中國(guó)西南水電工程經(jīng)濟(jì)性及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力研究

葛懷鳳，錢鋼糧

(水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京100120)

0 引 言

我國(guó)水力資源主要分布在我國(guó)西部地區(qū)，又以西南地區(qū)最為富集，其中四川、云南、西藏三省(區(qū))技術(shù)可開(kāi)量約占到全國(guó)技術(shù)可開(kāi)發(fā)量的64.3%。河流水力資源的集中分布，有利于實(shí)現(xiàn)流域梯級(jí)滾動(dòng)開(kāi)發(fā)、建成大型的水電基地、充分發(fā)揮水力資源的規(guī)模效益實(shí)施“西電東送”。截止到2018年底，中國(guó)水電總裝機(jī)容量達(dá)到35 226萬(wàn)kW(數(shù)據(jù)來(lái)源于2018年全國(guó)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)快報(bào))，其中常規(guī)水電32 227萬(wàn)kW，抽水蓄能電站2 999萬(wàn)kW。西藏、四川和云南三省(區(qū))的總裝機(jī)規(guī)模160萬(wàn)、7 824萬(wàn)、6 666萬(wàn)kW，已建常規(guī)水電裝機(jī)技術(shù)可開(kāi)發(fā)比例分別約為0.9%、52.8%、56.8%，水電開(kāi)發(fā)潛力大，是今后我國(guó)水電開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)地區(qū)，同時(shí)所包括的大型流域水電基地也是我國(guó)主要的水電“西電東送”基地。

伴隨著中國(guó)水電開(kāi)發(fā)逐步向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，受社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、移民等方面影響以及影響程度的逐步加大，相應(yīng)地，水電工程的投資水平也在不斷提高，為此，水電工程經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題已備受國(guó)內(nèi)關(guān)注，特別是外送水電工程在受電端中東部地區(qū)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前國(guó)內(nèi)也開(kāi)展了相關(guān)的研究，如：張棟[1]以我國(guó)±800 kV特高壓直流輸電工程造價(jià)水平為代表，研究分析西部水電開(kāi)發(fā)的外送輸電成本問(wèn)題，研究指出提高輸電通道的利用小時(shí)數(shù)，減少輸電成本有助于提高西部水電的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；王娟等[2]以電站裝機(jī)2 000 MW，裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)按4 500 h初估，分別對(duì)單位電度投資1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5元/(kW·h)方案進(jìn)行測(cè)算，構(gòu)建了西南水電單位電度投資與上網(wǎng)電價(jià)的線性關(guān)系，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了西南水電落地電價(jià)的測(cè)算分析，表明了西南水電的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；戴麗媛等[3]針對(duì)金沙江上游7座梯級(jí)電站進(jìn)行了國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析，并計(jì)算分析了華中電網(wǎng)受電區(qū)2016年～2025年增量電源的平均上網(wǎng)電價(jià)和邊際電源電價(jià)；嚴(yán)秉忠等[4]對(duì)金沙江上游7座梯級(jí)電站外送至華中電網(wǎng)的落地電價(jià)進(jìn)行了估算，結(jié)果高于當(dāng)?shù)氐乃姟⒒痣姾惋L(fēng)電的上網(wǎng)電價(jià)，高于2015年～2025年的增量電源加權(quán)上網(wǎng)電價(jià)0.525元/(kW·h)，并建議提高工程經(jīng)濟(jì)性；翟曉東[5]分析了影響龍頭電站的投資因素，以及龍頭電站對(duì)下游梯級(jí)的補(bǔ)償效益，并提出了投資分?jǐn)偡绞健?/p>

