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柬埔寨水力資源現(xiàn)狀及水電規(guī)劃方案分析

2022-06-24 14:30胡學東柳若琪柳林云
水利水電快報 2022年6期
關鍵詞:柬埔寨

胡學東 柳若琪 柳林云

摘要:為解決柬埔寨電力供需矛盾,對柬埔寨國內整體區(qū)域進行需電預測及供需平衡計算,分析組成電網的各電源供需缺口,結合“統(tǒng)籌兼顧、綜合利用,因地制宜、合理布局,生態(tài)優(yōu)先、審慎開發(fā)”的水電規(guī)劃原則,提出了水電規(guī)劃布局初步方案,初擬在2035年前規(guī)劃建設13座水電站,總裝機1 631 MW。研究結果表明:柬埔寨水力資源開發(fā)潛力較大,需重點開發(fā)建設用戶端較集中且可就近上網供電的大中型水電站,且應優(yōu)先開發(fā)水力資源較豐富且具備調節(jié)能力的大中型骨干水電站。

關鍵詞:水力資源; 電力發(fā)展規(guī)劃; 水電規(guī)劃; 柬埔寨

中圖法分類號:TV212.1 文獻標志碼:A DOI:10.15974/j.cnki.slsdkb.2022.06.003

文章編號:1006 - 0081(2022)06 - 0012 - 07

0 引 言

柬埔寨河流眾多,水資源豐富,境內水資源總量1 467億m3,水力發(fā)電理論蘊藏量約為10 000 MW,水力發(fā)電資源在可再生發(fā)電資源中的占比較大,優(yōu)勢明顯。自2007年以來,柬埔寨政府大力推動電力發(fā)展,采取多種措施鼓勵水電站建設,截至2018年底,水電裝機容量已達到該國發(fā)電總裝機容量的60.8%。柬埔寨煤炭、石油和天然氣資源較為短缺,水力資源占據極其重要的地位。

柬埔寨經濟保持較快發(fā)展,用電量也隨之保持強勁增長態(tài)勢,電力市場需求增大,電源規(guī)劃建設與電力供需的矛盾越來越突出。作為優(yōu)質的可再生發(fā)電資源,水電將在柬埔寨未來的電力發(fā)展和經濟發(fā)展中發(fā)揮巨大作用。

水電開發(fā)建設需從全局統(tǒng)籌考慮,以充分發(fā)揮水資源的多種功能和效益,前期的水電規(guī)劃在水電站開發(fā)建設中起著重要的指導作用。目前柬埔寨水電規(guī)劃相關的成果主要有《柬埔寨水力發(fā)電水資源審查和評估及重點工程鑒定》《柬埔寨水電開發(fā)總體規(guī)劃研究最終報告》和《柬埔寨修訂能源發(fā)展計劃》,這3項規(guī)劃研究成果主要從水電站具有的水能資源(部分考慮一定的經濟分析),提出了各自規(guī)劃的水電站數目和裝機規(guī)模,對規(guī)劃水平年的電力市場空間、用戶端分布特點、電網規(guī)劃布局和生態(tài)環(huán)境影響等因素缺乏綜合研究分析。本文在這3項規(guī)劃研究成果基礎上,結合未來電力市場空間分析,利用“統(tǒng)籌兼顧、綜合利用,因地制宜、合理布局,生態(tài)優(yōu)先、審慎開發(fā)”的規(guī)劃原則,提出2035水平年不同水電開發(fā)時序及合理的水電規(guī)劃布局方案建議。

1 發(fā)電資源概況及特點

目前,柬埔寨可獲取一次能源中的可再生發(fā)電資源主要有水力、太陽能、風能、生物質(燒桔桿或柴)、沼氣等;不可再生發(fā)電資源主要有燃煤等。

(1) 水力資源。柬埔寨水系發(fā)育,境內水系總體分為湄公河水系和西南、東南獨流入海水系。湄公河(Mekong)是柬埔寨最大的河流,在柬埔寨境內河段長約500 km,主要二級、三級河流約30條。柬埔寨水力發(fā)電理論蘊藏量的50%位于湄公河干流,30%位于湄公河支流的西公(Se Kong)河、桑(Se San)河、斯雷博河(Srepok)(這三條河以下簡稱“3S”)以及其支流,20%位于西南沿海地區(qū)的額勒賽(Stung Russey Chrum)河和斯登梅特爾克(Stung Me Toek)河等河流,其中小型(按小于10 MW計)水電站的理論蘊藏量合計約300 MW。

