張鵬飛

(黑龍江省農(nóng)村水利水電保障中心,哈爾濱 150001)

0 引 言

牡丹江流域水能資源比較豐富,其流域水力資源的開發(fā)是黑龍江省水能資源開發(fā)最早、規(guī)模最大的流域。已建成的水電站中,牡丹江流域裝機容量規(guī)模占全省水電站總規(guī)模高達62%,但牡丹江蓮花下游開發(fā)利用程度較低,目前僅1座小蓮花水電站正在施工建設,其他電站均為前期階段。2021年,牡丹江蓮花下游梯級開發(fā)進一步修編,開發(fā)梯級為:小蓮花、龍山湖(原龍虎山)、鳳山(原神水潭)、曙光、望江(原九龍?zhí)?和長江屯六級梯級開發(fā)方案。近年來,隨著人們對生態(tài)環(huán)境的要求越來越高,各個領域的學者也從不同角度研究河流梯級開發(fā)對河流影響問題。文章系統(tǒng)總結牡丹江下游梯級開發(fā)內部優(yōu)勢、劣勢,外部面臨的機會、威肋,探索開發(fā)需要深入研究的方向,供開發(fā)者和決策者參考。

1 SWOT矩陣分析

SWOT分析是一種綜合考慮內部條件和外部環(huán)境各種因素,從而選擇最佳發(fā)展戰(zhàn)略的方法。運用這種方法,可以對研究對象所處的情景進行全面、系統(tǒng)、準確的研究,從而根據(jù)研究結果制定相應的發(fā)展戰(zhàn)略、計劃以及對策等。

SWOT分析表現(xiàn)為構造SWOT結構矩陣,并對矩陣的不同區(qū)域賦予了不同分析意義。利用這種方法可以從中找出對開發(fā)有利的、值得發(fā)揚的因素,以及對自己不利的、要避開的東西,發(fā)現(xiàn)存在的問題,找出解決辦法,并明確以后的發(fā)展方向。根據(jù)這個分析,可以將梯級開發(fā)按輕重緩急分類,明確哪些是急需解決的問題,哪些是可以稍微拖后的事情,哪些屬于戰(zhàn)略目標上的障礙,哪些屬于戰(zhàn)術上的問題,并將這些研究對象列舉出來,依照矩陣形式排列,然后用系統(tǒng)分析的思想,把各種因素相互匹配起來加以分析,從中得出一系列相應的結論而結論通常帶有一定的決策性,有利于做出較正確的決策和規(guī)劃。牡丹江蓮花下游梯級開發(fā)SWOT矩陣分析見表1。

表1 牡丹江蓮花下游梯級開發(fā)SWOT矩陣分析

2 梯級開發(fā)優(yōu)勢因素(Strengths)

1)清潔能源。牡丹江下游各電站建成后提供的清潔能源,相當于每年節(jié)約1.72萬t標準煤,減排二氧化碳4.43萬t,減排二氧化硫57.57t,減少0.13萬噸煙塵,改善能源結構,促進以電代柴,提高植被涵養(yǎng)水源和改良土壤功能,保護和修復生態(tài)環(huán)境,對于促進能源結構調整和節(jié)能減排具有重要的作用。

2)經(jīng)濟效益最大發(fā)揮。水力發(fā)電的效率高,一般水能利用在80%左右。通過梯級聯(lián)合調度,充分利用水頭和沿途補充水量,進一步提高水能資源利用效率。牡丹江干流蓮花以下河段梯級開發(fā),可為電網(wǎng)提供5.4億kW·h的梯級電量。水電市場消納空間大,目前黑龍江省對水電站發(fā)電上網(wǎng)電量不存在受電市場難消納或外送不及時的現(xiàn)象,基本發(fā)多少,賣多少。牡丹江蓮花下游梯級電站情況表,見表2。

表2 牡丹江蓮花下游梯級電站情況表

3)綜合效益顯著?？茖W配合,梯級調度,充分發(fā)揮綜合效益。水電站運行帶來發(fā)電收入;庫區(qū)山、水、林等風景發(fā)展旅游,帶動旅游產(chǎn)業(yè);利用庫面發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖;各級水庫蓄豐補枯,可為沿岸農(nóng)業(yè)灌區(qū)、能源基地、重要城鎮(zhèn)提供水資源;提升水旱災害防御,消減洪峰、蓄存洪量,保障人民生命財產(chǎn)安全。