綜合來(lái)看，現(xiàn)階段關(guān)于外送水電的電價(jià)分析系統(tǒng)研究偏少，主要集中于某一流域梯級(jí)外送的落地電價(jià)及外送輸電成本的分析。亟待全面系統(tǒng)地分析基于西南每個(gè)水電站的設(shè)計(jì)成果的投資水平，計(jì)算電站的上網(wǎng)電價(jià)及落地電價(jià)水平，并結(jié)合未來(lái)我國(guó)能源的清潔、低碳和節(jié)能減排要求，構(gòu)建合理的電源對(duì)比機(jī)制以科學(xué)分析我國(guó)西南水電的開(kāi)發(fā)價(jià)值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)于我國(guó)能源轉(zhuǎn)型、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、綠色低碳可持續(xù)發(fā)展提供重要的決策支持和技術(shù)支持，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 西南大型水電基地水電投資水平計(jì)算分析

研究以2017年為現(xiàn)狀年，充分收集了金沙江(16個(gè)水電站，其中上游11個(gè)、中游4個(gè)、下游1個(gè))、雅礱江(16個(gè)水電站，其中上游10個(gè)、中游6個(gè))、大渡河(8個(gè)水電站)三大代表流域規(guī)劃待建共計(jì)40座水電站的投資計(jì)算成果，并進(jìn)行了梳理分析。由于各水電站設(shè)計(jì)進(jìn)度不同、工作深度不一，統(tǒng)一了投資測(cè)算的價(jià)格水平年，復(fù)核了各水電站的投資計(jì)算成果，為電站經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)提供統(tǒng)一的比選基礎(chǔ)。本研究選用單位千瓦投資和單位電度投資2個(gè)主要指標(biāo)來(lái)進(jìn)行比較分析，西南三大代表流域規(guī)劃待開(kāi)發(fā)水電站的投資指標(biāo)詳見(jiàn)圖1所示。雅礱江流域整體投資偏高，金沙江、大渡河整體投資相對(duì)偏低。

圖1 三大代表流域規(guī)劃水電單位千萬(wàn)投資和單位電度投資對(duì)比示意

雅礱江流域規(guī)劃待建電站主要集中于上、中游，上游電站投資指標(biāo)偏高。最高電站單位千瓦投資為121 194元/kW，單位電度投資為26.44元/(kW·h)；最低單位千瓦投資為9 870元/kW，單位電度投資為2.16元/(kW·h)；流域平均單位千瓦投資為31 276元/kW，單位電度投資為6.66元/(kW·h)。

金沙江流域最高電站單位千瓦投資為32 753元/kW，單位電度投資為7.3元/(kW·h)；最低單位千瓦投資為8 440元/kW，單位電度投資為1.95元/(kW·h)；流域平均單位千瓦投資為16 266 元/kW，單位電度投資為3.58元/(kW·h)。

大渡河流域最高電站單位千瓦投資為23 193元/kW，單位電度投資為5.03元/(kW·h)；最低單位千瓦投資為10 718元/kW，單位電度投資為2.56元/(kW·h)；流域平均單位千瓦投資為16 267元/kW，單位電度投資為3.71元/(kW·h)。

2 西南大型水電基地外送水電電價(jià)測(cè)算分析

外送水電的電價(jià)可從2個(gè)層面去闡釋，第一個(gè)層面是流域電站的上網(wǎng)電價(jià)；第二層面是考慮“西電東送”遠(yuǎn)距離的輸電成本和電價(jià)，送至受電端的落地電價(jià)，落地電價(jià)是由電站上網(wǎng)電價(jià)與輸電電價(jià)相加所得。本研究對(duì)金沙江、雅礱江流域規(guī)劃待開(kāi)發(fā)共計(jì)32個(gè)電站的上網(wǎng)電價(jià)進(jìn)行了逐一測(cè)算，研究暫不測(cè)算大渡河流域水電電價(jià)，其電力電量以滿足四川省本省需要為主。

