水力发电的经济潜力将被进一步激发,迎来更广阔的发展空间

2023-11-07   普华有策

原标题:水力发电的经济潜力将被进一步激发,迎来更广阔的发展空间

水力发电的经济潜力将被进一步激发,迎来更广阔的发展空间

我国水电资源的分布呈现明显的“东贫西富”的特征,基于此,我国自 21 世纪初便开始实施“西电东送”战略,积极推进区域输电基础设施建设,但受制于长距离输电稳定性、外送通道建设进度、跨区域送电利益分配体制尚未成熟等因素,我国能源跨区域消纳仍存在一定不确定性。我国大多数河流因季风气候导致年内、年际径流分布不均,具有明显的“夏丰冬枯”季节性特征。

1、水力发电行业上游情况

水力发电行业上游主要包括水电工程建设行业和水电设备制造行业。水电工程建设行业方面,由于水电项目具有工程规模与投资金额大、施工难度与技术水平高、建设周期长等特征,因此市场参与者主要为资金实力雄厚、技术体系成熟、建设施工经验丰富的大中型工程类央企、国企。水电设备制造行业方面,出于电力系统稳定性、水能资源利用率等方面的要求,该行业具有较高的技术门槛,拥有大中型发电机组设计及制造能力的企业相对较少,行业集中度较高。在我国相关政策指导及市场驱动下,未来水电设备将进一步朝大型化、清洁化、高效化方向发展,这一趋势将对水电设备制造厂商的设计研发能力、生产工艺提出更高要求,未来市场份额将进一步向头部厂商集中。

2、水力发电行业技术水平及技术特点

水电行业的技术主要体现在水电工程施工建设、水电装备制造以及自动化控制等方面,经过数十年发展,中国水力发电技术水平、装机规模、市场份额等均位于全球水电行业前列。

水电工程施工建设方面,我国在 200 米、300 米高坝及超高坝建设技术日臻成熟,其中抗高压、防渗、抗震、高边坡治理、泄洪消能、复杂地基处理等多领域工艺技术均不断取得突破,堆石混凝土、改性沥青混凝土面板、复合土工膜面板等多类型新材料亦已在我国水电站建设过程中成功应用,多项施工指标均达到国际领先水平。

水电装备制造方面,我国混流式、轴流式、灯泡贯流式等型号机组的设计、制造、安装及运行水平均在过去数十年间实现了跨越式发展,70-100 万千瓦级超大型水电机组等领域技术亦取得了较大突破。

自动化控制方面,水电站的自动化控制系统主要包括流域水文自动测报、机组启停控制、负荷分配及优化控制、工况监测等模块,随着数字及通信技术、智能化技术等技术在水电站建设及运营过程中的应用水平日渐提高,目前我国大中型水电站基本能够实现中控室现场控制或流域集控中心远程控制,自动化管控及安全运行水平不断提高。

3、水力发电行业发展概况及发展趋势

(1)我国水资源总量丰富,可开发容量将随着技术进步逐渐提高

我国幅员辽阔、河流众多,水资源总量与水电资源蕴藏量均位居世界前列,经过数十年的发展,水电已成为我国技术水平最为成熟、规模效益最为明显的可再生能源,系我国保障能源供应稳定性、推进能源结构绿色低碳转型的重要支撑。根据国家发改委 2005 年发布的数据,我国大陆水力资源理论蕴藏量年电量为 60,829 亿千瓦时;技术可开发装机容量(在当前技术水平条件下,可开发利用的水力资源量)54,164 万千瓦,年发电量 24,740 亿千瓦时;经济可开发装机容量(在当前技术、经济条件下,具有经济开发价值的水力资源量)40,180 万千瓦,年发电量 17,534 亿千瓦时。

截至 2022 年末,我国水电累计装机容量 41,350 万千瓦,占技术可开发装机容量的比例超过 70%,我国水力资源利用率已达到较高水平。未来,我国水电资源的实际可开发量将随着勘察探测技术升级、资源普查的进一步深入而提高,我国水力发电技术/经济可开发装机容量亦将随着建设开发、设备制造等方面技术水平的提升将进一步增加,我国水力发电未来可发展空间仍然非常巨大。

(2)我国水电累计装机容量稳定增长,能源供应总量稳中有增

根据国家能源局数据,截至 2022 年末,我国水电累计装机容量为 41,350万千瓦,较 2012 年年均复合增长率为 5.18%,在我国能源装机结构中的比重约为 16%,为我国除火力发电外第二大的能源种类。

资料来源:国家能源局、普华有策

2020 年,我国水力发电设备平均利用小时数历年来首次突破 3,800 小时,超过全国发电设备平均利用小时数,水电设备利用小时数的提高与突破代表着水电在我国能源供给体系中发挥重要作用。2021 年,全国平均气温为 1951 年来最高、南方水电大省区域性阶段性气象干旱频发,导致主要流域来水严重偏枯,全国 60MW 及以上水电设备平均利用小时数为 3,622 小时,同比下降 203小时。2022 年,全国气候延续干旱少雨,平均气温为 1951 年以来历史次高,全国水电出力明显受限,全国 60MW 及以上水电设备利用小时数较上年同期进一步降低。

资料来源:国家能源局、普华有策

随着水电装机容量的稳步上升,我国水电发电量自 2012 年以来整体呈现上升趋势,2022 年全年水电发电量为 12,020 亿千瓦时,较 2012 年年均复合增长率为 3.46%。如上文所述,受全国干旱少雨气候影响,2021 年、2022 年水力发电量较 2020 年均有所下滑。

资料来源:中国电力企业联合会、普华有策

4、水利发电企业装机成本不断下降

目前水力发电主流技术路线可分为调节式水电站、径流式水电站(无调节水电站)及抽水蓄能电站,其中,调节式水电站能够通过调节水库库容将不均的天然来水进行存蓄、并按照用电曲线需求进行放出,具备平滑来水波动、调峰填谷的能力;而抽水蓄能电站通过在用电低谷时段通过电力将水从下水库抽至上水库、用电高峰时再放水发电,即能够根据用电峰谷进行正逆向调节,兼具调峰、填谷、调频、调相、储能、事故备用等多种功能。水力发电的调节能力能够弥补新型电力系统存在的间接性、波动性短板,是建设现代智能电网新型电力系统的重要支撑。未来,随着高坝、抗高压、防渗、抗震等技术的广泛应用以及抽水蓄能技术的进一步发展,我国水力资源开发将迈入新的阶段、水力发电的经济潜力将被进一步激发,迎来更广阔的发展空间。

5、水电项目综合开发成本逐渐提高

随着我国地理位置相对便利、经济效益更为突出的水电项目开发接近尾声,目前水电项目开发重心已转向未开发资源集中的西南地区及西部地区的河流中上游流域、深山峡谷区域,此类地区远离输配电基础设施齐全的城市区域、地质条件复杂、交通条件相对较差,对水电项目建设的前期勘测、工程施工、送出工程规划等方面提出了更高的挑战,项目开发难度与建设成本更高。同时,受环保政策趋严、耕地占补等税费标准提高、移民安置成本随着经济社会发展不断提升等因素影响,项目开发成本亦随之提高,水电项目综合开发成本逐渐增加。

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