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世界小水电发展概况

放大字体 缩小字体 发布日期:2017-06-14  来源:中国能源网
[摘要]  水电是当今世界公认的可再生能源,不仅技术最先进,而且在全球范围内发展最为广泛且能效转换水平高。全球发电量的22%来自小型和大型水力发电厂。  近几年国际......
 
  水电是当今世界公认的可再生能源,不仅技术最先进,而且在全球范围内发展最为广泛且能效转换水平高。全球发电量的22%来自小型和大型水力发电厂。

  近几年国际能源发展趋势转向可再生能源的开发利用,小型水电站的关注程度也随之增加。小型水电站被认为是一种环境友好型的发电设施,不会像大型水电站在建设和使用过程中造成温室气体排放、水土流失甚至造成洪水。

  全球小水电发展现状

  根据《世界小水电发展报告2016》数据显示,2016年全球小水电装机容量估算约为7800万千瓦,相较2013年数据增加约4个百分点;小水电资源可开发潜力估算约21700万千瓦,增幅超过24%。

  总体而言,截至2016年,全球小水电资源总潜力已开发将近36%。小水电约占全球总发电装机容量的1.9%,占可再生能源总装机容量的7%,占水电总装机容量(包括抽水蓄能)的6.5%(10兆瓦以下)。作为全球最重要的可再生能源资源之一,小水电发展排名第四,当前大型水电装机容量排名第一,随后是风能和太阳能。

  在小水电发展方面,中国继续占据主导地位,分别占全球总装机容量(10兆瓦以下)的51%,占全球小水电资源总潜力的29%左右。事实上,中国装机容量是意大利、日本、挪威和美国四国总装机容量的四倍多。排名前五的国家,包括中国、意大利、日本、挪威和美国一起构成全球总装机容量的67%。美国已经开发其大部分的潜力,2016年已开发潜力达到57%。巴西多数小水电潜力尚未开发,2016年数据显示只开发了22%。欧洲的小水电开发率较高,已开发潜力约48%。日本和印度小水电开发次之,2016年两国的已开发潜力分别为35% 和18%。与《世界小水电发展报告2013》数据相比,印度的总装机容量增加了18.6% (≤25兆瓦);而日本只增加了0.8%。

  小水电的发展优势

  小水电根据不同国家的不同标准,水文、地质、生态等特性,以及经济技术与发展的不同阶段,可以被分为多种类型。大型水利设施以及小水电的主要区别在于设计容量,不同国家有不同的界定标准。像葡萄牙、西班牙、爱尔兰、希腊以及比利时将10兆瓦作为界定小水电的标准。在意大利小水电的设计容量通常小于3兆瓦,瑞典小于1.5兆瓦,法国小于8兆瓦,印度小于15兆瓦以及中国以25兆瓦作为界定标准。在欧洲,输出电力小于10兆瓦的界定标准已成为被欧洲小水电协会承认的通用标准。小水电具有深度利用水电潜能、分布式发电降低输送成本、生态友好以及运维费用低的综合优势,同时又免去了大型水电设施带来的环境负面影响。

  总体来说,大型水电站与传统发电设施相较不具备明显优势,但小水电,尤其是可以良好利用低流速的微型水电与化石能源或核能发电相较来说具有明显的竞争优势。和起初的建设成本相较,由于不需要燃料推动设备运转,小水电的运维成本极低。利用现有的大坝、屏障、蓄水池以及湖泊,不仅可以有效减少建设成本,同时还可以降低环境危害。

  新西兰小水电发展模式

  亚洲,尤其是中国已成为世界水电的引领者,澳大利亚和新西兰则聚焦于发展小水电;类似于加拿大这样的传统水电大国则倾向于发展小水电来替代偏远地区,以及远离中心电网的柴油发电机发电。在新西兰,水电在电力系统中的占比过半,以中小型水电为主。

  在充足蓄水量的条件下,水电具有很强的可靠性及持续性。新西兰小水电具有相对较小的储水能力,且水量逐年变化。这意味着必须根据发用电计划来严密监控水流情况。由于近几年风电在新西兰发展良好,从一定程度上减轻了对于水电来水不稳定的顾虑——风力较来水而言更容易预测,这使得可再生能源更具稳定性,可利用率增大。

  在新西兰,水电仍起着支撑整个电力系统的作用。关于继续发展新的水利发电站已成为该国业界共识,但出于公众意愿,基于保持流域现状的考量,大型水电站的兴建并不能够实现。目前该国政府已经获得能源效率与环境保护局提供的关于区域性可再生能源发展潜力评估的相关信息,来更好地发展小型水电站等可再生能源发电。

  选择利用正确的流域,可保证小水电作为可靠的且具经济性的电源。在新西兰,已经有许多在运小水电工程,为更多农场和家庭提供水电也成为发展趋势之一。根据发电能力,新西兰小水电设备被分为三个等级:装机容量低于5千瓦——微型水电设备;发电容量在5千瓦~20千瓦间——迷你水电设备;发电容量在20千瓦~100万千瓦间——小型商用水电站。微型水电系统通常情况下装机容量为1千瓦,多供给家庭使用。微型水电系统在拥有全年不间断流量的基础上成为乡间供电的最佳选择,水电站建设点的垂直距离越高,发电量就随之增多。

  小水电的经济性考量

  如果单纯从经济效益出发,根据能源效率与环境保护局的相关建议,若考虑电力上网,微型水电的建设需要审慎考虑。

  微型水电的成本计算是基于建设地点和发电设计容量,每个微型水电的设计都是为了满足不同建设需求。为供给家庭基本用电需求,在新西兰一个微型水电系统的建设成本大致区间为10000~15000美元,后期运营成本相对较低。对于发电量较小的微型水电系统,在发电量不足以满足用户需求时,从电网购买电力的成本仍需考虑在内。

  一些家庭用户选择“离网”模式——彻底与电网断联,并在微型水电发电量不能满足用电需求时购买电池来作为后备电源。尽管电池的价格有所下降,但对于大多数已经选择联网的家庭小水电拥有者来说并不具有经济性。但从另一个角度来看,对于新建微型水电系统的偏远家庭或农场面临的高成本连接电网,“离网”模式与微型水电和电池的组合可能更符合成本效益。

  现今,微型水电的发电量远超过需求量,家庭用户可以向电力零售商售卖富余电力。零售商以“返销价”购买电力,这样的电力价格低于电力公司的售电价格。这意味和从电力零售商购买电力相比,用户使用自发电力更为经济,而不是售卖电力给零售商。

 
 
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