水電“西電東送”充分實(shí)現(xiàn)了中西部經(jīng)濟(jì)和能源資源優(yōu)劣勢(shì)的高效互補(bǔ)，構(gòu)建了我國(guó)西部和中部新的經(jīng)濟(jì)關(guān)系和能源格局，并兼顧社會(huì)公平，促進(jìn)了偏遠(yuǎn)地區(qū)、少數(shù)民族地區(qū)、貧困地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。水電投資中含有移民脫貧致富和促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等綜合利用的一定投入，并相應(yīng)地體現(xiàn)到價(jià)格水平中。

水電電價(jià)測(cè)算以本次復(fù)核調(diào)整的電站投資成果為基礎(chǔ)，依據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)(第三版)》[6]、《水電建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)規(guī)范》[7]及國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)財(cái)稅制度進(jìn)行測(cè)算：其中，電量均采用流域梯級(jí)聯(lián)合運(yùn)行條件下的電站發(fā)電量，電站建設(shè)期按最新設(shè)計(jì)成果采用、運(yùn)營(yíng)期30年，資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率8%，增值稅率為17%，所得稅稅率為25%。根據(jù)目前“西電東送”的有關(guān)規(guī)劃成果，金沙江、雅礱江水電規(guī)劃外送至華中電網(wǎng)地區(qū)、華東電網(wǎng)地區(qū)、南方電網(wǎng)地區(qū)。四大流域電站的上網(wǎng)電價(jià)、對(duì)應(yīng)的輸電電價(jià)及落地電價(jià)測(cè)算成果詳見(jiàn)表1所示，其中輸電電價(jià)采用以往的規(guī)劃研究成果。

表1 水電送電至華中、南方和華東電網(wǎng)的電價(jià)測(cè)算結(jié)果

由于外送電源、受電端、輸電距離的不同，外送水電的落地電價(jià)具有一定的差異，外送華中電網(wǎng)的平均到網(wǎng)電價(jià)為0.472～0.646元/(kW·h)，外送南方電網(wǎng)的平均到網(wǎng)電價(jià)為0.550元/(kW·h)，外送至華東電網(wǎng)的到網(wǎng)電價(jià)為0.484元/(kW·h)。

(1)金沙江下游白鶴灘水電站，外送方案一：2回直流送華中電網(wǎng)，送電容量1 600萬(wàn)kW，落地電價(jià)0.472元/(kW·h)；外送方案二：2回直流送華東電網(wǎng)，送電容量1 600萬(wàn)kW，落地電價(jià)0.484元/(kW·h)。

(2)金沙江上游分2回外送，1回接續(xù)川電外送送至華中電網(wǎng)，外送容量500萬(wàn)kW，落地電價(jià)為0.646元/(kW·h)；1回直送華中電網(wǎng)，外送容量844.5萬(wàn)kW，落地電價(jià)為0.510元/(kW·h)。

(3)金沙江中游送至廣東省消納，落地電價(jià)0.550元/(kW·h)。

(4)雅礱江中游1回直流華中電網(wǎng)，送電容量1 000萬(wàn)kW，落地電價(jià)0.534元/(kW·h)。

3 西南水電外送目標(biāo)市場(chǎng)電價(jià)水平測(cè)算分析

水電是最具大規(guī)模開(kāi)發(fā)的綠色清潔可再生能源，電源品質(zhì)高，在電力系統(tǒng)中具有顯著的容量效益和電量效益，其電價(jià)一方面應(yīng)充分考慮水電電源在綜合利用方面投入的合理產(chǎn)出，可通過(guò)投資分?jǐn)偟姆绞交蛘呤菄?guó)家財(cái)政補(bǔ)貼電價(jià)等；另一方面水電發(fā)電功能部分的電價(jià)，作為清潔能力應(yīng)按照考慮受電端受節(jié)能減排制約后的邊際能源電力價(jià)格，由此在一定程度上體現(xiàn)水電的價(jià)值。

