姚亞萍 李 冉
(1.三峽大學(xué)機(jī)械與動力學(xué)院,湖北 宜昌 443000;2.中國長江電力股份有限公司三峽梯調(diào)中心,湖北 宜昌 443000)
1)地理
毛里求斯位于非洲東南面的印度洋,由毛里求斯島、羅德里格斯島、阿加萊加島和卡加多斯群島等組成,面積2040 平方公里,人口130 萬,是聯(lián)系亞、非、大洋洲的??战煌ㄒ獩_。毛里求斯本島位于印度洋南緯19°50′至20°30′,東經(jīng)57°18′至57°46′,是一個(gè)由火山運(yùn)動形成的島嶼,土地面積1865km2,中部為高原,沿海有平原。地勢南高北低,間有低山孤峰,一般海拔300-600m,最高峰小黑河峰海拔827m。
地質(zhì)上毛里求斯本島基本由玄武巖組成,由上古時(shí)代巖漿噴出地表冷卻形成,復(fù)雜的自然條件使巖石中多空隙,密度不均勻,因此地層防水性較差,滲透率一般在10-5cm/s 以上。
2)氣候
毛里求斯屬亞熱帶海洋性氣候,常年刮東南風(fēng),分夏、冬兩季。夏季從11 月至次年4 月,氣候多雨且溫暖,沿海氣溫27℃,中部高原22℃,海水溫度27℃;冬季從5 月到10 月,氣候干燥涼爽,沿海平均氣溫24℃,中部高原19℃,海水溫度約22℃。
按照毛里求斯官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),1971~2000 年毛里求斯年平均降雨量1993mm,相當(dāng)于37 億立方米的水量,但降雨量時(shí)空分布不均,夏季降雨量約占年平均降雨量70%。中部高原地區(qū)降雨量多,四周沿海地區(qū)降雨量少,且整體降雨量有逐年減少的趨勢,潛在可利用的降雨量預(yù)計(jì)在12 億立方米左右。
3)水資源利用
毛里求斯多雨的氣候使其水資源較豐富,水供應(yīng)基本充足,但旱季時(shí)部分地區(qū)仍有缺水現(xiàn)象。毛里求斯51.2%的自來水來源于地下水,48.8%來源于地表水(水庫)。毛里求斯水處理程度較高,使用經(jīng)處理水源的人口比例已達(dá)100%,在撒哈拉沙漠以南的非洲國家中名列第一。2008 年經(jīng)處理的飲用水總量為2.09 億立方米,水售出總量為1.23 億立方米,其中88%為經(jīng)處理的飲用水。
根據(jù)毛里求斯中央統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù),2010 年全國用水總量9.35 億立方米,其中水電用水32%,居民生活、工業(yè)及旅游用水25%,農(nóng)業(yè)(灌溉)用水43%。
毛里求斯是非洲地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好國家之一,全球競爭力列非洲第2 位,僅次于南非,1999~2009 年年平均經(jīng)濟(jì)增長率達(dá)4.7%,被譽(yù)為“非洲小龍”,紡織服裝業(yè)、制糖業(yè)和旅游業(yè)為毛里求斯傳統(tǒng)三大支柱產(chǎn)業(yè)。
毛里求斯的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,使毛里求斯對能源的需求不斷提升,而毛里求斯是個(gè)能源缺乏的島國,地底沒有煤炭、石油、天然氣等自然資源,為滿足130 萬人口的用電需求,毛里求斯政府根據(jù)自身情況,加大各種能源開發(fā)力度。
目前毛里求斯用電主要來自中央電力局(CEB)和獨(dú)立發(fā)電廠(IPP),其中IPP 發(fā)電量占六成,CEB 占四成。
火電是毛里求斯主要能源,近年來,火電發(fā)電量占總發(fā)電量的比重均在九成以上,且有不斷上升的趨勢,而水電沒有大的電站投產(chǎn),發(fā)電量受來水影響有所變動。
2011 年毛里求斯共發(fā)電量27.3 億千瓦時(shí),其中火電占97.8%,水電僅占2%,風(fēng)電占0.1%,垃圾燃燒占0.1%。
水電作為一種可再生的清潔能源,應(yīng)優(yōu)先得到開發(fā)和利用。毛里求斯非常重視水電的發(fā)展,是非洲最先開始使用水能資源的國家之一。1903 年,第1 座水電站(位于西部塔馬林德瀑布)投入運(yùn)行,該水電站當(dāng)時(shí)只安裝了一臺250 千瓦水輪機(jī),現(xiàn)裝機(jī)容量達(dá)1.1 萬千瓦。到目前為止,毛里求斯已建成了10 座水電站,總裝機(jī)容量約6 萬千瓦。
