低矮的果实已经摘完,中国水电开发进入最后30年

闲说宇俊星 2024-05-03 22:05:17

在经过了狂飙突进的30年水电开发后。我国水电开发进入了需要考虑国际水域资源协调的新阶段。

1993年我读小学一年级,举国工程三峡大坝开始了。当时这座大坝就能提供全国1/10的电力。

三峡大坝航拍

水电突飞猛进的三十年

三峡大坝在93年开始建设。当时计划是完成2250万千瓦时的装机容量,年发电1000亿度电左右,93年中国的发电量是8000亿度(去年超过了9.2万亿度电)。当时三峡电站顶好几用电大省了,不过今天三峡的发电量仅占全国发电量的1%。

近几十年来水电装机量猛增

不是三峡变小了,而是中国电力这30年进步极大,超过了最乐观的人的设想,目前中国发电量是第二名美国的2倍,第三名印度的5倍,其他国家则超过10倍以上了。

内蒙的露天煤矿

中国的能源条件是煤炭和水能资源相对丰富,石油和天然气资源不足。

充分开发、有效利用好煤炭和水能资源,是中国能源体系建设的基石。(现在要靠光伏等可再生能源了)

我国各流域水电开发现状

虽然光伏、风电、核能的比重年年都在提升,水电和火电的发电量还是占了总发电量的7成左右。光伏、风电的入网消纳还在优化中。

光伏发电为例,作为一种间歇性能源,发电功率波动会给电网系统带来冲击。未来还要加强光伏+储能一体化方可在一定程度抑制冲击。

金沙江上游的梯级电站

三峡之后我国主要开发的是金沙江上游的电站,分别是:

乌东德水电站,装机容量1020万千瓦,装机规模全球第7、国内第4;

白鹤滩水电站,装机容量1600万千瓦,装机规模全球第2、国内第2;

溪洛渡水电站,装机容量1260万千瓦,装机规模全球第4、国内第3;

向家坝水电站,装机容量600万千瓦,装机规模全球前15、国内第5。

乌东德水电站

白鹤滩水电站

溪洛渡水电站

向家坝

这里的可开放水电装机容量是5000万千瓦,三峡装机的2倍多。目前开发已经接近尾端。

目前按照装机容量计算我国的水电利用率50%,发达国家基本都在7~8成。瑞士水电利用率甚至达到了92%,基本开发殆尽了。

欧美国家水电基本开发完了

瑞士国内密密麻麻的水电站

剩余还有一半水电可供开发,但是并不用着急

我国水电技术可开发量6.87亿千瓦、全部开发的话年发电量约3万亿度,西南地区占我国水电的大头,约69.3%。

一般来说发达国家水电开发基本能到80%以上。他们最后的20%装机容量开发成本高。很多国家选择不开发。

我国已经开发了一半的水电。虽然看着至少还有30%的经济开发潜力,但是比较容易修筑大坝的地方都修了(金沙江上游4个大坝相对其他国家的基建能力也是碾压级别的)。

之前开发的项目建设难度相对不高(这些水电站只是相对我国基建能力而言,对大多数国家都是超级工程),而且靠近人口聚集区,比如水电大省四川人口密集,这里发电用不完也容易向长江下游经济发达地区输送。国家投资的意愿,地方搞移民搬迁的积极性都很高。

四川单单水电发电量和各国水电总量相比都可以排进前三

目前四川除了金沙江,还有大渡河流域有水电开发项目,这里拟定开发2000万千瓦装机容量和金沙江5000万千瓦已经不可同日而语。

怒江、澜沧江流域开发我们目前比较谨慎,星球研究所

我国水电剩余约3.5亿千瓦水电资源(目前已经开发了约3.4亿千瓦,我国总共可开发6.87亿千瓦),主要集中在西部青藏高原边缘的怒江、澜沧江、金沙江、雅砻江、大渡河和黄河上游、长江上游、雅鲁藏布江等流域。

可开发量看着多还有一半,3亿多千瓦,但是实际上和其他新能源的开发力度相比还是差不少的。

这个剩余3亿多千瓦装机容量是个什么概念,下面出一组对比数据。

太阳能发电一年装机量是整个水电70年建设总和的两倍

去年国家继续在电力大力投资,1.5万亿的投资。夸张的是,太阳能发电装机容量6.095亿千瓦,同比增55%。这不是新装机同比增加55%,而是2023年一年的新增装机,等于之前所有年的55%。

