2020年08月10日 星期一
水电产业这根线,串起来的都是赢家
第34版:水利中华 2020-07-27

水电产业这根线,串起来的都是赢家

金姬

白鹤滩水电站。

白鹤滩水电站百万千瓦水轮发电机组。

中国第一台水轮发电机。德国西门子公司制造,于1910 年安装,至今仍在使用。

从近4年水利投资来看,年度投资都在7000亿元左右,对相关产业的拉动作用非常明显。特别是政府今年重点支持“两新一重” 建设,而重大水利工程正是其中的重要内容。

记者|金 姬

2020年入夏以来,一大批水电站项目捷报频传——先是6 月29 日,世界目前已投产的最大水轮发电机组——乌东德水电站首批两台机组投产发电;接着是7月13 日,重建的吉林丰满水电站开始试运行,能够满足下游150 万亩农田灌溉取水和近千万城市人口生活用水需求;再是7月15 日,总装机120 万千瓦的西藏首个百万千瓦级电站——苏洼龙水电站项目正式转入机电安装阶段,作为金沙江上游第一个核准开工的项目,苏洼龙水电站也是国家水风光互补可再生能源示范基地的先导工程。

众所周知,中国蕴藏着丰富的水能资源,从空间分布上看,全国水电资源总量的75% 集中在西部地区,其中云、川、藏三省(自治区)占60%。

水电是目前性价比最高的清洁能源。2019 年,我国水力发电量占全国发电量的17.8%,仅次于火电。水电站本身对地方经济有拉动作用,这几年,政府也愈来愈重视水电的发展。2019 年,中国共落实水利建设资金7260 亿元,达历史最高水平。从近4 年水利投资来看,年度投资都在7000 亿元左右,对相关产业的拉动作用非常明显。特别是政府今年重点支持“两新一重”建设,而重大水利工程正是其中的重要内容。

水电产业的溢出效应,愈来愈明显。

一个水电站,造福多座城

在滇池下游水系的螳螂川河畔,有一座外形并不起眼的小水电站。这就是1912 年开始发电的中国水电建设史上第一座抽水蓄能电站——石龙坝电站。

据资料记载,石龙坝电站运行仅三四个月,昆明市联入的电灯数量就达到了3000 盏。石龙坝水电站不仅让昆明老百姓见到了电灯,还推动了云南现代工业的发展。有了电力供应后,昆明市开始陆续出现自来水厂、五金加工厂、造币厂等需要用电的工厂。与此同时,石龙坝水电站还肩负着调节滇池水位、防洪抗旱、灌溉农田的使命。

抗日战争期间,日军飞机多次对昆明城区进行轰炸,昆明仅有的两座火电厂被炮弹炸毁,石龙坝水电站成为昆明地区唯一的发电站。曾几何时,石龙坝电站掌握着这座西南重镇发展的命脉。

距离昆明1600 公里的宜昌,GDP 在湖北全省仅次于武汉和襄阳,这主要归功于这座城市的美名——“世界水利之都”。世界最大的长江三峡水利枢纽工程、中国最大的葛洲坝水电站、湖北最大的清江隔河岩水电站等都落户宜昌。这些大型水利工程的建设,带动宜昌实现历史性跨越。

新中国成立前,因为长江干流穿越市境,其他河流水量充沛;沿长江、沮漳河等地势低洼;降水量分布不均,暴雨区、山丘区占境内面积的90%,都导致宜昌旱、洪灾害频发,对农业生产、社会经济造成巨大损失,甚至威胁人民群众生命安全。

新中国成立后,宜昌利用优越的自然条件,不断加强水利工程建设,在减轻灾害的同时,推进全市经济腾飞,发展蜕变。

1952 年春,宜昌在夷陵区鸦鹊岭镇邓家村兴建第一座小水库——邓家垱水库,拉开了互助合作、集资投劳的序幕。1958年9 月,宜昌启动了汤渡河水利水电工程建设,让13 万宜昌城区人用上了清澈洁净的自来水。

1970 年12 月,葛洲坝工程开工,全国5.5 万名水电精英汇聚宜昌,算是这座小城历史上的第一次“人才大引进”。1994年12 月,三峡工程开建,宜昌的GDP 也因此“水涨船高”,并惠及整个湖北省。