中央電力公司(CEB)是毛里求斯政府國營電力公司,目前擁有4個(gè)熱電站和8 個(gè)水電站,毛里求斯約40%的電量均由該公司生產(chǎn),其名下的8 個(gè)水電站總裝機(jī)容量5.9 萬千瓦,平均年發(fā)電量為1 億千瓦時(shí),但水電站受來水影響很大,僅在雨季暴雨時(shí)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。在這8 個(gè)水電站中,其中4 個(gè)電站(香檳,塔馬林德瀑布,馬真特,拉費(fèi)爾姆)屬于壩后式電站,另外4 個(gè)水電站(費(fèi)內(nèi),萊瓦爾,雷杜伊特,賽西勒瀑布)屬徑流式電站。另外,CED 還收購了兩個(gè)私有水電站,即里什昂諾水電站和博依斯切瑞)。
因?yàn)槟陜?nèi)降雨不均,這些水電站的發(fā)電量在年內(nèi)分布上有著顯著的不同,旱季時(shí)月電量只有500 萬千瓦時(shí),而雨季時(shí)月電量可達(dá)2000萬千瓦時(shí)。
毛里求斯發(fā)展水電有著天然的優(yōu)勢:一是毛里求斯與其他非洲國家相比降雨較多,有著充沛的水資源,這為發(fā)展水電提供了可能;二是水電站運(yùn)行費(fèi)用較低,火電的運(yùn)行成本比水電要高出很多,在毛里求斯中央電力局2007 年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中,水電的運(yùn)行費(fèi)用是0.076 元/千瓦時(shí),火電是0.220~0.711 元/千瓦時(shí);三是水電對環(huán)境的污染很少,與火電相比,水電不會向環(huán)境排放污染物;四是水電擁有調(diào)峰優(yōu)勢,有利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
毛里求斯水電的發(fā)展也面臨著挑戰(zhàn):一是地理上,毛里求斯地勢平坦,落差不夠,地質(zhì)情況復(fù)雜,需要尋找合適的位置,采取先進(jìn)的技術(shù)手段來建設(shè)水電站;二是水電開發(fā)前期投資大,需要加大融資渠道;三是開發(fā)水電需要使用有限的水資源,而居民生活、工業(yè)等對水的需求加大,需要整體規(guī)劃和協(xié)調(diào);四是水電站對大壩上游的動植物等生態(tài)環(huán)境影響大,需要做好環(huán)境保護(hù)工作;五是水電站受降水影響較大,雨季時(shí)有足夠的雨水可以維持運(yùn)轉(zhuǎn),但旱季因?yàn)橛晁粔?,電站機(jī)組將不得不停止發(fā)電,以優(yōu)先供應(yīng)居民生活、灌溉及其他用水需求。
至今為止,毛里求斯90%以上的水電蘊(yùn)藏量已經(jīng)開發(fā)殆盡,同時(shí)面對居民生活、灌溉等不斷增長的用水需求,毛里求斯水電發(fā)展面臨的形勢較為嚴(yán)峻,然而,隨著能源需求的劇增和國際油價(jià)的持續(xù)走高,水電價(jià)格低廉、環(huán)境友好和依賴度高等優(yōu)勢不斷體現(xiàn),毛里求斯政府將水電視為一種適合的能源發(fā)展方式,充分挖掘水電開發(fā)潛力。
按照毛里求斯2009-2025 能源發(fā)展戰(zhàn)略,小型和微型的水電站等資源將優(yōu)先進(jìn)行開發(fā),只要在經(jīng)濟(jì)上可行的地方,都鼓勵(lì)進(jìn)行投資建設(shè),來滿足毛里求斯日益增長的用電需求,降低化石燃料消耗。目前已經(jīng)開展有數(shù)個(gè)研究課題來尋找合適的位置建設(shè)水電站,計(jì)劃在拉尼克列爾河上將建設(shè)一個(gè)小型水電站,裝機(jī)375 千瓦,年計(jì)劃電量200 萬千瓦時(shí),在巴加泰勒大壩建設(shè)一個(gè)小型水電站,裝機(jī)77 千瓦,年計(jì)劃電量50.9 萬千瓦時(shí),米德蘭大壩也設(shè)計(jì)安裝水力發(fā)電機(jī)組,待大壩建成后可投入使用。
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