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從美國水電問題分析中國水電改革缺陷

【慧聰環保網】現代化的電力工業,特徵其實就是在電力短缺和電力富餘之間找到平衡。44歲的本土學者何學民是四川省電力公司的研究專家,同時為麥肯錫等國際諮詢公司提供專業意見。在研究了美國的水電開發後,他深感美國在電力體制整體規劃中國家力量的強大,而這或許也是我國電力改革的缺陷所在。     

    水電開發的宏觀

    當2002年我作為《西南電力報》總編以及四川省電力系統官員,到美國做電力研究的時候,揣著一肚子的問題。2000年以後我國電力行業面臨很多新問題,引發了社會上關於電力體制改革的公開大討論。2002年中央終於下定決心實行“廠網分開”,我們處在了電力體制建設非常重要的轉折期。

    美國在上世紀三四十年代就迎來了水電高速發展期,水電行業將近一個世紀的發展,建設步伐早就慢了下來,但是方法和經驗仍然世界領先。我是水電專業出身的高級工程師,對研究美國水電提出了一系列問題:美國如何進行水電資源的評估?其評估尺度與我國是否一致?美國人對水電站到底持什麼態度?由誰建設水電站?怎麼運行水電站?枯水期缺電怎麼解決?美國怎麼考慮水電的環境保護問題?環保分子是不是反對所有的水電?

    當我把這些問題告訴美國某個電力專家時,他吃驚地告訴我:“你對這些問題的考慮與美國前田納西州管理局考慮的問題太相似了,只不過有的是他們幾十年前考慮的問題,有些是他們最近幾年才開始考慮的問題。要把這些問題搞清楚,不是一件容易的事。因為時間跨度太大了。”於是我在圖書館查閱了大量資料,訪問了不同大學的電力學者,也參觀了美國著名的水電管理機構,對美國發展水電的科學方法,深有感觸。

    美國的水電開發是一項自上而下,由法律和政府職能直接提供保障的事業。由總統直接委託副總統,籌集相關部門的人,也就是高層領導帶領高誠信的部門,通過國會給電力立法。不然像密西西比河這樣的流域,涉及美國國土2/3的面積,沒有一個高層強力機構的管理,很難協調各方利益。要瞭解美國水電的開發與管理,就必須知道三個機構,它們分別是:美國的工程師兵團、墾務局和田納西流域管理局。上世紀30年代,美國密西西比河流域發生的大洪水給美國帶來了巨大損失,為此美國工程師兵團開始修建大規模的防洪設施,其中包括水壩,這樣就拉開了大規模水電開發的序幕。美國聯邦墾務局歸聯邦內政部管轄,是美國為開發西部水資源而專設的一個機構,另一個開發水電的著名機構就是田納西流域管理局。正是這些政府機構的強力管理,才使得美國對水電資源能夠統籌考慮,這點也正是我國缺乏的。

    1989年,美國召開了一次關於水電資源的會議,要求對美國剩餘的水電資源進行一次評估。為此,能源部專門制訂了一些評估標準,成立了5個小組,並對電腦程式需要的參數做了確定,開始大規模調查。美國的水電資源評估是非常透明和公開的,他們將評估的軟體掛在網上,將他們輸入的各種數據和處理方法也進行了公佈。任何一個有疑問的人,都可以進行演算,並將演算結果與公佈的結果對比。評估軟體考慮的因素有:這個水電站附近是否有野生動物或野生植物、風景保護或者是歷史保護區,是否有文化、漁業、地質、歷史、娛樂或構成風景的一部分,是否有瀕危魚類或野生物種等。

    在開發模式上,因為需要雄厚的實力,所以多數流域採取了聯合開發模式。比如美國哥倫比亞河流的水電資源極為豐富,大型水電站由兩家聯邦機構(國有企業)開發,在具有戰略地位的14座水電站中,12座為美國工程師兵團建設,兩座由美國墾務局開發。其餘的一些中小型水壩則由一些公用事業公司或民營公司開發。這給我們一個啟示,國家應該負責開發大江大河上的大型水壩和骨幹電站,地方企業或民營企業則負責建設“中下型電站”——即把一些戰略地位不是那麼重要的電站交給地方企業或民營企業進行開發。國家負責開發骨幹電站,可以為地方企業或民營企業建設徑流式電站創造條件。

    美國聯邦機構從上世紀30年代開始,在哥倫比亞河流上修建了29座主要的水壩。聯邦修建的這些水壩,不但提供了洪水控制、灌溉、魚類洄遊、魚類和野生物種的棲息,而且具有發電、航運和娛樂等綜合效益。由於這些大型水電站的修建,客觀上促進了縱橫交錯的超高壓和特高壓輸電線路的建設,推動了美國西部電網的發展和與其他電網的聯網。同時也促進了非聯邦機構修建其餘的中小型水壩,水壩的綜合效益非常明顯。

