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小水电在电力行业中虽然不是主体,但其是实现“双碳”目标的重要能源选择。
水利部近日印发的《2023年农村水利水电工作要点》提出,“积极稳妥推进小水电分类整改,实施小水电绿色改造与现代化提升,落实小水电生态流量”。那么,目前,我国小水电站现状到底是什么样?未来发展方向在哪里?记者围绕上述问题日前专访了水利部农村电气化研究所副所长、中国水力发电工程学会小水电专委会主任委员董大富。
新时代对小水电提出新要求
中国能源报:如何正确看待小水电行业?在新时代背景下,小水电在能源行业中处于什么地位?
董大富:提到小水电,给人固有的印象是生态环境的破坏者,不排除个别小水电存在破坏环境的问题,但大部分小水电反而是生态环境的修复者。新形势对小水电的安全与生态提出了新要求,未来小水电的发展要满足“人们对美好生活的向往”,可采用新技术、新方法、新理念,开展小水电绿色发展与现代化提升,实现高质量发展,提升现代化运营管理水平。
改革开放以来的40多年,小水电获得了初级农村电气化县、水电农村电气化县、水电新农村电气化县、小水电代燃料、农村水电增效扩容改造、小水电扶贫等国家资金投入,我国小水电装机容量增长了15倍。目前,全国建成小水电站42400余座,总装机达8100多万千瓦,占全国水电总装机容量的22.1%。按照最新供电标准煤耗307克/千瓦时计算,2021年发电量相当于节约了6855万吨标准煤,减少二氧化碳排放1.7亿吨。
小水电在电力行业中虽然不是主体,但其是实现“双碳”目标的重要能源选择。作为清洁可再生能源,持续发挥着巨大的节能减排效益。此外,小水电兼具防洪、灌溉、供水、旅游、保护森林植被、水源涵养等社会、生态方面的综合效益。
发展面临六方面难题
中国能源报:在您看来,目前我小水电发展面临哪些难题?
董大富:我国小水电行业面临六方面的问题。一是小而散,管理难。由于城镇聚集效应,农村人口减少,小水电站小而散问题逐步凸显,安全监管难。二是设备老旧,存在安全隐患。部分电站运行多年,未及时开展技术改造,加之设备设施维护较差,存在一定的安全隐患。三是流域小水电群缺乏高效运行调度技术支撑,水资源利用率偏低。四是人力成本逐年提高,从业人员年龄普遍偏大,不少小水电站面临若干年后无人可用的境地。五是自动化水平普遍偏低,许多老旧电站厂容厂貌差,与周围环境不协调,不能满足美丽乡村建设的需求。六是监管手段不足,电站生态流量泄放还需完善,个别电站生态修复措施不到位。
中国能源报:您刚提到小水电小而散,到底有多小?有多散?
董大富:全国小水电单站平均装机容量为1792千瓦,以长江经济带10省(直辖市)为例:单站平均装机容量为2460千瓦,单站平均装机容量最小的是江西省,为940千瓦;200千瓦及以下座数超过1/5,500千瓦及以下座数约占1/2,1000千瓦及以下座数超过2/3。
至于小水电有多散,小水电站大都分布在农村边缘山区,甚至有些电站还没有通路,交通不便。除了小、散外,小水电还弱。长江经济带10省市单站平均发电收入约200万元,单站平均发电收入最低的江西省,约60万元。
建设生态友好型项目
中国能源报:在您看来,我国小水电未来现代化发展的主要内容是什么?
董大富:主要内容是建设生态友好型的小水电站。首先,要对设备设施更新改造,提高发电能力、降低安全风险。小水电改造过程中要采用新技术、新材料、新工艺、新设备,全面提升水电站硬件现代化水平、运行可靠性,提高水能资源的利用效率。例如,可对水轮发电机组、励磁、调速器、油气水辅助设备、高低压开关柜、变压器、控制系统等设备设施进行更新改造。
其次,应用新技术建立智能化、集约化运行模式,提高发电效益。小水电业主可采用物联网感知设备、AI图像识别技术等提高远程感知与预警能力,增加安防系统,优化调度运行。通过小水电实现智能化运行,达到“自感知、自学习、自决策、自控制”,改变单站独立分散运行的常规模式,以区域或流域为单位,建立电站集群统一运行模式,把分散的小水电站整合成一个跨越物理空间的虚拟电站,建立集控中心,实现远程集中监控,实现集约化运行。
再次,统筹考虑梯级电站上下游,优化水能资源利用效率。未来可根据水库水位及来水预测,动态制定梯级电站机组运行策略。例如,开机台数、开机顺序、机组负荷、开机时间等,以梯级电站集群发电效益最大化原则来调度各电站的运行。
最后,改变一支队伍运维一个电站的“一对一”管理模式,整合人力资源,组建一支专业化团队,管理一个区域的电站,建立物业化管理模式。
中国能源报:如何实现小水电的可持续发展、“双碳”目标下的高质量发展?如何更好地发挥出小水电清洁可再生能源的重要属性?
董大富:新时代对小水电提出了新要求。未来,小水电企业采用新技术、新方法、新理念实现小水电绿色发展和现代化提升,利用调节储能特点与新能源融合发展,优化存量、融合增质。以区域或流域为单位,技术上实现集约化,管理上采用物业化。发挥水库库容调节和梯级库群反调的功能,实现水风光储一体化融合发展。
我国具有10万方及以上库容且以发电为主的小水电站5800多座,总库容800多亿方,装机2500多万千瓦。通过库容调节、储能工厂、抽蓄改造等水风光储一体化建设,可为新能源开发和消纳提高供电可靠性。
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