論壇丨水電開發潛力有待深入挖掘
來源：《中國電力報》 時間：2024-07-24 16:31
水電開發潛力有待深入挖掘
劉本杰 吳鴻亮
“雙碳”任務推進以來，作為清潔能源的水電沒有迎來投資規模、裝機和發電量的高速增長，反而整體發展趨緩。以2023年為例，水電投資規模低于1000億元，占各類電源總投資的比例也直線下降；新增裝機容量達1034萬千瓦，同比增速不到2%，水電裝機容量占各類電源總裝機的比例從第2位降到第4位；全年發電量達1.28萬億千瓦時，降低至近5年來最低水平，發電設備年利用小時數持續走低。
投資漸式微抽蓄快發展
從投資規模來看，過去15年，我國水電年均完成投資920億元，投資規模年際差異大。2012年最高，達到1239億元；其余年份均不足1000億元，其中2016年最低，僅為617億元。
據不完全統計，1980年前投產的水電站平均單位造價不到4000元/千瓦，到2010年已上升至9000元/千瓦。2023年在建的大（1）型常規水電站平均單位造價超過1.5萬元/千瓦。2022年投產的抽水蓄能電站平均單位造價6069元/千瓦，與常規水電相比，抽水蓄能電站涉河工程少、建設周期相對較短、征地移民安置規模小、單位造價相對較低，近年來呈快速增長態勢。
在抽水蓄能的拉動下，預計未來一段時期整個水電行業年投資規模總體將保持在1000億元以上，但受具體工程建設進度不確定性的影響，仍將保持較大的年際差異。
根據公開資料，在建大（1）型常規水電站共10座，裝機容量約1500萬千瓦。隨著各大水電基地開發條件較好的水電站逐步開工投產，剩余未開發電站數量大幅減少，除怒江及西藏重要河流外，其他流域未開發的大（1）型水電站還剩10座左右；常規水電開發的“主戰場”也轉移至高邊坡、高海拔、溫差大等高山深谷復雜區域，開發難度大，開工速度將進一步變緩，單位造價水平也將進一步提高。但隨著主要水電基地周邊風電和光伏的加速開發，流域梯級整體調節需求加大，龍頭水庫等調節能力強的電站開發有望再次提上日程。
從裝機容量來看，2023年我國水電裝機容量4.2億千瓦，過去15年年均增速6.1%，其中前5年年均增速10.2%，后10年年均增速4.2%，增速明顯放緩。隨著風光等新能源高速發展，電源總裝機增長迅速，水電裝機占各類電源總裝機的比例下降趨勢明顯；2016年起水電裝機占比跌破20%，2023年降低至14%的歷史最低水平，且占比首次低于風電和光伏，降低至各類電源第4位。
2030年前，水電裝機容量增速將繼續維持不到5%的低增長速度，但隨著抽水蓄能的集中投產，2030年后水電裝機容量增速將迎來一波小高峰。而隨著風光等新能源的持續高速發展，水電裝機容量占各類電源總裝機容量的比例將繼續下降。
風電和光伏的高速增長要求全面提升電力系統調節能力和靈活性，作為現有最成熟的大容量儲能解決方案，抽水蓄能電站迎來新的發展機遇，核準和開工節奏加快。“十四五”前3年核準了109座，總裝機1.47億千瓦，是整個“十三五”核準規模的4.4倍。
2023年，我國常規水電投產489萬千瓦，全年投產抽水蓄能電站8座，裝機容量達545萬千瓦，投產裝機規模歷史首次超過常規水電。2023年抽水蓄能電站總裝機容量達5094萬千瓦，近10年來保持10%的增長速度。
機遇到來的同時，也一定程度上造成了抽水蓄能投資建設過熱問題，突出表現在部分項目前期工作周期過短帶來的論證不充分、部分核準電站造價偏高情況下潛在的電價消納、西北等局部地區核準數量明顯偏高、未來集中建設期主設備產能不足等方面。
為此，國家發展改革委、國家能源局等相關部門也陸續出臺相關政策對抽水蓄能投資建設進行有序引導。《抽水蓄能中長期發展規劃（2021—2035年）》提出，到2025年抽水蓄能投產總規模6200萬千瓦，到2030年投產總規模1.2億千瓦左右。截至2023年底核準開工和在建抽水蓄能電站超過130座，根據建設進度，2021年前開工的22座抽水蓄能電站中，2025年可投產10座以上，預計可超額完成規劃目標。對于2021~2023年核準的109座抽水蓄能電站，考慮到開工和建設進度，預計2028年后逐步迎來投產高峰期，但難以全部在2030年投產。從目前來看，我國抽水蓄能電站機組制造能力難以滿足抽水蓄能高速發展的需求，產能不足問題可能進一步延長電站建設工期。預計到2030年抽水蓄能裝機容量有望達到1.5億千瓦以上，占全部水電裝機比重超過25%。