(2) 太陽能。柬埔寨至少有8 074 MW的太陽能利用潛力,太陽能項目尚處于起步階段。

(3) 風能。柬埔寨國土面積中96.4%的區(qū)域風速小于6 m/s,僅0.2%的區(qū)域風速大于7 m/s,風速達到5 m/s的地區(qū)主要分布在洞里薩(Tonle Sap)湖南部、西南山區(qū)以及南部沿海地區(qū)。

(4) 煤炭。已探明位于上?。⊿tung Treng)省蓬塔拉特(Phum Talat)的一處沉積,煤炭儲量大約為700萬t。

另外,柬埔寨石油、柴油等均高度依賴進口。生物質的潛在發(fā)電量約為700 MW。

以上分析結果表明:柬埔寨可用于較大規(guī)模發(fā)電的一次能源主要為水力和太陽能資源,但從電力系統(tǒng)安全角度出發(fā),太陽能項目的開發(fā)必須依賴水電或火電的調節(jié)能力,因此柬埔寨用于發(fā)電資源的一次能源以水力資源為相對優(yōu)先資源。

2 電力系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃

2.1 電力系統(tǒng)現(xiàn)狀

柬埔寨有349個地區(qū)獲得了安全可靠的電力供應,尚有10個地區(qū)未接入國家電網。截至2018年底,柬埔寨發(fā)電總裝機容量2 187 MW,年發(fā)電量81.72億kW·h。其中,水電裝機容量1 329.7 MW,約占60.8%;燃煤火電裝機容量551.2 MW,約占 25.2%;柴油/重燃料油發(fā)電廠的裝機容量266.8 MW,約占12.2%;使用木材和其他生物燃料的發(fā)電廠裝機容量29.3M W,約占 1.3%;太陽能電廠的發(fā)電裝機容量10 MW,約占0.5%。2018年,柬埔寨全國供電量為97.39億kW·h,同比增長20.6%,其中,國內發(fā)電占該國供電量的84%,其余從泰國(約占11.1%)、越南(約占4.2%)、老撾(約占0.7%)等國家進口,合計占16%。

截至2018年底,柬埔寨境內已建的水電站共有9座,總裝機容量1 330.8 MW,年發(fā)電量47.41億kW·h,平均裝機年利用小時數約3 560 h,已開發(fā)建設的水電站裝機約占全國水力發(fā)電潛能的13.3%。9座電站中兩座裝機較小的臘塔納基里和蒙多基里電站,合計2.7 MW,其余7座較大水電站(均為中國建設),分別為基里?、窦?、Ⅲ級(Kirirom I、Kirirom III),甘再(Kamchay)、達岱(Stung Tatay)、斯登沃代(Stung Atay)、額勒賽下游(Lower Stung Russei Chrum)、桑河二級(Lower Se San Ⅱ)等水電站[1]。將于近期開發(fā)建設的水電站有2座,總裝機容量198 MW,分別是梁河Ⅰ級(Prek LiangⅠ)和清阿林(Stung Chay Areng)水電站。

截至2018年底,柬埔寨尚未建立起全國雙回路電網,國內供電系統(tǒng)電壓等級有22,115 kV和230 kV。在跨境電網連接方面,南部連接越南,從越南進口的電壓為22 kV和230 kV;西部經暹粒(Siem Reap)省與泰國連接,從泰國進口的電壓22 kV;北部經上丁省與老撾連接,從老撾到柏威夏(Preah Vihear)的進口電壓為22 kV,2017年升級至115 kV。柬埔寨電網線路現(xiàn)狀及規(guī)劃示意見圖1。

