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世界小水電發(fā)展概況

2017-06-24 12:42:49 中國(guó)電力企業(yè)管理   作者: 陳敏曦   點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
水電是當(dāng)今世界公認(rèn)的可再生能源,不僅技術(shù)最先進(jìn),而且在全球范圍內(nèi)發(fā)展最為廣泛且能效轉(zhuǎn)換水平高。全球發(fā)電量的22%來(lái)自小型和大型水力發(fā)電廠。
 
近幾年國(guó)際能源發(fā)展趨勢(shì)轉(zhuǎn)向可再生能源的開發(fā)利用,小型水電站的關(guān)注程度也隨之增加。小型水電站被認(rèn)為是一種環(huán)境友好型的發(fā)電設(shè)施,不會(huì)像大型水電站在建設(shè)和使用過(guò)程中造成溫室氣體排放、水土流失甚至造成洪水。
 
全球小水電發(fā)展現(xiàn)狀
 
根據(jù)《世界小水電發(fā)展報(bào)告2016》數(shù)據(jù)顯示,2016年全球小水電裝機(jī)容量估算約為7800萬(wàn)千瓦,相較2013年數(shù)據(jù)增加約4個(gè)百分點(diǎn);小水電資源可開發(fā)潛力估算約21700萬(wàn)千瓦,增幅超過(guò)24%。
 
總體而言,截至2016年,全球小水電資源總潛力已開發(fā)將近36%。小水電約占全球總發(fā)電裝機(jī)容量的1.9%,占可再生能源總裝機(jī)容量的7%,占水電總裝機(jī)容量(包括抽水蓄能)的6.5%(10兆瓦以下)。作為全球最重要的可再生能源資源之一,小水電發(fā)展排名第四,當(dāng)前大型水電裝機(jī)容量排名第一,隨后是風(fēng)能和太陽(yáng)能。
 
在小水電發(fā)展方面,中國(guó)繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位,分別占全球總裝機(jī)容量(10兆瓦以下)的51%,占全球小水電資源總潛力的29%左右。事實(shí)上,中國(guó)裝機(jī)容量是意大利、日本、挪威和美國(guó)四國(guó)總裝機(jī)容量的四倍多。排名前五的國(guó)家,包括中國(guó)、意大利、日本、挪威和美國(guó)一起構(gòu)成全球總裝機(jī)容量的67%。美國(guó)已經(jīng)開發(fā)其大部分的潛力,2016年已開發(fā)潛力達(dá)到57%。巴西多數(shù)小水電潛力尚未開發(fā),2016年數(shù)據(jù)顯示只開發(fā)了22%。歐洲的小水電開發(fā)率較高,已開發(fā)潛力約48%。日本和印度小水電開發(fā)次之,2016年兩國(guó)的已開發(fā)潛力分別為35% 和18%。與《世界小水電發(fā)展報(bào)告2013》數(shù)據(jù)相比,印度的總裝機(jī)容量增加了18.6% (≤25兆瓦);而日本只增加了0.8%。
 
小水電的發(fā)展優(yōu)勢(shì)
 
小水電根據(jù)不同國(guó)家的不同標(biāo)準(zhǔn),水文、地質(zhì)、生態(tài)等特性,以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)與發(fā)展的不同階段,可以被分為多種類型。大型水利設(shè)施以及小水電的主要區(qū)別在于設(shè)計(jì)容量,不同國(guó)家有不同的界定標(biāo)準(zhǔn)。像葡萄牙、西班牙、愛(ài)爾蘭、希臘以及比利時(shí)將10兆瓦作為界定小水電的標(biāo)準(zhǔn)。在意大利小水電的設(shè)計(jì)容量通常小于3兆瓦,瑞典小于1.5兆瓦,法國(guó)小于8兆瓦,印度小于15兆瓦以及中國(guó)以25兆瓦作為界定標(biāo)準(zhǔn)。在歐洲,輸出電力小于10兆瓦的界定標(biāo)準(zhǔn)已成為被歐洲小水電協(xié)會(huì)承認(rèn)的通用標(biāo)準(zhǔn)。小水電具有深度利用水電潛能、分布式發(fā)電降低輸送成本、生態(tài)友好以及運(yùn)維費(fèi)用低的綜合優(yōu)勢(shì),同時(shí)又免去了大型水電設(shè)施帶來(lái)的環(huán)境負(fù)面影響。
 
總體來(lái)說(shuō),大型水電站與傳統(tǒng)發(fā)電設(shè)施相較不具備明顯優(yōu)勢(shì),但小水電,尤其是可以良好利用低流速的微型水電與化石能源或核能發(fā)電相較來(lái)說(shuō)具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。和起初的建設(shè)成本相較,由于不需要燃料推動(dòng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn),小水電的運(yùn)維成本極低。利用現(xiàn)有的大壩、屏障、蓄水池以及湖泊,不僅可以有效減少建設(shè)成本,同時(shí)還可以降低環(huán)境危害。
 