4)修編后前期費用降低。2021年,省發(fā)展和改革委員會對牡丹江干流蓮花以下河段水電開發(fā)規(guī)劃修編后,各水電站按現(xiàn)行土地補償標準和移民安置指標進行了調整,使水能開發(fā)更加趨于合理,更加符合當前的實際情況。除小蓮花水電站外,將其余各水電站正常蓄水位,均降低了2.0m左右,淹沒土地1933hm2,重新安置6戶18人,減少了土地淹沒面積和動遷人口,投資估算8.6億元,建設成本大幅下降。與省內同類工程比較,具有投資省、淹沒損失小、效益大的顯著優(yōu)點。

3 梯級開發(fā)劣勢因素(Weaknesses)

1)地理氣候影響經(jīng)濟指標。黑龍江省地處高寒地區(qū),境內電站多位于山區(qū)丘陵等偏遠地區(qū),交通條件差,開發(fā)成本高。同時高緯度極端天氣一方面迫使電站開發(fā)建設成本激增,另一方面多數(shù)徑流式水電站有效發(fā)電時長僅半年,發(fā)電效益差,回收期長,嚴重制約純社會資本開發(fā),影響資源開發(fā)。

2)電價成本低。規(guī)劃中的6座梯級電站裝機<5萬kW,均按農(nóng)村水電站管理。黑龍江省農(nóng)村水電行業(yè)先后經(jīng)歷多次調價,目前執(zhí)行0.375元/kW·h的上網(wǎng)標桿電價,相比火電、風電、太陽能等優(yōu)勢電價偏低,仍存一定差距。

3)影響流域生態(tài)系統(tǒng)。牡丹江蓮花下游修建6座中型水庫,總庫容2億m3,將調整原有河道水位,攔截水量的同時影響了河流輸沙,導致流域水文情勢改變,直接影響下游物質循環(huán)、能量轉換、物理棲息條件以及生物間相互作用,特別是洄游型魚類資源影響較大。同時庫區(qū)水溫分層、機組尾水溫度升高也將對生態(tài)環(huán)境發(fā)生變動。另外對工程地質條件要求較高,水庫可能誘發(fā)地震,增加了庫區(qū)及周邊地區(qū)地質災害發(fā)生的頻率。

4)調度運行不理想。水電站開發(fā)需要注入大量資金,需要多個電站集中承擔不同時期電網(wǎng)負荷發(fā)電任務,都想將個自利益最大化,勢必造成電站間發(fā)電效益不均衡,進而產(chǎn)生矛盾,整體優(yōu)化調度方案執(zhí)行過程中,這些不確定因素將使整體調度和運行無法達到預期效果[1]。

4 梯級開發(fā)機會因素(Opportunities)

1)符合“兩碳”目標。水電屬于清潔可再生能源,其合理開發(fā)符合“碳達峰碳中和”可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。習總書記強調,“2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和”?；痣娨驯涣袨閲揽仨椖?而風電、太陽能的隨機性、波動性問題一直存在,水電一直為穩(wěn)定可控的優(yōu)質能源,要實現(xiàn)“兩碳”目標,同時確保供電安全可靠,離不開水電。

2)提供良好的調峰電源。水電站水輪機組啟、停靈活,出力可變幅度大,是最理想的調峰、調頻和事故備用電源,得到電力部門充分認可。將與蓮花電站同步運行,共同承擔黑龍江省電網(wǎng)的調峰、調頻、調相和事故備用等任務。盡早建設和發(fā)揮梯級電站的調峰作用,可以緩解電網(wǎng)、電力、電量需求矛盾,改善電網(wǎng)運行條件和供電矛盾。

3)國家政策傾斜。近年來,國家對水電事業(yè)發(fā)展給予了多項優(yōu)惠政策,自1983年開展農(nóng)村電氣化縣試點建設以來,先后進行了6批電氣化縣建設、2批小水電代燃料建設、3批增效擴容改造及農(nóng)村水電扶貧等建設,水利部、發(fā)改委、財政部根據(jù)裝機規(guī)模給予資金補助。促進了社會主義新農(nóng)村建設,加快了農(nóng)村傳統(tǒng)向現(xiàn)代化生活方式的轉變。同時通過改造消除了電站安全隱患,提高了機組效益指標,增加了電站發(fā)電收入。

