世界小水電發展概況

2017-06-24 12:42:49 中國電力企業管理　作者：陳敏曦　點擊量：評論 (0)

水電是當今世界公認的可再生能源，不僅技術最先進，而且在全球范圍內發展最為廣泛且能效轉換水平高。全球發電量的22%來自小型和大型水力發電廠。

近幾年國際能源發展趨勢轉向可再生能源的開發利用，小型水電站的關注程度也隨之增加。小型水電站被認為是一種環境友好型的發電設施，不會像大型水電站在建設和使用過程中造成溫室氣體排放、水土流失甚至造成洪水。

全球小水電發展現狀

根據《世界小水電發展報告2016》數據顯示，2016年全球小水電裝機容量估算約為7800萬千瓦，相較2013年數據增加約4個百分點；小水電資源可開發潛力估算約21700萬千瓦，增幅超過24%。

總體而言，截至2016年，全球小水電資源總潛力已開發將近36%。小水電約占全球總發電裝機容量的1.9%，占可再生能源總裝機容量的7%，占水電總裝機容量(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，小水電發展排名第四，當前大型水電裝機容量排名第一，隨后是風能和太陽能。

在小水電發展方面，中國繼續占據主導地位，分別占全球總裝機容量（10兆瓦以下）的51%，占全球小水電資源總潛力的29%左右。事實上，中國裝機容量是意大利、日本、挪威和美國四國總裝機容量的四倍多。排名前五的國家，包括中國、意大利、日本、挪威和美國一起構成全球總裝機容量的67%。美國已經開發其大部分的潛力，2016年已開發潛力達到57%。巴西多數小水電潛力尚未開發，2016年數據顯示只開發了22%。歐洲的小水電開發率較高，已開發潛力約48%。日本和印度小水電開發次之，2016年兩國的已開發潛力分別為35% 和18%。與《世界小水電發展報告2013》數據相比，印度的總裝機容量增加了18.6% (≤25兆瓦)；而日本只增加了0.8%。

小水電的發展優勢

小水電根據不同國家的不同標準，水文、地質、生態等特性，以及經濟技術與發展的不同階段，可以被分為多種類型。大型水利設施以及小水電的主要區別在于設計容量，不同國家有不同的界定標準。像葡萄牙、西班牙、愛爾蘭、希臘以及比利時將10兆瓦作為界定小水電的標準。在意大利小水電的設計容量通常小于3兆瓦，瑞典小于1.5兆瓦，法國小于8兆瓦，印度小于15兆瓦以及中國以25兆瓦作為界定標準。在歐洲，輸出電力小于10兆瓦的界定標準已成為被歐洲小水電協會承認的通用標準。小水電具有深度利用水電潛能、分布式發電降低輸送成本、生態友好以及運維費用低的綜合優勢，同時又免去了大型水電設施帶來的環境負面影響。

總體來說，大型水電站與傳統發電設施相較不具備明顯優勢，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電相較來說具有明顯的競爭優勢。和起初的建設成本相較，由于不需要燃料推動設備運轉，小水電的運維成本極低。利用現有的大壩、屏障、蓄水池以及湖泊，不僅可以有效減少建設成本，同時還可以降低環境危害。

新西蘭小水電發展模式

亞洲，尤其是中國已成為世界水電的引領者，澳大利亞和新西蘭則聚焦于發展小水電；類似于加拿大這樣的傳統水電大國則傾向于發展小水電來替代偏遠地區，以及遠離中心電網的柴油發電機發電。在新西蘭，水電在電力系統中的占比過半，以中小型水電為主。

在充足蓄水量的條件下，水電具有很強的可靠性及持續性。新西蘭小水電具有相對較小的儲水能力，且水量逐年變化。這意味著必須根據發用電計劃來嚴密監控水流情況。由于近幾年風電在新西蘭發展良好，從一定程度上減輕了對于水電來水不穩定的顧慮——風力較來水而言更容易預測，這使得可再生能源更具穩定性，可利用率增大。

在新西蘭，水電仍起著支撐整個電力系統的作用。關于繼續發展新的水利發電站已成為該國業界共識，但出于公眾意愿，基于保持流域現狀的考量，大型水電站的興建并不能夠實現。目前該國政府已經獲得能源效率與環境保護局提供的關于區域性可再生能源發展潛力評估的相關信息，來更好地發展小型水電站等可再生能源發電。

選擇利用正確的流域，可保證小水電作為可靠的且具經濟性的電源。在新西蘭，已經有許多在運小水電工程，為更多農場和家庭提供水電也成為發展趨勢之一。根據發電能力，新西蘭小水電設備被分為三個等級：裝機容量低于5千瓦——微型水電設備；發電容量在5千瓦~20千瓦間——迷你水電設備；發電容量在20千瓦~100萬千瓦間——小型商用水電站。微型水電系統通常情況下裝機容量為1千瓦，多供給家庭使用。微型水電系統在擁有全年不間斷流量的基礎上成為鄉間供電的最佳選擇，水電站建設點的垂直距離越高，發電量就隨之增多。

小水電的經濟性考量

如果單純從經濟效益出發，根據能源效率與環境保護局的相關建議，若考慮電力上網，微型水電的建設需要審慎考慮。

微型水電的成本計算是基于建設地點和發電設計容量，每個微型水電的設計都是為了滿足不同建設需求。為供給家庭基本用電需求，在新西蘭一個微型水電系統的建設成本大致區間為10000~15000美元，后期運營成本相對較低。對于發電量較小的微型水電系統，在發電量不足以滿足用戶需求時，從電網購買電力的成本仍需考慮在內。

一些家庭用戶選擇“離網”模式——徹底與電網斷聯，并在微型水電發電量不能滿足用電需求時購買電池來作為后備電源。盡管電池的價格有所下降，但對于大多數已經選擇聯網的家庭小水電擁有者來說并不具有經濟性。但從另一個角度來看，對于新建微型水電系統的偏遠家庭或農場面臨的高成本連接電網，“離網”模式與微型水電和電池的組合可能更符合成本效益。

現今，微型水電的發電量遠超過需求量，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”購買電力，這樣的電力價格低于電力公司的售電價格。這意味和從電力零售商購買電力相比，用戶使用自發電力更為經濟，而不是售賣電力給零售商。