2.2 電力發(fā)展規(guī)劃

2013年9月柬埔寨政府發(fā)布了《四角戰(zhàn)略第三階段政策》,確定了今后5 a四大優(yōu)先發(fā)展領域,其中第二領域即是繼續(xù)投資基礎設施和建設商業(yè)協(xié)調機制,加大能源開發(fā)力度,推動互聯(lián)互通;在柬埔寨政府制定的《2015~2025工業(yè)發(fā)展計劃》主要目標中,2018年前優(yōu)先實施4個行動計劃,其第一項計劃即是降低工商業(yè)電力價格。具體體現(xiàn)在柬埔寨政府正制定的電力中期規(guī)劃中,通過建設大型火電及天然氣廠實現(xiàn)能源供應多元化,減少對石油的依賴性,降低發(fā)電成本,計劃開發(fā)所有具備潛力的水電站。同時,該電力規(guī)劃計劃在全國范圍內建設三大主電網(分別為北部、南部和西部區(qū)域),以降低供電成本,完成“2020年將電力覆蓋到全國,2030年使全國70%的家庭有電用”的目標。

電網擴張具體目標按照《柬埔寨修訂能源發(fā)展計劃》(草案,2014年10月)中的規(guī)劃,2030年前,柬埔寨國家115 kV電網各省聯(lián)通,最終至全國聯(lián)網聯(lián)通;大型輸變電系統(tǒng)規(guī)劃北部區(qū)域超過230 kV(如500 kV)電網的電力輸送建設,規(guī)劃南部500 kV送電金邊的電網輸送[2]。

3 電力資源存在問題與發(fā)展?jié)摿?/p>

自20世紀80年代柬埔寨建成基里隆I 級水電站以來,電力生產快速發(fā)展,電力建設已具備一定規(guī)模,電力供應由極度缺電向基本滿足的情況轉變。受該國自然資源限制,未來可轉換的發(fā)電資源將仍以水力資源為優(yōu)。其國家電力規(guī)劃在未來數年亦將水電作為全國電力的支撐。分析2018年柬埔寨電力裝機結構表明:電力來源以水電為主,目前已開發(fā)水電僅占該國水力資源技術可開發(fā)裝機的13.3%,水力資源開發(fā)率仍較低,水電開發(fā)潛力較大[3]。

目前柬埔寨電網中水電大多為無調節(jié)性能的徑流式水電站,旱季水電裝機容量平均約占水電總裝機容量的54%,其中達岱水電站僅約為30%,造成旱季缺電、雨季棄水,導致電網調度能力弱,穩(wěn)定性差;同時因電網規(guī)劃及建設滯后,電網容量與較大電力裝機的缺口較大,電源端與負荷端不匹配,如金邊負荷估算已占全網的50%以上,但容量卻較小限制了供電,局部電力富余與部分地區(qū)嚴重缺電并存的局面。

因此,柬埔寨的電力發(fā)展應優(yōu)先開發(fā)水力發(fā)電這一清潔能源,并對具有調節(jié)能力的水電站先期重點開發(fā),完善對電網的覆蓋以及供電的可達性與可靠性,以期因地制宜的利用該國資源特色,發(fā)展水力資源,開發(fā)能提供較高電能質量的水電站,提高電網供電的穩(wěn)定性,縮小雨、旱季豐枯季供電差,并為未來新能源入網提供較大調節(jié)能力進行儲備。

4 電力需求預測及供需分析

4.1 經濟及發(fā)展預測

根據柬埔寨《國家戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃2019~2023》,柬埔寨經濟以平均7.1%的速度增長(2018年數據為估算),2015年該國實現(xiàn)了從低收入國家向中低收入國家轉型的歷史藍圖,2017年人均GDP約為1 429美元[4]。該戰(zhàn)略規(guī)劃對柬埔寨國民經濟和社會發(fā)展提出了中長期布局和遠景目標,2018~2023年經濟增長預測見表1。

4.2 電力需求預測

柬埔寨礦產與能源部(MME)負責柬埔寨的能源需求預測,通常是結合國內近幾年社會經濟發(fā)展狀況,對國際合作項目做出的需求預測進行一定的修正。

在2008年1月世界銀行對柬埔寨電力需求預測結果基礎上,2014年10月,柬埔寨MME通過《柬埔寨修訂能源發(fā)展計劃》對2030年水平年的電力需求按“低”“基本”“高”3個水平進行了預測,增長率分別為 6%,7%和8%。

