淺析漳河綠色能源對(duì)區(qū)域統(tǒng)籌發(fā)展的支撐

王永兵 陳奕睿 余 凱

(湖北省漳河工程管理局，湖北 荊門 448100)

綠色能源也稱清潔能源，是指不排放污染物、能夠直接用于生產(chǎn)生活的能源。綠色能源有狹義和廣義兩種概念。狹義的綠色能源僅指可再生能源，如水能、生物能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?。這些能源消耗之后可以恢復(fù)補(bǔ)充，很少產(chǎn)生污染。廣義的綠色能源則包括在能源的生產(chǎn)及其消費(fèi)過程中，選用對(duì)生態(tài)環(huán)境低污染或無污染的能源，除了上述可再生資源外，還包括非再生資源，如核能、天然氣、清潔煤等。本文所指的綠色能源為狹義的綠色能源。

發(fā)展綠色能源是當(dāng)前國際社會(huì)應(yīng)對(duì)能源緊缺、保障能源供應(yīng)的重要抓手，也是我國推動(dòng)低碳環(huán)保事業(yè)、保障能源安全和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性選擇，對(duì)統(tǒng)籌發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)揮著重要的作用。本文以漳河小水電及光伏新能源發(fā)展歷程為中心，闡述基于漳河水光互補(bǔ)清潔能源對(duì)當(dāng)?shù)貛靺^(qū)居民生活、企業(yè)生產(chǎn)帶來的改善，同時(shí)論述漳河水庫區(qū)域性綠色能源發(fā)展的作用，為水庫流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 概 況

漳河水庫地處湖北省江漢平原西部，位于荊門、宜昌、襄陽三市交界處，于1958年動(dòng)工興建，1966年基本建成并全面發(fā)揮效益。漳河水電站位于漳河水庫觀音寺大壩下游，始建于20世紀(jì)60年代末，由當(dāng)時(shí)4臺(tái)機(jī)組發(fā)展至今7臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)8720kW，主要功能為農(nóng)業(yè)灌溉發(fā)電、維持下游的生態(tài)基流等。漳河直供電片區(qū)是經(jīng)湖北省人民政府批準(zhǔn)保留的發(fā)供電一體營業(yè)區(qū)，供電區(qū)跨荊門、當(dāng)陽兩市，涉及庫區(qū)沿線3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的11個(gè)行政村、2個(gè)社區(qū)、7900多戶、26200多人的生產(chǎn)生活用電，供電面積達(dá)到182km2，該自供區(qū)擁有35kV線路近30km，10kV配電線路近90km，配電變壓器70多臺(tái)，采用自發(fā)自用、余電上網(wǎng)模式運(yùn)行，剩余電量通過漳河110kV變電站并入荊門電網(wǎng)。漳河水電站多年平均發(fā)電量3823萬kW·h。隨著庫區(qū)工農(nóng)業(yè)及其他經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，加之水庫每年受氣候影響來水量偏少，現(xiàn)有水力清潔能源已不能滿足當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活需求。2015年，通過漳河工程管理局前期考察、可行性研究，結(jié)合當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢，為實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電和光伏發(fā)電互補(bǔ)，促進(jìn)綠色能源健康發(fā)展，經(jīng)省水利廳批準(zhǔn)，在自供區(qū)內(nèi)建設(shè)10MW分布式光伏電站。項(xiàng)目于2015年2月開工，9月并網(wǎng)發(fā)電，接入系統(tǒng)并入35kV自供區(qū)線路，實(shí)現(xiàn)了水光互補(bǔ)運(yùn)行模式，滿足了水庫來水量偏少時(shí)自供區(qū)用電需求。至此漳河綠色能源結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性的改變，由單一的水電模式發(fā)展為水光互補(bǔ)能源結(jié)構(gòu)(見圖1)。

圖1 漳河自供區(qū)綠色能源電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

2 綠色水電發(fā)展對(duì)漳河庫區(qū)生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)影響

20世紀(jì)60年代末70年代初,庫區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后，主要以農(nóng)業(yè)為主，自供區(qū)線路覆蓋面小，庫區(qū)居民的用電設(shè)備少，以照明為主，偏遠(yuǎn)地區(qū)用電困難，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化未普及，只有少量工業(yè)生產(chǎn)，每年自供區(qū)電量消納為30萬～100萬kW·h,進(jìn)入90年代后，隨著電站機(jī)組擴(kuò)容，發(fā)電量逐年增大，自供區(qū)線路得到有效改造，用電量大幅增漲，居民生活用電需求顯著提高，家用電氣設(shè)備、農(nóng)產(chǎn)品加工設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模也逐步增加，每年用于自供區(qū)內(nèi)的電量達(dá)300萬～800萬kW·h，但農(nóng)戶砍伐燒薪柴現(xiàn)象依然嚴(yán)重，砍伐帶來生態(tài)植被破壞，燃燒增加大氣二氧化碳的排放，對(duì)庫區(qū)生態(tài)環(huán)境造成一定破壞。2009年，漳河工程管理局積極申報(bào)國家以電代燃項(xiàng)目并通過，項(xiàng)目迅速在自供區(qū)貧困村啟動(dòng)，至此漳河庫區(qū)綠色生態(tài)林得到了有效的保護(hù)，項(xiàng)目代燃料用戶1926戶，總?cè)丝?677人，年代燃料電量為231.7萬kW·h，代燃料電價(jià)按0.31元/(kW·h)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)退耕還林31900畝，折算每戶保護(hù)森林面積16.6畝。

