济技术考量等因素密切相关,因此要以能源结构调整和资源优化配置为目标规划受电水平和受电特性。规划将根据水电的开发进程,较准确地分析各省区、各流域、各大型电源的外送水平与送电特性,经济合理地规划送受电方案,将水电发展规划超前落实到电力规划特别是受端市场的电力规划中。做到既立足现实,又未雨绸缪,既节约资源,又最大程度地发挥资源效力,与国民经济发展和人民生活水平的提高适配,使水电规划具有前瞻性、战略性。

2.2 重点开发,集约经营阶段

2.2.1 水电开发步入重点开发阶段

由于峡谷水电站的建设周期长,技术难点多,今后的水电项目开发将呈现重点开发特点,即集中优势兵力,组织联合攻关和会战,以及时处置施工中的突发问题实现快速施工,确保计划工期,缩短建设周期。

特别指出的是,峡谷高坝电站的质量、工期、费用三个要素与技术问题更加密切相关,技术问题特别是基础施工技术、重要结构技术不仅极大地影响着质量(质量又是未来运行安全可靠的保证)、费用,并且制约着工期,而工期又影响着现实投资的大小和未来投资回收期的长短。从技术特性上看,水电工程与其它工程相比是依托性很强的工程,它依托基础——往往是深挖基础并且伴生着极为复杂的水文地质、工程地质条件,依托边坡——往往是高边坡既有结构稳定问题又有安全稳定问题,而地下工程、边坡岩土特性往往十分复杂,就是最精细的勘测设计也不可能包罗万象,使全部问题都有现成答案。加之洞群工程、泄流结构的复杂,往往极大地制约着工期和费用。这就要求开发企业不仅要重视资本运营层面上的战略管理,还要重视项目运作层次上的战术管理,不仅要进行公司决策——管理层面上的“顶层设计”,还要进行项目投资——建设层面上的 “细胞设计”,即要特别重视项目部的建设——从人员配置、工作机制到运作控制都要使项目部适应这种技术特性和建设条件,由此才能夯实资本运营的微观基础。具体来讲,需要在项目驻地配足或有效地组织相关工程技术专家,以随时发现问题,及时与设计、施工、监理一起随时临机处置,及时变更,从而保证结构安全和连续施工,减少停工时间,缩短施工工期,也为正确计量工程方量,准确核定投资、及时拨付工程款项打下坚实的基础。

在运作机制上,项目部的惯例是计划(投资)与工程(技术)的部门分设。为了体现上述问题的解决办法和快速处置,未来需专项研究适应这种要求的新型运作机制。

在施工组织上,随着新的生产经营模式、新的施工承包方式的出现,亦将施行大流水作业模式。即由施工总承包商或联合体组织若干专业队伍,采取大流水作业方式同时进行多个电站、各个工序阶段的施工建设,以优化建设目标,切实保证建设质量,有效缩短建设周期,提高投资成果的经济效益,使水电站这个能源企业长期水电战略的基础、远期投资收益的基础、近期投资回收的基础更加巩固。

2.2.2 电站运营实现集约化经营、综合管理

河流水电的梯级开发,往往给流域管理、系统管理甚至技术管理带来便利条件。随着科技进步特别是通信技术、物流技术的发展,在微观管理体制方面特别是电站的运行、维护、检修管理方面,将出现区域性、流域性的电站运行管理组织,以消除各自为政弊端,实现专业管理,减少运营成本,也为系统安全可靠提供了技术保障。

2.3 步入国际水电市场阶段

鉴于目前我国水电企业、水电队伍的高速成长,二十一世纪中国的水电资本、水电技术必将进入国际水电市场。不仅是建设市场、资本市场、商品市场,而且是技术市场、贸易市场;不仅从事实体经济,而且参与技术贸易——许多达到成熟的水电工程勘察技术,资料采集、分析整理、成图一体化的工程地质综合分析成套技术,高坝筑坝技术,大型水电机组关键技术,电力设备制造技术,甚至电站建设管理,电站运行管理,电力企业综合经济管理技术等这些专有技术将形成软件技术成果,在国际市场售卖和交换,这实际上已经进入国际技术贸易领域。

水电行业的国际技术贸易内容(标的物)除了上述水电专有技术外,还包括以下4个领域:①专利和商标。水电技术专利,水电技术、设备、服务商标,其采取的贸易方式包括许可贸易,特许经营(包括企业商标、商号、服务标志、专利、专有技术、经营管理经验系统的特许经营使用许可等);②技术服务与咨询。直接意义上的国际水电技术服务;③合作生产;④含有知识产权和专有技术许可的的设备买卖。加上不在上述范围的水电(成套)设备出口即一般意义上的国际商品贸易,国际合资合作意义上的合资合作开发经营,国际直接投资和国际工程承包,水电行业的国际经济贸易领域十分广阔,这就给国内各个能源企业带来了重大机遇和挑战。

一般来讲,国际型能源(集团)企业不仅是由共同投资和联合经营形成的跨国子公司、分公司和联合经营体的集合,同时还要具备国际技术资源整合能力、行业技术创新能力和国际领先的技术成果转化能力,品牌经营能力,市场业务整合的生态优化能力,国际市场细分、开发、运作及控制能力,国际资本运营能力等国际经营战略运筹力。从微观上说,企业的序列构成从勘测设计、开发建设、电力传输到运营管理以及电力设备研发制造要有足够广阔的展开空间即横向一体化,企业的技术构成从核心技术、关键技术到通用技术要有适当纵深的配置即纵向一体化,这些不仅是国际工程承包的功能条件,更重要的是真正形成国际性水电企业的必要条件,以及孕育、催生水电工程新技术、新工艺的技术环境条件。

由于上述问题不是一蹴而就的,需要精细谋划和正确运作,这就引出了中观问题--全球经济一体化条件下的国际水电市场特征和竞争意义给我国水电行业、水电企业带来了资本重组、业务重组、技术重组以及联合经营的重大课题。

3 结语

综上所述,基于我国水电产业的资源优势、技术基础和市场经济发育发展成果的机制优势,我国水电产业将在本世纪前期迎来理性开发、快速增长的辉煌发展时期,水电企业也将发展壮大,实力更为增强 ,进入国际水电市场。在这个鼓舞人心的进程中,水电行业和企业的战略运作和科技进步也必将出现诸多值得期待的亮点。

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