綜合分析經濟增長及上述電力需求預測成果,參考世界相似經濟發(fā)展水平的國家以及周邊國家的經濟發(fā)展對電力需求的增長預測,在2030年預測值基礎上,對柬埔寨規(guī)劃水平年2035年的電力需求按以上3個水平預測,其電力需求值分別為3 356,4 175 MW和5 080 MW??紤]電力需求預測基礎較差、影響電力需求的不確定因素較多,電力規(guī)劃將3個水平的負荷預測均納入考量范疇。

4.3 供需平衡分析及供電方向

規(guī)劃基準年(2018年)柬埔寨發(fā)電總裝機容量2 187 MW,目前在建電源工程包括2座水電站(合計裝機容量198 MW)以及西哈努克市在建的1座燃煤火電站(合計裝機容量135 MW),新增發(fā)電裝機容量共計333 MW。到規(guī)劃水平年(2035年),按前述3個水平的電力需求預測,柬埔寨電力供應缺口分別為836,1 655 MW和2 560 MW。

5 水電規(guī)劃及布局

5.1 歷史規(guī)劃成果

(1) 1995年6月,在《柬埔寨水力發(fā)電水資源審查和評估及重點工程鑒定》(以下簡稱“CPEC”)中,研究了柬埔寨25條河流(含湄公河干流柬埔寨境內上游)的63座有水力發(fā)電潛能的水電站,其中單站裝機容量不小于10 MW的32座,小于10 MW的31座[5]。

(2) 2009年1月,在《柬埔寨水電開發(fā)總體規(guī)劃研究-最終報告》(以下簡稱《總體研究最終報告》)中,除上述32座裝機容量不小于10 MW電站外,又考慮新增西公(Lower Sekong)河電站(裝機容量190 MW),因當年基里?、蟆⒏试?、斯登沃代和額勒賽下游等4座電站已簽訂項目實施合同,故主要研究對象為29座水電站[6]。該研究報告優(yōu)先推薦斯雷博河下游Ⅱ(Lower Srepok Ⅱ)、桑河Ⅱ、梁河Ⅰ、梁河Ⅱ(Prek Liang Ⅱ)、額勒賽中游(Middle Stung Russei Chrum)、斯登梅特爾克Ⅱ(Stung Metoek Ⅱ)、斯登梅特爾克Ⅲ(Stung Metoek Ⅲ)、波戈(Pogo)等水電站。

(3) 在《柬埔寨修訂能源發(fā)展計劃》報告中,對2030年的電力需求預測進行了修正,提出了電網擴張規(guī)劃;同時提出為滿足本國電力需求,優(yōu)先開發(fā)裝機較大的水電站,參與電力供需分析的21座較大裝機的水電站均從CPEC規(guī)劃成果中選?。ㄑb機不小于10 MW的32座),由于已建6座、在建3座,則該規(guī)劃報告擬建的水電站有12座,其中含湄公河干流2座,斯雷博河1座。

以上歷史階段水電站規(guī)劃成果詳見表2。

5.2 規(guī)劃思路及原則

(1) 統(tǒng)籌兼顧,綜合利用。統(tǒng)籌考慮干支流、上中下游梯級的作用和地位,合理確定適應經濟社會發(fā)展的開發(fā)順序,重視水電開發(fā)且兼顧多重開發(fā)任務,充分發(fā)揮水資源綜合利用功能和效益,滿足經濟社會發(fā)展各方面的需求。

(2)因地制宜,合理布局。針對國家水力資源及用戶端需求的分布特點,結合已建電網及規(guī)劃布局,因地制宜重點開發(fā)建設用戶端較集中及可就近上網供電的大中型電站,實現(xiàn)對南部(金邊周圍)、西南部片區(qū)全覆蓋,增加水電站對電力的供應能力;優(yōu)先開發(fā)水力資源較豐富河流(如桑河、斯雷博河、西公河),加快建設具有調節(jié)能力的大中型骨干水電站,完成北電南送、北電西送的電力調配平衡;重點結合國情、因地制宜地開發(fā)小微型水電工程,以滿足偏遠山區(qū)的用電需求。