去年一年的太阳能装机量是三峡大坝装机量的30倍,是几十年水电装机量的2倍。想想中国恐怖的基建能力。

电网的饱和式投资

风电去年也建了4.4亿千瓦,也是一年建设了之前所有开发量20.7%。火电都增加了4.1%,一年建了以前所有年头的4.1%。这就是中国式增长。

中国为了电网稳定性,进行了饱和式投资。除了火电和核电机组,大部分新能源发电设备年平均使用时间都低于50%。电网实际上储存了大量的冗余发电能力。我老婆就在电力设备公司,说他们公司基本没有大年、小年。每年的增长都比较平稳。

水电去年一个季度新增788万千瓦装机量,风电3348万千瓦,光伏12894万千瓦

开个玩笑这么多发电能力储备,这么大的冗余装机量,真的哪天打仗了,沿海发电厂被炸了,靠着强大的电网,也很快能恢复生产生活。

雅鲁藏布江的水电开发,预计在大拐弯处

我国如果继续开发西南的水电,那么投资重点就在怒江和雅鲁藏布江,不过这里的开发要考虑的东西太多了。

怒江流域

怒江的水电可开发量是4600万千瓦,是目前唯二大规模水电没有开发的大江。多年来没有修建大型水电站,只有支流的一些小型水电站。而且不少小水电的电也用不完,在国家没有严格限制挖矿的时期。不少国内的矿机就在这里日夜不停的挖矿。

如果开发,将造福一方带动当地经济。怒江的水能资源在全国排第六。怒江水电基地开发延缓的原因,主要集中在环保和地质灾害隐患上。这里的生态可持续发展是进一步开发水电的难题。

西南地区的横断山脉由于高山阻隔冷湿空气,有一种特有的“干热峡谷”现象。由于背风面,降水少蒸发量大,这里植被稀疏,生态非常脆弱。修建大坝要格外考虑这些环保因素。

干热峡谷

干热峡谷形成原因

怒江水电基地开发延缓的另一个原因集中在地质灾害隐患上。

怒江是我国重要的生物多样性保护地区,需要保护其自然性和完整性。最大问题是地质问题,处于断裂带,各种自然灾害频发,包括但不限于地震,泥石流。

怒江流域泥石流频发也是施工的大难题

还有一个原因,就是怒江是一条国际水域,他的下游就是缅甸。缅甸政府虽然不靠谱,境内军阀一堆,但是毕竟是一个主权国家。这种国际水域的水利开发都要和上下游商量。

埃塞总理视察复兴大坝

最近的例子,埃塞俄比亚开发尼罗河上游的复兴大坝,差点与下游的埃及兵戎相见。最后是埃塞乘着埃及国内局势动荡,强行推动了大坝的建设。直到今天埃塞唯一的苏27编队就在大坝附近待命。

国际河流的水电开发非常麻烦,不是我们工程能力到了就能落实上马的。 如果没有强烈的政治需求,开发必须兼顾整个流域的国际关系。

我们又不是印度那种流氓国家,可以在巴基斯坦上游建水坝,或者像美国那样在科罗拉多河上建分级水坝,不让一滴水流到墨西哥,导致科罗拉多河三角洲都退化了

美墨之间的科罗拉多河被美国人利用完了

墨西哥出海口三角洲已经退化

这个将来开发必须要有强烈的需求,比如南水北调的西线工程。

将来我们的水电开发一定不单单着眼于发电和防洪,水资源的全国调度可能是更重要的考量。比如一直进行调研的南水北调的西线工程。

西线调水可能的线路

2023年,中共中央、国务院印发的《国家水网建设规划纲要》,明确提出南水北调西线工程是“连通长江、黄河及西北内陆河水系,为黄河流域及河西走廊地区供水”的重要战略部署。从澜沧江,怒江调水的远期规划高达700亿立方米的水资源调往黄河上游(目前1期西线是调水170亿立方米),是目前中线、东线调水量的5倍,几乎再造了一条黄河。

未来的西南地区的水电开发会是一个发电、防洪、调水等综合开发的一部分。

从雪山奔流而下的雅鲁藏布江

网上讨论的较多的雅鲁藏布江大拐弯处修大坝,这个开发难度是“地狱”级别的,即使现在国内有能力,这个开发周期也是以10年为单位的。藏区人口稀少,离着东部核心区太远,输电线路又是一笔大的投资。所以它的开发估计要等南水北调西线完工以后。

中国水电的最后20~30%的开发估计还有一代人的时间。

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