錢凱工程在秘魯可再生能源開發(fā)中的作用

［秘魯］ B.扎拉科維奇

錢凱工程在秘魯可再生能源開發(fā)中的作用

［秘魯］ B.扎拉科維奇

秘魯是拉丁美洲水力蘊藏量第三大國，僅次于巴西和哥倫比亞，總量超過60 000 MW，但是只開發(fā)了其中的5%或3 000 MW。為了改善這一局面，秘魯政府采取各種法律和經(jīng)濟手段來刺激新水電工程的開發(fā)，努力增加各類可再生能源的發(fā)電量。在可再生能源(RER)工程的首次國內(nèi)招標中，選定了17項小于20 MW的水電工程。概述了秘魯電力系統(tǒng)的狀況，并對選中的17項工程中的其中的一項，即正在施工的19.2 MW的錢凱工程的概況及施工進展進行了介紹。

再生能源開發(fā)利用;錢凱工程;秘魯

2003～2008年是秘魯電力行業(yè)重大的發(fā)展階段，年需電量增加了8%，總計達到了 4 000 MW。雖然2009年只增長了3%，但在2010年又回升到近7%。秘魯國內(nèi)電力行業(yè)有效裝機容量的50%是水電，50%是火電(其中然氣電站的建設和運行效益增長顯著)。秘魯2/3的年發(fā)電量來自水電，其余來自火電，火力發(fā)電廠大多建在秘魯?shù)闹胁浚拷锥祭R。

如此的電站位置分布，加上輸電系統(tǒng)能力不足而且裝機容量小，對秘魯北部和南部的生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了嚴重影響，而在增加的需電量中，該區(qū)域所占比重很大。因此供電問題不解決，將阻礙今后的發(fā)展。

鑒于秘魯尚未開發(fā)的水電蘊藏量十分豐富，目前政府鼓勵開發(fā)水電工程及其他可再生能源的利用。作為主要的刺激手段，已經(jīng)對水電站提出并正在實施建設期預先返還當?shù)卦鲋刀悺⑷∠M口稅和特別關稅，目的是補償秘魯電力市場極低的現(xiàn)行電費(目前大約為35美元/MW·h)。

在利用可再生能源長期供電的首次國內(nèi)招標中，共選定了17座水電站站址，在未來的20 a內(nèi)，必須向其支付特別電費。招標獲得的平均電價為60美元/MW·h左右，這樣就使得建設一些新的小水電站在經(jīng)濟上是可行的。

秘魯?shù)囊患夷茉撮_發(fā)公司——錫內(nèi)薩(Sinersa)公司，在此次國內(nèi)招標中，獲得了其中第4座水電站的開發(fā)權，該座水電站裝機19.2 MW。投標書中58.5美元/MW·h的開價已被接受，因此已經(jīng)開始了電站工程的前期工作。該電站計劃于2012年12月開始投入商業(yè)運行。

1 秘魯電力系統(tǒng)的主要特征參數(shù)

2009年，秘魯電力系統(tǒng)的最大需電量為4 260 MW，年發(fā)電量為29 950 GW·h，從該數(shù)據(jù)來看，全國80%的總人口能用上電。然而，農(nóng)村人口的電氣化水平仍然很低，只有30%。秘魯電力系統(tǒng)的主要特征參數(shù)列于表1。目前秘魯與厄瓜多爾的電力系統(tǒng)已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)，而且短期內(nèi)還計劃與巴西、智利、玻利維亞和哥倫比亞的電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

過去10 a中，秘魯國民生產(chǎn)總值(GNP)經(jīng)歷了重要和持續(xù)地增長，國內(nèi)電力需求也隨之相應增長。2004～2008年，電力需求量年均增長8%，由于受到世界經(jīng)濟危機的影響，2009年只增長了3%。2010年，需求量的增長又超過了6%，2010年6月達到了12%。在未來幾年內(nèi)，預計電力需求量的增長趨勢相同。

