文 | 华泰柏瑞固定收益团队

在水电领域有句话叫“世界水电在中国,中国水电在西南,西南水电在金沙”,说的是我国水能资源丰富,具备修建巨型电站的良好条件,水电装机规模在全球遥遥领先;而目前国内已建成最大的5座水电站中,有4座电站是建在金沙江的下游。随着近两年金沙江乌东德、白鹤滩电站逐步建成投产,我国自上世纪80年代启动的金沙江下游水电基地基本建设完毕。

资料来源:北极星电力网

虽然金沙江下游的梯级电站开发已经大致完成,中国水电凭借三峡、白鹤滩、溪洛渡、乌东德等巨型电站傲立世界水电工程巅峰,但中上游的开发进程并没有那么快,特别是中游有一个具备巨大潜在价值的电站--龙盘水电站,目前仍没有动工。而这个电站,对“双碳”目标的实现以及长江流域的防洪、抗旱等可能有着深远意义。

金沙江及长江梯级电站示意图

资料来源:某水电企业公开披露信息

“梯级联合调度”的作用

在介绍龙盘水电之前,我们先来看一下“梯级联合调度”的概念。大家都知道,由于流域内降雨和融雪等因素,长江的流量在一年之内存在汛期和枯水期的交替,而在年度之间,则有来水偏丰和来水偏枯年份的区别。因此,如果在一条河流上只修建一个水电站,那么这个水电站的发电情况就颇有“看天吃饭”的意思,上游来水多则多发,上游来水少则少发,在汛期,可能因为来水过多产生弃水,在枯水期可能出现无水可用的情况。而当在一条河流上修建多个梯级电站时,通过对上游水情的科学预测以及梯级水库之间流量的合理调度,能够达到“削峰填谷”的作用,平滑水电站的电力输出曲线。简单地来说,多个梯级电站的修建增加了整个流域水库的容量,而这种存水能力的“冗余”又可以在必要的时候转化为电力,从而达到提升水电站发电效率的作用。

梯级联合调度 “削峰填谷”作用

资料来源:某水电企业公开披露信息

在实例中,根据公开披露信息,近年来我国通过对已经建成并投入使用的溪洛渡、向家坝、三峡和葛洲坝四个梯级电站进行梯级联合调度,每年节水增发的电量大约在100亿千瓦时左右,相当于三峡电站年发电量的约10%(数据来源:北极星电力网)。而后续随着乌东德、白鹤滩的启用,从“四库联调”到“六库联调”的升级有望推动金沙江下游及长江上游流域水电站的增发电量进一步提升。

龙盘水库:金沙江中游的“龙头”

那么,为什么说金沙江中游龙盘水电对“双碳”实现有重要作用呢?

龙盘水库和三峡水库是长江干流两个最大的水库,也是我国已建和未建的最大型水库,前者是梯级的龙头,是长江干流唯一的多年调节水库,调节库容215亿m3,防洪库容130亿m3,后者是梯级的库尾,调节库容165亿m3,防洪库容221.5亿m3。金沙江中下游及长江干流共有17个梯级水电站,除龙盘外有3个是季调节水库,另外13个是日、周调节水库,枯水期出力大大降低,相当部分不能作替代容量。

龙盘水库坝高276m,到葛洲坝梯级的总水头约1800m,满库时蓄能908亿kWh,蓄能相当于下游16个梯级调蓄电能的3倍,有利于保证梯级和联合电网的供电质量和供电安全。龙盘本身装机容量420万kW,增加容量倍数3.3;龙盘本身年发电量175亿kWh,下游梯级年增加发电量217kWh,枯水期电量增加到620亿kWh,枯水期下游增发电量是龙盘自身发电量的3.5倍。(以上内容节选自中南勘测设计研究院《长江干流龙头龙盘水电站的综合效益》)

可见,龙盘电站的意义,在于在金沙江中游接近上游的位置,增加一个海拔足够高,容量足够大的蓄水工程,从而大幅提升梯级联合调度的可操作空间,平滑下游流域几个巨型电站在年度间的来水情况,提升已建成电站整体的运营效率。

未来一段时期,我国将一直处于清洁能源转型期,在这种背景下,大型水电站具有相当的稳定性、经济型和清洁性,能够有效与风电、光伏发电进行互补,成为我国新能源电力结构中的“稳定器”。目前我国已建成的最大的五个水电站均位于龙盘水库的下游流域,合计总装机容量占全国水电总装机的比重接近20%(数据来源:北极星电力网)。龙盘水库建成后,对下游水电带来的增发收益能够一定程度上影响能源供给的结构,有望助推“双碳”目标的实现。

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