像宜昌这样因为水电项目而发展的城市,在中国还有不少。而在近几年,选择贫困地区造水电,意味着当地马上就要脱贫了。

国务院发展研究中心资源与环境政策研究所研究员王亦楠指出,我国四川凉山、云南怒江等集中连片的深度贫困地区,恰恰是水能资源尚未充分开发的“富矿” 所在。以水电开发为龙头,全面带动当地交通、航运、农业、旅游产业同步发展,是“实现绿水青山和金山银山有机统一”、“让脱贫成效真正经得起实践和历史检验” 的最根本出路。

例如,白鹤滩水电站位于四川省宁南县和云南省巧家县境内,上游距离巧家县城约41 公里,距离乌东德坝址约182 公里,下游距离溪洛渡水电站约195 公里,是金沙江下游四个水电梯级的第二个梯级,属国家重点能源工程,是“西电东送”战略部署中的骨干工程之一。白鹤滩水电站是仅次于三峡水电站的中国第二大水电站。电站主体工程2017 年8 月开工,预计2021 年首批机组发电、2022 年工程完工。

白鹤滩水电站的建设充满波折,曾经历三次中止。

1958 年,国家就有计划请捷克斯洛伐克专家援助在白鹤滩兴建特大型水电站,但因受中苏关系破裂和“三年困难时期”影响,项目在1961 年停止。1965 年,白鹤滩水电站工程列入国家“三五” 计划,但建设再次被搁置。2002 年,国家发展计划委员会(现国家发改委)正式批准了金沙江下游水电开发建设规划,白鹤滩电站也已开始预可研设计,但2004 年因移民安置等一系列综合因素再次被叫停。

直到2010 年10 月,国家发改委下发《关于同意金沙江乌东德和白鹤滩水电站开展前期工作的复函》,白鹤滩水电站正式启动前期筹建工作。根据《长江流域综合规划简要报告(1990年修订)》对本工程的要求,结合本工程自身的特点及其在“西电东送” 中的战略地位等方面综合考虑,确定白鹤滩水电站的开发任务为以发电为主,兼顾防洪,并促进地方经济社会发展和移民群众脱贫致富。

白鹤滩水电站所在的云南省巧家县,1986 年被国务院列为国家重点扶持贫困县, 直到2020 年5 月才正式退出贫困县;而四川省宁南县也在积极脱贫攻坚,并把白鹤滩水电站建设视作“全县经济发展的最大支撑”。

事实上,白鹤滩水电站施工期间,就为两地解决了不少就业问题——白鹤滩水电站工程现有14000 余人稳定就业,其中就有四川、云南两省农民工9000 余人。

据悉,白鹤滩水电站直接用于枢纽建设和库区建设的资金超过1700 亿元,电站建设投入的资金可拉动相关行业的投资,新增就业机会和当地税收,改善当地产业结构,改善工程周边地区的交通、通信等基础设施条件,推进新型城镇化建设,提高当地居民生活水平,促进当地社会经济的发展,对金沙江下游地区经济社会发展意义重大。

与此同时,白鹤滩水库形成后,常年回水区全长约145 千米,为发展地方航运创造了条件。也就是说,总投资1700 亿元的白鹤滩水电站,建成之后不仅提升了所在地区的经济,也通过水陆联运,为开发金沙江下游航运资源,进一步提升长江“黄金水道” 功能、建设综合立体交通走廊创造了条件。

再比如,苏洼龙水电站位于金沙江上游河段四川巴塘县和西藏昌都市芒康县的界河上。其中,昌都市位于藏、川、滇、青四省区交界处,地处横断山脉,是西藏的东大门和联系祖国内地的重要门户,金沙江、澜沧江、怒江贯穿全境,水能资源理论蕴藏量4000 万千瓦以上,是国家“西电东送” 接续基地和清洁能源基地。

以前的昌都是西藏贫困发生率最高、扶贫成本最高、贫困程度最深、脱贫难度最大的区域之一,2015 年贫困发生率达24.95%。2015 年11 月苏洼龙水电站主体工程建设以来,昌都市贫困发生率已降至0.02%。其中除了政府脱贫攻坚的力度,和苏洼龙水电站的建设也有关,不仅给当地解决了用水问题,也带动了相关产业发展和就业解决。