針對(duì)西南水電外送受電端華中電網(wǎng)、華東電網(wǎng)和南方電網(wǎng)，按照電力發(fā)展規(guī)劃的電源建設(shè)方案，考慮增量電源的電力電量同等替代、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排等原則，進(jìn)行電力系統(tǒng)的擴(kuò)展優(yōu)化分析，提出西南水電可替代的電源主要包括火電(考慮節(jié)能減排要求后)、風(fēng)電(含區(qū)外風(fēng)電、海上風(fēng)電)與抽水蓄能電站的組合等[8-10]。

3.1 考慮環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排制約條件下的煤電電價(jià)

煤電電價(jià)計(jì)算參數(shù)：煤電機(jī)組投資以單位千瓦投資4 000元/kW計(jì)算，工期為4年，分年投資比例分別為10%、30%、40%、20%。

增值稅率為17%，城市建設(shè)維護(hù)稅率為7%，教育費(fèi)附加稅率為3%，地方教育費(fèi)附加稅率為2%。所得稅稅率為25%。

燃煤火電的建設(shè)成本差異較小，影響燃煤火電經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要因素為運(yùn)行費(fèi)中的燃料費(fèi)(即標(biāo)煤價(jià)格)。研究以裝機(jī)容量1 000 MW的燃煤火電站為代表性方案，考慮不同標(biāo)煤價(jià)格，按照現(xiàn)行財(cái)務(wù)制度測(cè)算相應(yīng)燃煤火電的上網(wǎng)電價(jià)水平。其中，燃煤火電站的年利用小時(shí)數(shù)按4 500 h考慮，資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率同水電站的取值為8%。測(cè)算結(jié)果詳見(jiàn)圖2所示。

圖2 水電外送受電端標(biāo)煤價(jià)格與上網(wǎng)電價(jià)關(guān)系

在我國(guó)社會(huì)節(jié)能減排制約要求下，采用潔凈煤發(fā)電的燃煤電站，煤價(jià)考慮因素：①考慮潔凈煤炭現(xiàn)行到電廠財(cái)務(wù)價(jià)格標(biāo)煤約1 100元/t左右；②考慮配額制后的碳交易合理價(jià)格，100～200元/t，標(biāo)煤價(jià)格約1 200～1 300元/t左右；③ 考慮碳超排的罰值為300～1 000元/t，標(biāo)煤價(jià)格約1 500～2 300元/t左右；④現(xiàn)階段CO2壓縮回收成本太高，本研究中標(biāo)煤價(jià)格暫不考慮該部分。

研究采用標(biāo)煤價(jià)格1 500～1 600元/t作為邊際電源的對(duì)應(yīng)煤價(jià)，相應(yīng)的可比上網(wǎng)電價(jià)采用0.7元/(kW·h)。

3.2 水電外送受電端電網(wǎng)的邊際電源電價(jià)

以華中、華東、南方(廣東、廣西)電網(wǎng)地區(qū)的能源資源稟賦為基礎(chǔ)，考慮增量電源的電力電量同等替代，以及節(jié)能減排要求，研究華中電網(wǎng)邊際電源方案為甘肅風(fēng)電+抽水蓄能、考慮碳排放制約后的燃煤電站兩種；華東電網(wǎng)邊際電源方案為內(nèi)蒙風(fēng)電+抽水蓄能、海上風(fēng)電+抽水蓄能、考慮碳排放約束后的燃煤電站三種，廣東電網(wǎng)邊際電源方案選擇為海上風(fēng)電+抽水蓄能、考慮碳排放約束后的燃煤電站兩種。

華中、華東和南方電網(wǎng)的邊際電源電價(jià)測(cè)算成果詳見(jiàn)表2，華中電網(wǎng)兩種邊際電源方案的上網(wǎng)電價(jià)分別約為0.8、0.7元/(kW·h)；華東電網(wǎng)三種邊際電源方案的上網(wǎng)電價(jià)分別約為0.75、1.1、0.7元/(kW·h)；廣東電網(wǎng)兩種邊際電源方案的上網(wǎng)電價(jià)分別約為1.1、0.7元/(kW·h)。水電外送受電端的邊際電價(jià)均以燃煤火電(煤價(jià)約1 550元/t)邊際電源方案電價(jià)為最低，受電端上網(wǎng)電價(jià)取用方案最小值0.7元/(kW·h)。