表1 秘魯電力系統(tǒng)的主要特征參數(shù)

近些年來，秘魯電力系統(tǒng)需電量的年變化情況示于圖1;秘魯電力系統(tǒng)耗電量的年增長估計趨勢示于圖2?？紤]到秘魯電力系統(tǒng)2010年的最大電力需求量接近4 500 MW，由此預測未來的需電量年增長為300～400 MW。

圖1 秘魯電力系統(tǒng)需電量的年際變化

圖2 秘魯電力系統(tǒng)耗電量的年增長估計

新建成的然氣電站滿足了國內(nèi)最近需電量的大幅增長，燃氣電站使用的是卡米賽阿(Camisea)氣田的天然氣。由于未預料到需電量的快速增長，從卡米賽阿氣田到利馬(大多數(shù)燃氣電站的所在地)的主輸氣系統(tǒng)已經(jīng)是以最大負荷在運行，這樣就限制了新火電站的建設規(guī)模。因此，最近迫切需要修建一條輸送追加的天然氣的新管道。

同一階段，用于發(fā)電的天然氣的生產(chǎn)和供應嚴重影響了新水電站的建設?；痣娬居锰烊粴獾亩▋r為 1.4美元/MBTU (遠低于相應的世界市場價)，目前秘魯?shù)碾妰r相當?shù)?，大約為35美元/MW·h。因此，在此背景下，只有極少的水電工程才被認可在經(jīng)濟上是可行的。2005～2010年，天然氣發(fā)電量的增長為 25.9%，而水力發(fā)電量的增長只有 2.3%，見圖3。

圖3 2008年水力發(fā)電所占的發(fā)電量份額

各類能源的發(fā)電量在電力系統(tǒng)中所占的份額見圖3。從圖3中可以看出，發(fā)電量主要來自水電(61%)，天然氣發(fā)電量只有32%。

圖4 2009年6月秘魯電力系統(tǒng)典型調度示意

圖4是秘魯電力系統(tǒng)的典型調度圖，顯示了各類能源所占的發(fā)電份額。

2 刺激水電站的建設

雖然秘魯是拉丁美洲水力蘊藏量的第三大國，僅次于巴西和哥倫比亞，總蘊藏量達到60 000 MW，但該國只開發(fā)了其中的5%，這就使得秘魯成為該地區(qū)水力蘊藏量開發(fā)最少的國家之一。自1992年起，政府開始特許私營業(yè)主投資水電，盡管同一時期的需電量超過了一倍，但是私營業(yè)主投資的水電開發(fā)只有500 MW。將按能源類型劃分的秘魯能源系統(tǒng)的總有效容量統(tǒng)計數(shù)據(jù)列于表2。將2004年全國總水電蘊藏量、裝機容量，以及2015年的規(guī)劃裝機容量列于表3中。

滿懷在未來幾年內(nèi)可以提供正常和可靠供電條件的期望，秘魯政府對水電站的建設和運行采取了各種刺激手段。其中最重要的是:取消進口稅、增值稅的預先移交和在更短時間內(nèi)折舊水電站全部資產(chǎn)的可能性。

對裝機容量小于20 MW的小水電工程建設給予了特別關注，根據(jù)秘魯法律，將這些小電站歸類為可再生能源(RER)還會有特別的“RER補貼”，這是對超出實際電價的額外支付，作為對這些工程較高的建設和運行成本的一種補償。補貼表示政府已經(jīng)認識到了開發(fā)和利用RER的特殊重要性。