    我想水電資源管理的目的,是實現水電站與自然的接軌,我們以什麼樣的方式來面對以後幾十年不可預測的變化。它包括生態環境的變化、政策的變化、法律的變化及附近居民觀念的變化。我也在一些地方看到居民們舉著牌子,抗議政府的某些規劃,比如如果電網改造從自家房前經過,房子就會賣不出好價錢。環保分子拆除大壩的呼聲也越來越高。但由於美國的水電站規劃是個政府行為,具有法律效力,這樣保證了它對公共利益的最大考慮。所以即使是環保主義者,也並不是反對所有水電專案。對於具體的專案,水電規劃專家要公開自己的意見,簽上自己的名字,保證意見公正。那麼一旦這個專案受人詬病,水電專家的威望和身價都會大打折扣。

    細部經驗

    在美國水電開發中,一個非常重要的概念就是“確定電量”。所謂“確定電量”,是歐美國家描述水電在最枯年份的年發電量的一個名詞。由於美國對所開發的水電站的“確定電量”有一個比較清晰的指標和描述,並在水電站開發中時時得到考慮,從而使得美國水電特性表達比較清楚,避免了很多沒有必要的和無休止的爭論。

    在我國採用的是“保證出力”和“利用小時”兩個指標來進行衡量水電的豐枯特性,但是利用保證出力的概念是比較模糊的。首先:在冬季水庫中沒有水的情況下,你還怎麼實現所說的保證出力?而“確定電量”則是表達得非常清楚的,那就是在最枯的年份,河流中有多少徑流,這些徑流在某座水電站中能發多少電量,這些電量就叫做這座水電站的“確定電量”。由於美國電力工業對電力供應的可靠性非常關注,所以水電的“確定電量”是非常細緻的。

    在他們對水電的規劃報告裏面,常常要對“確定電量”逐月進行計算,因為只有“確定電量”才是電網所需要的,才是有市場的。只有這種電量才能夠簽訂期貨合同或雙邊多邊貿易合同進行交易——如果簽訂了交易合同而到時候卻沒有這些電量,那麼是要做出巨額賠償的。因而,“確定電量”價格較高,而“不確定電量”價格很低。

    有了“確定電量”的概念,水電站業主也不會再對試運行所產生的電量的電價產生異議。按照美國的觀念,這些試運行電量是“不確定電量”——因為是在試運行之中你不能百分之百保證機組能夠正常運行,整個電力系統都要為你承擔責任和風險,所以價格當然應該比較低。於是對於高載能工業來說,使用“不確定電量”成本就低得多。這樣一來,也非常容易形成對水電季節性用戶的誘導式關懷——高載能企業可以在豐水期多用電多安排生產,將季節性電能以高載能產品的形式存儲下來(也叫做“能源固化”),從而在某些方面也比較好地緩解了水電的豐枯矛盾。

    具體到每個工程,是聯邦所建,是公有還是私有,工程修建目的、與服務對象的關係,以及監管的效果、公眾如何影響工程的運行、什麼機構管轄和監督工程的運行,從電廠發出的電力如何售給家庭用戶和企業,這些因素都決定和影響著每個水電站的運行方式,使協同合作非常複雜。

    在開發方式上,不僅美國,日本、法國、加拿大也都採用龍頭水庫、支流控制、梯級開發的做法。以美國哥倫比亞河流水電開發為例,並非每座水電站都是高壩大庫,相反非常重視整個流域的規劃和佈局,通過科學合理配置,實現整個流域發電量的最佳。值得一提的是,美國流域水電規劃相當細緻,即便是支流的支流,只要平均流量大於每秒兩立方米的溪流,都要進行考慮。而在我國,能夠在水電規劃中做到這麼細緻是非常少的。

    特別是我國初期建立的水電專案,那時候想要一次性籌集到全部資金非常困難。所以爭取到資金後能把局部某個水電站建到最優,卻沒有顧及整體最優。美國專家把水蓄在河流上游,通過龍頭水庫和支流控制讓水電利用效率更高。我們一個專案中的大小壩卻是混雜的,上游弄個中型水庫,中間弄個大的,下麵的水庫大小再由不同時期籌集的資金決定,整個水庫很難實現配置最優。

    美國在規劃水電方面,不僅考慮缺電要新建專案的情況,也特別重視哪些電站和機組需要退役的狀況。
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