(3) 生態(tài)優(yōu)先,審慎開發(fā)。結合國家對生態(tài)環(huán)境影響的新形勢要求,水力資源開發(fā)把生態(tài)優(yōu)先擺在首位,高度重視水庫淹沒及生態(tài)環(huán)境保護,正確處理保護與開發(fā)的關系,確保生態(tài)流量下泄,對因環(huán)境影響問題爭議較大的工程,審慎論證其是否適宜開發(fā)。

5.3 規(guī)劃方案擬定

結合上述歷史水電站規(guī)劃成果,以2035年規(guī)劃水平年進行供需平衡分析,本次規(guī)劃擬建水電站大致分為以下兩類。

(1) 《柬埔寨修訂能源發(fā)展計劃》規(guī)劃擬建的12座水電站中,位于湄公河干流的上?。?00~980 MW)和松博(2 600~3 600 MW)2座水電站,因環(huán)境影響等問題爭議較大,暫不列為優(yōu)先工程(但應加強生態(tài)環(huán)境影響和應對措施的研究,進一步優(yōu)化設計方案,必要時可作為規(guī)劃后期的備選電站);其余10座水電站規(guī)模適中、經濟性較好,作為規(guī)劃方案的“第一梯隊”優(yōu)先考慮,裝機容量共計1 121 MW。

(2) CPEC規(guī)劃裝機容量大于10 MW的32座水電站中,除已建9座、MME規(guī)劃擬建的12座外,剩余的11座水電站中,裝機容量大于100 MW的有3座,分別為戈公(Koh Kong)省斯登梅特爾克Ⅰ級(Stung MetoekⅠ)電站(175 MW)及斯登梅特爾克Ⅱ級電站(210 MW),額勒賽中游電站(125 MW);裝機容量20~60 MW的水電站3座;其余均在20 MW以下,裝機容量共計約160 MW。此11座水電站總裝機約670 MW,可作為備選電站。

5.4 規(guī)劃方案選擇

(1) 考慮2035年低水平負荷情況下,電力需求預測為3 356 MW,考慮已在建水火電裝機后,電力供應缺口在836 MW;在不新增火電等其他電源的條件下,規(guī)劃新增“第一梯隊”的10座水電站(裝機容量共計1 121 MW)即能基本滿足用電需求。

(2) 考慮2035年基本水平負荷情況下,預測電力需求為4 175 MW,考慮已在建水電站和火電站后,電力供應缺口在1 655 MW以上,僅按低水平負荷規(guī)劃新增的“第一梯隊”10座水電站裝機不能滿足負荷需求;若按電網中非水電電源裝機比例30%考慮,2035年需新增水電裝機1 395 MW,在考慮“第一梯隊”10座電站的基礎上,仍需規(guī)劃新增274 MW以上的水電裝機容量。可從備選電站中選擇斯登梅特爾克Ⅰ級及Ⅱ級水電站(環(huán)境影響和制約因素較小,經濟指標相對較好),共裝機385 MW。

(3) 考慮預計2035年高水平負荷情況下,預測電力需求為5 080 MW,考慮已在建水火電后,電力供應缺口在2 560 MW以上;若按其他非水電電源裝機容量占30%考慮,至少仍需新增水電裝機2 029 MW。在考慮“第一梯隊”10座電站的基礎上,至少需增加908 MW以上的水電裝機。由于剩余備選的11座水電站總裝機容量僅670 MW,因此,對于高水平負荷方案,還需增加電網中非水電電源的裝機比例。經測算,若2035年非水電電源的裝機比例維持現(xiàn)狀水平即38%,則需新增水電裝機1 622 MW以上,考慮“第一梯隊”10座電站,加上斯登梅特爾克河Ⅰ級、Ⅱ級水電站(385 MW)和額勒賽河中游梯級電站(125 MW)后,即新增13座水電站總裝機1 631 MW,同時考慮電網內其他非水電電源裝機的調蓄作用,可基本滿足負荷需求;若將2035年非水電電源的裝機比例降至30%,或其他備選電站開發(fā)成本過高,則應考慮開發(fā)湄公河干流的上丁或松博水電站。