新西蘭小水電發(fā)展模式
 
亞洲,尤其是中國(guó)已成為世界水電的引領(lǐng)者,澳大利亞和新西蘭則聚焦于發(fā)展小水電;類似于加拿大這樣的傳統(tǒng)水電大國(guó)則傾向于發(fā)展小水電來(lái)替代偏遠(yuǎn)地區(qū),以及遠(yuǎn)離中心電網(wǎng)的柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電。在新西蘭,水電在電力系統(tǒng)中的占比過(guò)半,以中小型水電為主。
 
在充足蓄水量的條件下,水電具有很強(qiáng)的可靠性及持續(xù)性。新西蘭小水電具有相對(duì)較小的儲(chǔ)水能力,且水量逐年變化。這意味著必須根據(jù)發(fā)用電計(jì)劃來(lái)嚴(yán)密監(jiān)控水流情況。由于近幾年風(fēng)電在新西蘭發(fā)展良好,從一定程度上減輕了對(duì)于水電來(lái)水不穩(wěn)定的顧慮——風(fēng)力較來(lái)水而言更容易預(yù)測(cè),這使得可再生能源更具穩(wěn)定性,可利用率增大。
 
在新西蘭,水電仍起著支撐整個(gè)電力系統(tǒng)的作用。關(guān)于繼續(xù)發(fā)展新的水利發(fā)電站已成為該國(guó)業(yè)界共識(shí),但出于公眾意愿,基于保持流域現(xiàn)狀的考量,大型水電站的興建并不能夠?qū)崿F(xiàn)。目前該國(guó)政府已經(jīng)獲得能源效率與環(huán)境保護(hù)局提供的關(guān)于區(qū)域性可再生能源發(fā)展?jié)摿υu(píng)估的相關(guān)信息,來(lái)更好地發(fā)展小型水電站等可再生能源發(fā)電。
 
選擇利用正確的流域,可保證小水電作為可靠的且具經(jīng)濟(jì)性的電源。在新西蘭,已經(jīng)有許多在運(yùn)小水電工程,為更多農(nóng)場(chǎng)和家庭提供水電也成為發(fā)展趨勢(shì)之一。根據(jù)發(fā)電能力,新西蘭小水電設(shè)備被分為三個(gè)等級(jí):裝機(jī)容量低于5千瓦——微型水電設(shè)備;發(fā)電容量在5千瓦~20千瓦間——迷你水電設(shè)備;發(fā)電容量在20千瓦~100萬(wàn)千瓦間——小型商用水電站。微型水電系統(tǒng)通常情況下裝機(jī)容量為1千瓦,多供給家庭使用。微型水電系統(tǒng)在擁有全年不間斷流量的基礎(chǔ)上成為鄉(xiāng)間供電的最佳選擇,水電站建設(shè)點(diǎn)的垂直距離越高,發(fā)電量就隨之增多。
 
小水電的經(jīng)濟(jì)性考量
 
如果單純從經(jīng)濟(jì)效益出發(fā),根據(jù)能源效率與環(huán)境保護(hù)局的相關(guān)建議,若考慮電力上網(wǎng),微型水電的建設(shè)需要審慎考慮。
 
微型水電的成本計(jì)算是基于建設(shè)地點(diǎn)和發(fā)電設(shè)計(jì)容量,每個(gè)微型水電的設(shè)計(jì)都是為了滿足不同建設(shè)需求。為供給家庭基本用電需求,在新西蘭一個(gè)微型水電系統(tǒng)的建設(shè)成本大致區(qū)間為10000~15000美元,后期運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)較低。對(duì)于發(fā)電量較小的微型水電系統(tǒng),在發(fā)電量不足以滿足用戶需求時(shí),從電網(wǎng)購(gòu)買電力的成本仍需考慮在內(nèi)。
 
一些家庭用戶選擇“離網(wǎng)”模式——徹底與電網(wǎng)斷聯(lián),并在微型水電發(fā)電量不能滿足用電需求時(shí)購(gòu)買電池來(lái)作為后備電源。盡管電池的價(jià)格有所下降,但對(duì)于大多數(shù)已經(jīng)選擇聯(lián)網(wǎng)的家庭小水電擁有者來(lái)說(shuō)并不具有經(jīng)濟(jì)性。但從另一個(gè)角度來(lái)看,對(duì)于新建微型水電系統(tǒng)的偏遠(yuǎn)家庭或農(nóng)場(chǎng)面臨的高成本連接電網(wǎng),“離網(wǎng)”模式與微型水電和電池的組合可能更符合成本效益。
 
現(xiàn)今,微型水電的發(fā)電量遠(yuǎn)超過(guò)需求量,家庭用戶可以向電力零售商售賣富余電力。零售商以“返銷價(jià)”購(gòu)買電力,這樣的電力價(jià)格低于電力公司的售電價(jià)格。這意味和從電力零售商購(gòu)買電力相比,用戶使用自發(fā)電力更為經(jīng)濟(jì),而不是售賣電力給零售商。
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責(zé)任編輯:電小二

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