表2 按能源類型劃分的秘魯能源系統(tǒng)的總有效容量 MW

表3 2004年總水電蘊藏、裝機容量以及2015年前的規(guī)劃裝機容量

為了滿足未來幾年需電量的預期增長，能源部制定了建設和運行新的RER電站的計劃，目標是這些電站的容量達到全國總裝機容量的5%。

由于政府意識到了新建水電站，特別是新建RER水電站的不利條件，因此向有意于建設和運行這些電站的投資者采取了各種刺激手段，其中最重要的是以下幾個方面。

2.1 取消所有的進口稅

由于水電站的大多數(shù)設備是進口的，因此政府決定取消其進口稅。而在此決策之前，設備的稅率為12% ～18%。

2.2 預先發(fā)放增值稅

水電站所有設備的購買以及土木工程的支付包含了19%的增值稅，而這些稅只能通過銷售電力和能源來返還，這樣要花幾年時間才能收回已支付的增值稅。因此，政府決定RER水電站可享受特殊的待遇:在建設期預先發(fā)放增值稅，使其總成本減少了19%，因而提高了建設水電站的經(jīng)濟可行性。

2.3 加速水電站資產(chǎn)的折舊

秘魯新建電站的全部資產(chǎn)均可以折舊:土木工程為33 a，設備為10 a。水電站只要在以下情況下就被允許加速折舊:可在水電站運行的第1個5 a內(nèi)折舊全部資產(chǎn)。這一措施明顯改善了工程的現(xiàn)金流動和內(nèi)部收益率。

2.4 RER水電站的特殊補貼

在國家管理的電力系統(tǒng)內(nèi)運行的所有電力生產(chǎn)廠家，收取同樣的能源和供電規(guī)定價格。每年根據(jù)今后2 a內(nèi)預計的邊界成本來確定這一價格。為了使RER(其中包括20 MW的水電站)的投資更加誘人，政府決定給予這類電站特別的“綠色補貼”，并根據(jù)招標結果確定相應的補貼值。在2009年2月組織的招標的第1階段，潛在的RER水電站開發(fā)商出售電力的平均報價是60美元/MW·h左右，即顯著高于35美元/MW·h左右的平均調節(jié)能源價。由于這17項水電工程的總裝機容量小于規(guī)定的限制(國家總裝機容量的5%)，開發(fā)商的電力投標價格也低于能源部招標的最高許可電價，于是批準建設提交的所有水電工程。能源部與每個開發(fā)商均簽訂了合同，保證以美元計算的電價在工程投運發(fā)電后仍保持20 a不變，包括每年隨通脹調整。

2.5 秘魯電力系統(tǒng)內(nèi)的調度優(yōu)先權

所有的RER水電站都得到了優(yōu)先調度的保證，這意味著電站可以生產(chǎn)發(fā)電并向電網(wǎng)供應所有可用電能，而不會受到任何聯(lián)網(wǎng)調度的限制，只取決于可用水量。

2.6 獲得最終發(fā)電許可的特別程序

RER水電站，包括裝機容量大于20 MW的水電站，可在比其他電站更加優(yōu)惠的特殊條件和特殊情況下獲得最終發(fā)電許可。例如，作為相關程序的一部分，RER水電站無需完成環(huán)境影響研究這一程序(只需要滿足一些簡單的環(huán)境條件)。滿足規(guī)定的建設程序所需要的保證比其他電站少，需要提交的技術文件也要少。

2.7 新輸電線路的加速建設

建設新水電站(包括小于20 MW的)的主要問題之一是水電資源蘊藏地區(qū)缺乏輸電線路。因此，已經(jīng)批準了改造現(xiàn)有線路和建設新線路的宏偉計劃，還考慮了在未來5～10 a內(nèi)，在開始運行新電站的可能位置修建新的輸電線路。