5.5 規(guī)劃布局建議方案

按照國家水力資源分布及供電需求特點,以滿足電力負荷高水平方案為目標(非水電電源裝機占比維持現(xiàn)狀水平38%),推薦2035年前規(guī)劃13座水電站總裝機容量1 631 MW,規(guī)劃電站簡要指標見表3,水電站規(guī)劃布局見圖2。

6 結論與建議

6.1 結 論

(1) 柬埔寨國家可用于發(fā)電的一次能源主要集中在水力資源和太陽能,風能、煤炭、石油及天然氣等其他資源較為缺乏;現(xiàn)狀水力資源開發(fā)率較低,水電站開發(fā)潛力仍有較大空間;為滿足對國家高速擴張的經濟發(fā)展支撐,解決該國電力需求較快的上漲態(tài)勢,需大力開發(fā)建設水電站。

(2) 針對國家水力資源及用戶端需求的分布特點,結合已建電網及規(guī)劃布局,因地制宜重點開發(fā)建設用戶端較集中及可就近上網供電的大中型電站,如洞里薩湖流域群,西南諸河流域群中靠近馬德望(Battambang)和菩薩(Pursat)省,金邊(Phnom Penh)和西哈努克(Sihanouk Ville)市等負荷中心的梯級水電站;同時優(yōu)先開發(fā)水力資源較豐富且具備調節(jié)能力的大中型骨干水電站,如3S流域群的梯級水電站;配合輸電線路電網的雙回路和環(huán)網的加快建設,實現(xiàn)國家電網對北部、西部片區(qū)覆蓋,增加水電站對電力的供應能力。

6.2 建 議

(1) 目前柬埔寨境內水力資源理論蘊藏量、技術和經濟可開發(fā)量均缺乏廣泛的實地調查和系統(tǒng)科學的分類計算,水文資料較為缺乏,已存在的水力發(fā)電規(guī)劃成果仍具有較大修訂空間。為此,應盡快、盡早開展國家水力資源普查及系統(tǒng)的水力發(fā)電規(guī)劃。

(2) 統(tǒng)籌考慮干支流、上下游梯級的作用和地位,合理確定水力發(fā)電工程的水資源綜合利用任務和開發(fā)時序,規(guī)劃龍頭調節(jié)水庫以提高水資源利用率。

(3) 逐步建立梯級統(tǒng)一調度管理機構,開展水庫聯(lián)合調度工作和綜合調度管理,協(xié)調發(fā)電與其他部門的協(xié)作機制;以水電帶動電網建設,推進柬埔寨電網盡早形成,有效解決電源端與負荷端不匹配和大部缺電與局部電力富余對立問題,保證水電站電力的高效供應。

(4) 在電力發(fā)展中長期規(guī)劃中,適當考慮抽水蓄能電站的選址規(guī)劃,可為太陽能并網發(fā)電和柬埔寨大電網形成及局域網的供電穩(wěn)定提供必要儲備。

參考文獻:

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[6] Japan International Cooperation Agency. The Master Plan Study of Hydropower Development in Cambodia Final Report[R]. Japan:Japan International Cooperation Agency,2009.

Status quo of Cambodia's hydropower resources and analysis

of its hydropower planning

HU Xuedong1, LIU Ruoqi2, LIU Linyun1

(1. Changjiang Survey, Planning, Design and Research Co., Ltd., Wuhan 430010,China; 2. Northridge Branch, California State University, Northridge 91325, USA)

Abstract: In order to solve the contradiction between power supply and demand in Cambodia, prediction and supply-demand analysis of Cambodia's domestic power generation resources were conducted to analyze the supply-demand gap of various power sources in the national power gird for meeting the national energy resources strategy. Based on the hydropower development principle of“overall planning, comprehensive utilization, taking measures accoding to local condition, rational layout, ecology priority, prudent development”, the initial plan to build 13 hydropower stations with a total installed capacity of 1 631 MW before 2035 was put forward. The analysis results showed that the development potential of hydropower resources in Cambodia is large, so it is necessary to focus on developing and constructing large or medium-sized hydropower stations nearby users and grid for power supply, and priority should be given to the development of large or medium-sized backbone hydropower stations with abundant hydropower resource and regulation performance.

Key words: hydropower resources; power development planning; hydropower planning; Cambodia

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