■ 本报记者 范毓蓉 王 婧
编者按:水电是清洁、优质、灵活的可再生能源。在实施“双碳”目标、构建新型电力系统中,水电在保障电力系统安全稳定运行和助力新能源消纳方面发挥着不可替代的作用。那么,我国水电产业发展现状如何?近年来我国水电技术取得了哪些突破?未来发展的目标和方向是什么?还有哪些制约因素?针对这些问题,日前,本报记者专访了水电水利规划设计总院水电工程研究院院长喻葭临。
《国家能源集团报》:当前我国水电产业发展现状如何?近年来新增水电产业主要集中在哪些区域?
喻葭临:在我国着力实现“双碳”目标和国际能源领域积极推进非化石能源替代的新一轮能源变革中,我国水电基地建设有力有序推进,常规水电迎来新一轮建设高潮,在建规模有望创历史新高。截至2024年年底,我国常规水电装机规模已达3.77亿千瓦,抽水蓄能装机规模达5869万千瓦,均稳居世界第一;同时,常规水电和抽水蓄能都拥有其他国家完全无法比拟的在建规模。
这些项目基本都是在流域水风光储一体化基地规划思想指导下推进的,主要集中在西南区域,包括澜沧江上游、金沙江上游、雅砻江、大渡河以及雅鲁藏布江等流域。同时,抽水蓄能也呈现出前所未有的规模化发展趋势,绝大部分服务于电力系统的项目,主要分布在华中、华东区域,布局持续优化;服务于特定电源的项目,主要分布在西北、西南区域,也有开创性布局。据不完全统计,当前,我国核准在建抽水蓄能电站项目已超过150个,装机规模超过1.8亿千瓦时。
《国家能源集团报》:近年来,我国水力发电技术取得了哪些重大突破?
喻葭临:我国水力发电技术特别是规划建设技术已经处于世界领先地位。首先,筑坝技术全面突破,300米级特高拱坝技术、300米级特高土心墙堆石坝技术、200米级高碾压混凝土重力坝、250米级超高混凝土面板坝堆石坝技术、150米级碾压混凝土拱坝均取得成功实践;已建成世界最高的锦屏一级拱坝和两河口土心墙堆石坝等;全球250米以上的特高坝项目,我国境内约有50%。其次,泄洪消能技术国际领先,依托溪洛渡、向家坝、两河口等重大工程实践,成功解决大功率集中消能等技术难题,泄洪消能技术远超国外。第三,复杂地下工程建设领先全球,已成功建设运行世界埋深最大、规模最大的水工隧洞群工程——锦屏二级引水隧洞群。第四,大型抽水蓄能电站建设技术处于世界先进水平。我国已建设投运多个600米以上高水头抽水蓄能电站,在建的浙江天台抽水蓄能电站额定水头724米,将是世界第一。此外,机组制造方面,我国大型混流式、贯流式、轴流式以及可逆式水电机组均已实现自主设计制造,自主设计制造并成功投产运行了世界上单机容量最大的白鹤滩水电站100万千瓦混流式水轮发电机组,以及阳江抽水蓄能电站单机容量40万千瓦、转速500转/分的水泵水轮机组。总之,我国水力发电技术已实现从跟跑、并跑到领跑的转变,各方面技术突破都已进入“无人区”。
《国家能源集团报》:与巴西、加拿大等水电大国相比,我国水电产业应该借鉴哪些经验?
喻葭临:我国已建和在建水电规模早已稳居世界第一,在工程建设、装备制造、电站运行等方面都已积累了大量技术优势,我国早已成为世界水电的新高峰,是当之无愧的世界水电强国,而且未来5至10年仍有大量重大工程作为依托,持续推进水电新质生产力发展。当然,巴西、加拿大、美国等国家在电站运行管理和风险管控等方面也有不少经验值得学习借鉴。
此外,欧美国家主要依靠油/气机组提供系统调节能力,且在系统中的占比较高,但不符合能源体系绿色转型发展要求。同时,我国未来新型电力系统对各层级的绿色灵活性调节电源的需求可能超出预期。有必要加强对欧美电力系统的研究,避免走其老路,通过集中攻关更好发挥水电特别是抽水蓄能等绿色调节电源的灵活调节作用,加快构建具有绿色本质属性和可持续发展属性的新型电力系统。
《国家能源集团报》:您如何看待水电在构建新型电力系统中的作用与定位?
喻葭临:风电、光伏发电都存在随机性、波动性和间歇性,其大量接入后的未来电力系统,需要在各个层级设置必要的调节性电源予以支撑。我个人认为,未来新型电力系统将呈现“三大主体”协同发力的局面,即:新能源将成为电量供应的主体,水电(含抽蓄)、各类低碳电源和储能将成为电力供应的主体,同时可再生能源(包括水电、风电、太阳能、海洋能、地热能和绿氢等)、火电、燃气发电、新型储能、未来电网等将共同组成安全保障主体。
水电是具有灵活调节能力的绿色电源,在构建100%绿色电力系统中具有先天优势。当前,水电角色已悄然转变,即从以往的提供清洁电量为主向今后提供清洁电量和绿色电力并重转变,将在未来新型电力系统中发挥重要支撑性作用。
《国家能源集团报》:水电产业高质量发展,应重点突破哪些“卡脖子”技术和发展瓶颈?
喻葭临:面向新形势、新要求,水电产业需在“韧性、灵活、绿色、智能”等方面持续发力,尽早解决极复杂条件下的筑坝技术和超大规模地下洞室群建设技术、全要素全过程智能化建设和运行技术、新一代高灵活调节性能机组制造安装运维技术等重大技术问题,以期更好支撑水电重点工程建设和可持续发展。
《国家能源集团报》:预计我国“十五五”规划中,水电产业的发展方向是什么?
喻葭临:我个人认为,“十五五”时期,随着新能源更大力度高质量发展,水电“电量供应与灵活调节并重”的功能定位将进一步夯实;水电既要做好增量发展,也要注重存量提升;同时,流域水风光储一体化基地、基于抽水蓄能电站群的“沙戈荒”风光储一体化基地将成为水电重要的创新发展方向。从中长期发展趋势来看,随着流域水电开发程度进一步提升,切实保障水电运行安全性,更好发挥流域水电防灾减灾效能,为电力系统提供更多更好的绿色调节能力,将是未来水电大的发展方向。
《国家能源集团报》:作为行业专家,您对国家能源集团水电产业发展有哪些建议?
喻葭临:国家能源集团是我国能源供给和能源安全保障的主力军,在加快构建新型能源体系的国家战略指引下,应当抢抓当前有利时机,统筹谋划加大包括水电在内的可再生能源产业布局,提高企业能源供给绿色化水平。其中,依托大渡河流域水电开发,统筹推进大渡河流域水风光一体化基地的规划建设,是实现新形势下水电产业高质量发展重要抓手之一;同时继续积极稳妥推进金沙江上游旭龙、奔子栏的重大工程建设,持续做大水电增量。