從發電量來看，2023年我國水電發電量1.28萬億千瓦時，過去15年年均增速5.6%，其中前5年年均增速9.7%，后10年年均增速3.7%，增速明顯放緩。受益于長期以來水電裝機容量的持續增長，2020年前水電發電量總體保持增長態勢，2020年達到1.36萬億千瓦時的歷史峰值。但隨后，受來水量不足影響開始波動下降，2021年出現10年來首次水電發電量同比降低的現象，2023年降低至近5年來最低水平。2023年水電發電量占各類電源總發電量的比例為14%，降低至歷史最低水平。
根據中電聯統計數據，考慮抽水蓄能的全統計口徑下，過去15年6000千瓦及以上的水電發電設備利用小時數平均值為3580小時。年利用小時數較低的年份出現在2011年，僅為3019小時，主要原因為連續多年的西南大旱導致主要流域來水不足；最高值出現在2020年，為3825小時，歷年來首次突破3800小時。從發展趨勢來看，隨著主要流域棄水的治理和水能利用率的提升，“十三五”期間水電發電設備利用小時數呈現平穩增加態勢；但“十四五”以來，“三重”拉尼娜事件下主要流域來水量不足，水電發電設備利用小時數連續3年下降，2023年下跌至3133小時，3年累計下跌接近700小時。
隨著水電投資建設總體趨緩，新投產水電站帶來的水電發電量增量占總發電量的比重將越來越小，來水變化對水電發電量的影響越來越大，發電量的年際波動將愈發明顯。但從長期看，水電裝機規模的增大將帶動發電量的持續增長。按照2030年水電裝機容量5.5億千瓦左右估算，平水年發電量將超過1.5萬億千瓦時，總體呈低速增長態勢。隨著抽水蓄能電站裝機規模的大幅增長，抽水蓄能發電量占全部水電發電量的比例將超過10%。
從短期來看，隨著2023年下半年以來主要流域來水量增加，水電發電設備年利用小時數有望在短期內有所回升。但從長期看，水電設備年利用小時數將呈現持續走低態勢，具體原因一是調節需求增加背景下新建常規水電利用小時數總體較低，二是主要流域水電站擴機后年利用小時數降低，三是部分裝機年利用小時數高的小水電因生態等原因退出，四是發電設備年利用小時數較低的抽水蓄能電站裝機占比大幅增長。隨著水電定位從電量為主轉為電力和電量并重，2030年后發電設備年利用小時數將降低至平均3000小時以下。
順應新形勢迎來新機遇
隨著新型電力系統的建設，項目核準開工加快，水電投資將迎來新機遇，年投資規模將再超1000億元；抽水蓄能成為水電投資新增長極，投資占比超過50%且呈增長態勢。行業加速優化轉型，裝機增速總體緩慢但抽水蓄能投產加快，2030年水電裝機容量有望達到5.5億千瓦，其中抽水蓄能裝機占比將超過25%；發電量總體呈增長態勢但年際波動愈發明顯，發電設備年利用小時數近期有望回升但長期持續走低，2030年水電發電量有望超過1.5萬億千瓦時，年利用小時數將降低到平均3000小時以下，其中抽水蓄能發電量占比將超過10%。同時，剩余常規水電開發難度大、抽水蓄能投資局部過熱和主設備產能不足等制約水電高質量發展的突出問題也亟待解決。
新的歷史時期，水電投資發展要順應新形勢，開拓新思路。一是要統籌流域水風光和上下梯級“一盤棋”，加快推動龍頭水庫等調節能力強的電站建設和存量水電擴機改造，穩步推進常規水電投資發展；二是要持續完善抽水蓄能投資建設管理和電價形成機制，加強項目需求分析和前期論證，科學規劃、合理布局、有序建設抽水蓄能電站，避免投資過熱；三是要以科技創新加快發展抽水蓄能新質生產力，提高機電設備設計制造能力和自主化水平，大力提升抽水蓄能產業鏈支撐能力，適應抽水蓄能快速發展需要。（作者單位：南方電網能源發展研究院有限責任公司）
責任編輯：余璇