5 梯級開發(fā)威脅因素(Threats)

1)分類整改強化監(jiān)管。2021年底,水利部等七部委印發(fā)小水電分類整改工作意見,將分類整改擴大到全國范圍,明確要加強對規(guī)劃執(zhí)行情況的監(jiān)督檢查,充分發(fā)揮規(guī)劃的約束作用。除鞏固脫貧攻堅成果、保障海島邊防等偏遠地區(qū)和電網(wǎng)未覆蓋地區(qū)供電安全、建設引調水等綜合利用水利工程兼顧發(fā)電外,原則上不再新建小水電項目。對于已審批但未開工建設項目,應當重新進行評估。

2)負面輿論影響加強。近年來從甘肅祁連山到長江經(jīng)濟帶暴露出來的系列小水電生態(tài)環(huán)境突出問題,使得國家對小水電生態(tài)環(huán)境監(jiān)管日趨嚴峻。加之中央環(huán)保督察暗訪,從與自然保護區(qū)關系和生態(tài)環(huán)境影響兩大方向,履次曝光發(fā)現(xiàn)小水電環(huán)境影響問題,整治整改甚至拆除數(shù)座小水電站,在此背景下,社會輿論極大影響了水電開發(fā)建設。

3)國內不認同觀念不斷。近年來,國內一些學者將部,關于小水電與,截斷河流致下游減脫水、與民爭水的爭議一直存在,但小水電從未像今天這般遭受質疑。在一些極端人士看來,不把小水電全部拆除誓不罷休。

6 開發(fā)戰(zhàn)略措施方向

在分析水電梯級開發(fā)的自身優(yōu)勢、劣勢因素,外部所面臨的機會、威脅后,進一步綜合內外因素影響,提出牡丹江蓮花下游梯級開發(fā)發(fā)展總體方向措施。

1)可持續(xù)綠色進展。根據(jù)黑龍江省6廳局開展的小水電分類整改評估結果來看,水電站對生態(tài)環(huán)境影響主要表現(xiàn)部分引水式水電站攔河壩下游至尾水流回原河道段的減脫水問題,而河床式電站影響小得多。牡丹江蓮花下游各梯級開發(fā)電站布置形式均為河床式水電站,要充分利用自身優(yōu)勢,在設計中,安裝生態(tài)機組,確保生態(tài)流量泄放。同時配備修建魚道、魚類增殖站等環(huán)保措施,保障牡丹江魚類洄游通道暢通。

2)水風光一體化建設方向。充分抓好國家碳達峰、碳中和發(fā)展戰(zhàn)略的難得機遇,牡丹江蓮花下游梯級水電開發(fā),要逐步從以發(fā)電為主,向電量和容量并重的轉變?yōu)樵瓌t,將梯級水電開發(fā)作為基礎,充分結合風電、光伏等能源開展多能互補,全面向可再生能源一體化綜合能源基礎建設方向發(fā)展。

3)強化宏觀管控組建流域機構。水電站梯級開發(fā),應將整個梯級優(yōu)化的宏觀效益放在首位。采用集中式管理,可組建牡丹江下游流域管理機構,這種機構要具有較強的專業(yè)力量和流域綜合治理能力。推行電網(wǎng)調控一體化運行管理措施,優(yōu)化人員管理、細化信息管理、加強監(jiān)控管理,最大限度保障實時優(yōu)化調度管理的準確性和時效性。使水能資源利用最充分、最合理,從根本上解決不服從、不統(tǒng)一情況。管理可達到共識,充分得到電力部門認可,保證電力信息精準。

7 結 語

水電屬技術成熟、運行靈活、清潔低碳的可再生能源,山東省水能資源開發(fā)程度僅為12%,發(fā)展?jié)摿薮?。為實現(xiàn)水能資源的可持續(xù)發(fā)展,在水電梯級開發(fā)過程中,要充分發(fā)揮自身優(yōu)勢,抓好當下國家機遇,建設生態(tài)環(huán)境友好、社會和諧、管理規(guī)范、經(jīng)濟合理的梯級水電開發(fā),積極拓展多能互補、綠色建設發(fā)展道路,更好地實現(xiàn)發(fā)電效益、生態(tài)效益與社會效益共贏。