《孫子兵法》說，兵無常勢(shì)，水無常形。水，或奔流不息，或風(fēng)平浪靜，或蜿蜒曲折，其形變化萬千。而作為清潔能源的水電，也因其靈活多變的特點(diǎn)，在能源系統(tǒng)中發(fā)揮著獨(dú)特且多樣化的作用。

“目前，在世界能源體系中石油、煤炭仍然占主導(dǎo)地位，但水電以及太陽能、風(fēng)能和其他可再生能源在各國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的比重正在不斷上升。”5月21日-22日在京召開的“水電與未來能源系統(tǒng)研討會(huì)”上，中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)張野表示，水電作為未來能源體系中的“調(diào)節(jié)器”，將發(fā)揮巨大的儲(chǔ)能作用，可以為太陽能、風(fēng)能和其他可再生能源的大規(guī)模開發(fā)利用提供保障。

作為2019年將在巴黎召開的“世界水電大會(huì)”的系列先導(dǎo)活動(dòng)之一，此次論壇以“加快能源轉(zhuǎn)型步伐”為主題，探討水電科技創(chuàng)新，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)巴黎協(xié)定既定目標(biāo)。國(guó)際水電協(xié)會(huì)執(zhí)行長(zhǎng)RidTaylor表示，當(dāng)前，全球水電總裝機(jī)容量已達(dá)到1267GW，水電發(fā)電量占全球總電量的16.6%。與會(huì)專家多認(rèn)為，水電因其具有可與其他能源互補(bǔ)互濟(jì)的優(yōu)勢(shì)、能源之外廣泛的社會(huì)效益，在未來將扮演更加重要的角色。

多能互補(bǔ)通“有無”

為了將可再生資源和需求中心連接起來，輸電互聯(lián)是一種有效的解決方案，電力互連可以捕捉相鄰電力系統(tǒng)和電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施之間的協(xié)同作用，通過擴(kuò)大實(shí)現(xiàn)供需平衡的區(qū)域增加系統(tǒng)的靈活性。其中，水電的開發(fā)與電網(wǎng)的互聯(lián)、水電與其他可再生能源的互補(bǔ)，將是未來發(fā)展的趨勢(shì)。全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院院長(zhǎng)周原冰認(rèn)為，水電開發(fā)與電網(wǎng)互聯(lián)呈現(xiàn)出相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展的特點(diǎn)。

周原冰指出，一方面，水能資源分布具有流域性，水電的開發(fā)利用促進(jìn)了跨國(guó)、跨區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)互通，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)、可再生的清潔能源電力國(guó)際貿(mào)易。另一方面，電網(wǎng)的互聯(lián)互通，為水電的大規(guī)模開發(fā)輸送提供了平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)水電在更大范圍內(nèi)的優(yōu)化配置和高效利用。

周原冰介紹，以中國(guó)為例，三峽水電的開發(fā)，推動(dòng)了中國(guó)跨區(qū)電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)水電更大范圍消納，并在后續(xù)進(jìn)一步促進(jìn)了中國(guó)全國(guó)電網(wǎng)互聯(lián)互通的實(shí)現(xiàn)，而中國(guó)川、渝、鄂電網(wǎng)的互聯(lián)互通則大幅提升了西南水電外送規(guī)模、消納范圍和“豐余枯缺”調(diào)節(jié)能力，每年減小棄水電量約40億千瓦時(shí)。

而在水電與其他清潔能源多能互補(bǔ)方面，周原冰認(rèn)為，水電協(xié)同多種新能源互補(bǔ)互濟(jì)，是未來清潔能源的發(fā)展方向。他表示，水電具有良好的年、季、日調(diào)節(jié)能力，可通過與風(fēng)、光等多種新能源跨時(shí)空協(xié)同開發(fā)，實(shí)現(xiàn)大范圍互補(bǔ)互濟(jì)，提高清潔能源發(fā)電利用效率。以中國(guó)西北電網(wǎng)為例，中國(guó)西北電網(wǎng)受調(diào)峰能力限制，存在大量棄風(fēng)、棄光，西南電網(wǎng)水電比重高，大多具備日調(diào)節(jié)以上能力。西北與西南聯(lián)網(wǎng)后，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)節(jié)，通過水火互濟(jì)、風(fēng)光互補(bǔ)，西部新能源消納能力提高超過3000萬千瓦。

從世界范圍來看，清潔能源互補(bǔ)互濟(jì)的發(fā)展前景巨大。根據(jù)周原冰的介紹，在非洲，中非剛果河11月～次年1月徑流量最大，北非摩洛哥3月～10月太陽輻射強(qiáng)度較大，具有較好的互補(bǔ)特性。而在南美洲，巴西水能出力高峰期在12月～5月，阿根廷風(fēng)電出力高峰期處于4月～10月，智利太陽能出力高峰期在10月～次年3月，三者之間具有多能互補(bǔ)特性。

抽水蓄能平“峰谷”