完备产业链中的“基建狂魔”

众所周知,大型水电项目往往工期长、施工难度高,涉及的工业门类众多。

以白鹤滩水电站为例,这座全球在建规模和综合技术难度最大的水电站2021 年7 月投产发电后预计年平均发电量624.43亿千瓦时,年节约标准煤约1968 万吨,减少排放二氧化碳5160 万吨。而白鹤滩水电站建造过程涉及水电设计、重大装备制造、建设管理等诸多产业领域,彰显了我国完备的产业链在锻造大国重器、超级工程中的优势。

例如,大体积混凝土的温控防裂一直是工程界的难题。大坝建设需要浇筑大量混凝土,混凝土中的水泥水化反应会产生热量,使得混凝土浇筑后温度上升,之后再缓慢冷却到环境温度。如果不采取有效的温度控制措施,任由混凝土热胀冷缩,难免会产生裂缝。为了从源头上解决大坝的温度裂缝问题,白鹤滩全坝采用特种水泥——低热水泥。

白鹤滩拱坝高289 米,混凝土总方量为803 万立方米,低热水泥的水化热比中热水泥低约15%,能提高混凝土出机口温度、减少混凝土冷却通水量,仅温控费用一项,就可节省上亿元。实际上,低热水泥一般只用在水电站大坝、港口等大体积混凝土建设领域。正是因为有白鹤滩水电站这样的巨大需求,相关技术才有了用武之地。

为了直观便捷了解水电站的建设进度,白鹤滩项目依靠北斗卫星定位系统、中国电建成都院研发的监控软件,可以进行实时监控,任何操作不到位的情况会自动预警,提示现场质量管理人员进行纠偏;生产什么样的混凝土,只要一线人员在手机上远程操作即可完成。为了避免水电站在遭遇地震时溃坝、下泄而造成次生灾害,天河一号超级计算机对白鹤滩水电站的抗震安全性进行模拟分析,保证抗震设计安全。

与此同时,白鹤滩水电站的建设,还倒逼了东方电机、哈电集团等研发新的绝缘材料、发电机组;倒逼中国电建、中能建集团提升水电设施安装水平。不仅是高大上的技术,白鹤滩水电站对于照明、供水、排风管这样的基础配套设施也有更高标准。对于能够参与电站建设的企业来说,其实更容易拓展普通消费市场。

可以说,在水电工程的完整产业链上,都是赢家。

投资巨大,回报更丰厚

不可否认,水电属于重资产行业,水电站的前期投资规模巨大,还可能涉及库区的移民安置和相关地区的生态保护,而建设安全、国家政策调整等因素可能导致水电项目建设不及预期,因此水电项目的回报周期较长。此外,水电项目盈利情况短期内主要受来水情况影响,而长期发展受下游需求、电价等因素的影响。

但是一旦建成发电,水电项目的优势就十分明显。1990 年代开始,美国国家可再生能源实验室、美国威斯康星大学、世界能源理事会、世界核能协会等机构或单位,先后对传统发电模式和新能源发电模式的能源回报率进行了评估对比,得出以下结论:相比风电、生物能、太阳能、火电等项目而言,水电能源回报率是最高的,而且遥遥领先。

例如,经测算,乌东德水电站机组全部投产后,每年可贡献工业增加值约119 亿元,向地方缴纳大量税费,使地方财政收入增加13.5 亿元。乌东德水电站还将成为南方电网供电范围内调管的最大水电站,为粤港澳大湾区经济社会高质量发展提供绿色能源保障。

而白鹤滩水电站装机容量1600 万千瓦,多年平均发电量624.43 亿千瓦时。电站建成后,将在满足四川、云南两省用电需求的同时外送,拟供电华东、华中、南方电网。

值得注意的是,由于水电设备的技术水平相对较为简单,加之受自然条件影响,水电设备进行扩容和升级改造的可能性较小,水电站的运营期可能长达百年。例如,有着百余年历史的石龙坝水电站如今仍在发电——每年发电量约1000 万千瓦时。电站里一台德国制造的“骨灰级”水轮发电机仍在轰鸣运转,见证着中国水电的百年辉煌。

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