2.8 改變發(fā)放水電站新許可證的法律程序

根據(jù)1992年的法律，秘魯電力系統(tǒng)開始實施私有化改革，此時一旦投資者獲得新水電站的開發(fā)和運營許可，則可以持有相當長的時間，即使這項工程完全癱瘓或投資者沒有真正的經(jīng)濟實力去實施該項工程。因此，非常有吸引力的各水電站開發(fā)壩址被潛在的投資者控制多年，其中有些人根本不想或無法完成工程。根據(jù)新法律，前期準備工作和非常嚴格的施工程序成為獲取工程開發(fā)許可條件的一部分，與不可抗拒力無關的最終延誤，會導致將許可從未完成程序的投資者手上收回并轉發(fā)給其他投資者。在獲得許可之前的這段時間里，每個潛在投資者必須證明他們有實施工程的經(jīng)濟實力。在此前提下，RER工程首次全國投標的所有參與者，首先必須證明其具有開發(fā)所投標工程的經(jīng)濟實力，保證工程投入商業(yè)運行的確切時間，并出具相應的銀行保函。

3 錢凱水電工程的建設

辛迪卡托(Sindicato)能源公司是一家私營公司，主要營運水電站的建設和運行。公司已經(jīng)建設并正在運行以下幾座電站:

(1)12.5 MW的庫魯穆依(Curumuy)電站，1998年投運;

(2)15.4 MW的普喬斯(Poechos)1級電站，2004年投運;

(3)10 MW的普喬斯2級電站，2009年投運。

根據(jù)該公司的發(fā)展目標以及秘魯?shù)淖钚鹿膭钫?，公司決定建設第4座水電站——錢凱(Chancay)水電工程，并擬將其作為RER項目來運行。

錢凱水利水電工程壩址位于秘魯?shù)闹胁?，離首都利馬180 km，坐落在錢凱河上，該河平均流量大約是10 m3/s。

如圖5所示，進水建筑物高程為2 725 m，電站建筑物高程將近1 900 m，毛水頭約為835 m。水電站的主要組成部分是:進水建筑物、輸水系統(tǒng)、電站廠房、開關站和輸電線路。進水建筑物的總容量是3.2 m3/s，其中 3 m3/s用于發(fā)電，0.2 m3/s用于沉砂池的水力沖沙。由于裝機容量相當于發(fā)生概率為95%的流量，因此全年都有多余的水量從進水建筑物和電站之間的河道流過。

圖5 錢凱水電站引水建筑物的橫斷面

沉砂池設有2個室，總長度為30 m，建在進水建筑物以外。

從進水口到電站的輸水系統(tǒng)包括:平臺和進行了外部包覆的塑料管、隧洞、虹吸管、前池和壓力管道，總長為 15 800 m。

電站輸水系統(tǒng)的最大部分將建在開挖平臺上，該平臺也將用作輸水系統(tǒng)施工和維護的道路，還將作為安裝直徑為 1.35 m 的塑料管道的通道。將采用開挖的材料對管道進行覆蓋，見圖6。隧洞總長為3 500 m，將修建在不可能開挖平臺或開挖成本很高的地段，隧洞建成后，也將成為輸水系統(tǒng)的一部分。前池、非常溢洪道和用于壓力引水管的進水建筑物的高程為2 701 m。直徑為 0.9 m的壓力鋼管總長為 1 300 m，布置在混凝土塊上。圖7為錢凱水電站的橫斷面。

圖6 錢凱水電站輸水系統(tǒng)的典型斷面

圖7 錢凱水電站的橫斷面

水電站設計流量的水位高程為1 899 m，交通平臺的高程為1 905 m。這樣可以為最大流量或是100 a一遇洪水流量情況下的水電站的正常運行提供條件。

電站廠房內(nèi)將安裝2臺臥式?jīng)_擊式水輪機和2臺發(fā)電機，總裝機容量為 19.2 MW(流量為 3 m3/s，凈水頭為765 m)。通過長為60 km的60 kV輸電線路，該水電站與國家電網(wǎng)相連，投運以后，其年發(fā)電量為165 GW·h左右。

最近已完成了修建該水電站所需的所有的咨詢、招標及前期工作。土木工程和設備的制造、安裝及測試工作將歷時24個月，因此該電站計劃于2013年1月1日正式投入運行。

叢 珊 范莎莎 譯自英刊《水電與大壩》2011年第2期

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2011-09-09