表2 水電外送受電端邊際電源電價(jià)測(cè)算成果

4 西南水電經(jīng)濟(jì)性及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力分析

現(xiàn)狀條件下，華中、華東、南方(兩廣地區(qū))的燃煤火電平均上網(wǎng)電價(jià)分別約為0.395 0、0.388 2、0.432 3元/kW·h，相較于受電端地區(qū)燃煤發(fā)電上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)，西南外送水電電價(jià)水平相對(duì)較高。在我國(guó)節(jié)能減排和超低碳排放要求下，外送水電落地電價(jià)均低于受電端相應(yīng)電網(wǎng)的邊際電源上網(wǎng)電價(jià)0.7元/kW·h，詳見(jiàn)圖3～5所示。

圖3 西南水電外送至華中電網(wǎng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力分析

圖4 西南水電外送至南方電網(wǎng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力分析

圖5 西南水電外送至華東電網(wǎng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力分析

由此可見(jiàn)，西南外送水電工程具有經(jīng)濟(jì)可比性，具備一定的電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，但各流域各梯級(jí)電站的電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有差異。伴隨國(guó)家對(duì)西部水電開(kāi)發(fā)及電力外送等相關(guān)優(yōu)惠政策的落實(shí)，西南水電開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)性將日益顯現(xiàn)，未來(lái)會(huì)有較大的市場(chǎng)空間和競(jìng)爭(zhēng)力。

5 結(jié) 論

(1)以我國(guó)水電發(fā)展?jié)摿Υ蟮奈髂洗笮退娀刈鳛檠芯繉?duì)象，收集分析各流域規(guī)劃待開(kāi)發(fā)水電站的設(shè)計(jì)投資成果，并通過(guò)統(tǒng)一價(jià)格水平逐一修正各水電站工程投資，分析了各電站的投資指標(biāo)，雅礱江流域主要是上游投資整體偏高，金沙江和大渡河投資整體相對(duì)偏低。

(2)以調(diào)整復(fù)核后的水電站投資成果及投資指標(biāo)為基礎(chǔ)，采用水電站在梯級(jí)聯(lián)合運(yùn)行條件下的發(fā)電量，按資本金內(nèi)部收益率8%測(cè)算了每個(gè)水電站的上網(wǎng)電價(jià)，與輸電電價(jià)相加，得到了各流域外送至受電端的落地電價(jià)。外送華中電網(wǎng)的金沙江上游和下游、雅礱江中游水電站平均到網(wǎng)電價(jià)為0.472～0.646元/(kW·h)，外送南方電網(wǎng)的金沙江中游水電站平均到網(wǎng)電價(jià)為0.550元/(kW·h)，外送至華東電網(wǎng)的金沙江下游白鶴灘水電站到網(wǎng)電價(jià)為0.484元/(kW·h)。

(3)采用邊際成本、綠色低碳等合理計(jì)算西南水電受電端的電源電價(jià)水平，邊際電源方案主要包括火電(考慮節(jié)能減排要求后)、風(fēng)電(含區(qū)外風(fēng)電、海上風(fēng)電)與抽水蓄能電站的組合等，計(jì)算分析結(jié)果表明，西南水電受電端的邊際電源上網(wǎng)電價(jià)為0.7元/(kW·h)。

(4)經(jīng)比較分析，西南水電的落地電價(jià)均低于華中、華東、南方電網(wǎng)邊際電源上網(wǎng)電價(jià)，表明西南水電工程具有較好的經(jīng)濟(jì)性，在受電端具備一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。