在水電與風(fēng)、光等可再生能源的互補(bǔ)中，抽水蓄能作為一種儲(chǔ)能方式，發(fā)揮著重要的作用。可以配合風(fēng)電等可再生能源大規(guī)模發(fā)展，平抑風(fēng)電等可再生能源的隨機(jī)性、波動(dòng)性，提高電力系統(tǒng)對(duì)風(fēng)電等可再生能源的消納能力，同時(shí)，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，提高供電質(zhì)量。在張野看來，水電因具有經(jīng)濟(jì)價(jià)格優(yōu)勢(shì)和技術(shù)成熟等優(yōu)勢(shì)，成了電力系統(tǒng)中的“充電寶”。

抽水蓄能的發(fā)展已有百年歷史，盡管技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)模經(jīng)濟(jì)大大降低了電池成本，但抽水蓄能仍然是目前可用的最具成本效益的大規(guī)模儲(chǔ)能方案。國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司董事長(zhǎng)林銘山表示，不同儲(chǔ)能技術(shù)的服務(wù)能力和服務(wù)范圍存在客觀差異，這決定了其功能定位的不同，電力領(lǐng)域需要統(tǒng)籌規(guī)劃和合理配置不同的儲(chǔ)能資源。

可以預(yù)見的是，包含抽水蓄能技術(shù)創(chuàng)新在內(nèi)的新興儲(chǔ)能技術(shù)提供的廣泛服務(wù)，將成為能源轉(zhuǎn)型的必要條件。根據(jù)RidTaylor的介紹，當(dāng)前，全球抽水蓄能電站的裝機(jī)容量已達(dá)到153GW。而在中國(guó)，根據(jù)《水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出的目標(biāo)，“十三五”新開工抽水蓄能應(yīng)達(dá)到6000萬千瓦。

林銘山表示，“目前中國(guó)建設(shè)抽水蓄能電站的剛性需求沒有變。”不過，當(dāng)前清潔能源迅猛發(fā)展，與電力系統(tǒng)的需求比，抽水蓄能電站總體規(guī)模仍然偏低。林銘山介紹，截至今年4月底，抽水蓄能運(yùn)行機(jī)組容量為2919萬千瓦，占全國(guó)電力裝機(jī)容量的1.7%。目前中國(guó)在運(yùn)抽水蓄能電站27座，分布在18個(gè)省，在建31座，分布在17個(gè)省市。按目前開發(fā)建設(shè)的速度，預(yù)計(jì)到2020和2025年抽水蓄能電站比重將升至1.8%和3%。

資源調(diào)控解“水憂”

除了與新能源互補(bǔ)互濟(jì)、抽水蓄能平峰填谷，水電的“調(diào)節(jié)器”功能還在于能源范疇之外的水資源調(diào)控功能。其中，三峽工程就是典型的案例。張野表示，三峽工程是世界上最大的水電站，它的三大任務(wù)是防洪、發(fā)電和航運(yùn)，在發(fā)電的同時(shí)，大大減少了下游的洪澇災(zāi)害，也使長(zhǎng)江上游的貨運(yùn)能力，從建成前的1800萬噸提高到了1.2億噸，極大的促進(jìn)了西部地區(qū)的發(fā)展。

國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心資源與環(huán)境政策研究所研究員王亦楠也認(rèn)同這一觀點(diǎn)，她認(rèn)為，對(duì)中國(guó)來說，水電的定位不應(yīng)該只是清潔能源，更重要的意義在于保障中國(guó)的水安全。她表示，生態(tài)文明的重中之重是解決好人與水的關(guān)系問題，如何保障中國(guó)的水安全、如何支撐中國(guó)的生態(tài)文明，是現(xiàn)在急需形成共識(shí)的問題。

王亦楠表示，可再生能源中，水電的獨(dú)特作用是別的能源無法替代的，涉及巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)綜合效益，例如防洪、抗旱、灌溉等。根據(jù)王亦楠的介紹，擁有世界20%人口的中國(guó)，僅僅占有全球6%的水資源，所以水短缺是我們面臨的嚴(yán)重的危機(jī)，中國(guó)急需增加水資源的調(diào)控能力，而大型水庫(kù)的建設(shè)開發(fā)是增加水資源調(diào)控能力的必要手段。

所以，在水電開發(fā)中，通過兼顧防洪、灌溉、航運(yùn)等多種社會(huì)綜合效益，是我國(guó)水電未來發(fā)展的必經(jīng)之路。RidTaylor在接受記者采訪時(shí)表示，當(dāng)前，中國(guó)水電需要解決兩方面的問題，一是如何利用水電與其他波動(dòng)性大的新能源進(jìn)行互補(bǔ)，二是如何讓缺水地區(qū)的淡水資源發(fā)揮更大的社會(huì)效益，如果這兩個(gè)方面能夠被認(rèn)識(shí)到的話，中國(guó)水電會(huì)迎來更大的發(fā)展機(jī)遇。

當(dāng)前，我國(guó)水電開發(fā)程度仍然較低，僅39%，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有較大差距。張野認(rèn)為，水電作為可開發(fā)程度最高、技術(shù)相對(duì)成熟的清潔可再生能源，在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，仍將是中國(guó)推動(dòng)能源生產(chǎn)和利用方式變革、應(yīng)對(duì)氣候變化的重要手段。從世界范圍來看，根據(jù)國(guó)際水電協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，到2050年，水電將繼續(xù)增加60-70%。RidTaylor表示，“展望未來，水力發(fā)電仍然有巨大的機(jī)遇。”