水電站代燃料項(xiàng)目實(shí)施有著十分重要的意義，它鞏固了荊門、當(dāng)陽兩地退耕還林、封山育林、長江防護(hù)和生態(tài)示范區(qū)建設(shè)成果,為漳河濕地公園提供了天然屏障。主要包括以下效益。

2.1 生態(tài)效益

2.1.1 減少薪柴消耗量

根據(jù)2002年編制的《全國小水電站代燃料生態(tài)保護(hù)工程》測算方法和試點(diǎn)實(shí)踐，一般4口之家的農(nóng)戶年燒薪柴平均為5000kg，按本項(xiàng)區(qū)1926戶計(jì)算，實(shí)施小水電代燃料后，每年可少燒薪柴963萬kg，按700kg折合1m3薪柴計(jì)算，可減少薪柴消耗量1.37萬m3。

2.1.2 保護(hù)森林植被面積

項(xiàng)目地處東寶區(qū)和當(dāng)陽市劃定的退耕還林區(qū)域，也是中央生態(tài)公益林范圍?！缎∷姶剂蠘?biāo)準(zhǔn)》提出每戶至少保護(hù)森林面積12畝，本項(xiàng)目實(shí)際保護(hù)退耕還林區(qū)3.2萬畝，每戶保護(hù)森林面積16.6畝。

2.1.3 減少和吸收二氧化碳

項(xiàng)目實(shí)施后，減少和吸收二氧化碳的效益十分突出，主要體現(xiàn)在農(nóng)戶減少燒薪柴的減排效益、保護(hù)森林的吸收效益、水力發(fā)電減少燒煤的減排效益上。

a.1926戶代燃料用戶每年可減少燒薪柴9630t，按照我國統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)煤熱值進(jìn)行換算，每噸木柴折合標(biāo)煤0.43t，根據(jù)科技部2007年公布的《全面節(jié)能減排手冊(cè)》，燃燒1t煤向大氣排放2.5t二氧化碳，每年可減少向大氣排放二氧化碳1.35萬t。

b.根據(jù)林業(yè)局2007年7月公布的資料，森林每生長1m3蓄積量吸收固化二氧化碳1.83t，本項(xiàng)目可減少薪柴消耗量1.37萬m3，可吸收二氧化碳2.5萬t，相當(dāng)于每年可減少二氧化碳排放2.5萬t。

c.小水電使用的是可再生清潔能源，對(duì)大氣無污染。按平均年發(fā)電3500萬kW·h計(jì)算，扣除廠用電、線損和代燃料用電后，將向社會(huì)提供2900萬kW·h清潔能源。按每千瓦時(shí)電能耗標(biāo)煤0.35kg，每燃燒1t標(biāo)煤向大氣排放2.5t二氧化碳計(jì)算，每年可減少向大氣排放二氧化碳2.538萬t。

以上合計(jì)每年可減少二氧化碳排放6.388萬t。

2.2 社會(huì)效益

綠色水電能源的建設(shè)，將進(jìn)一步改善農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施，改善農(nóng)民生產(chǎn)、生活條件，促進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)，為鄉(xiāng)村振興做出貢獻(xiàn)。

a.解放了生產(chǎn)力。自供區(qū)居民用電有了保證，生活中取暖、燒水用上電器。每年可節(jié)約薪柴9630t，年可節(jié)約3.5萬個(gè)勞動(dòng)日從事其他創(chuàng)收活動(dòng)，生活質(zhì)量得到改善。

b.有利于提高全民素質(zhì)。推動(dòng)生態(tài)精神文明建設(shè)，提高人民生活和健康水平。電氣化設(shè)備的大量投入，減輕了農(nóng)民繁重的體力勞動(dòng)，促使勞動(dòng)轉(zhuǎn)移和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，農(nóng)民生活習(xí)慣發(fā)生改變，文化生活豐富多彩，促進(jìn)了科學(xué)、文明進(jìn)步。

c.帶動(dòng)旅游業(yè)發(fā)展。漳河水庫氣候宜人，水域遼闊，是聞名遐邇的省級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)、國家水利風(fēng)景名勝區(qū)和國家4A級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)、國家級(jí)濕地公園；其地處古三國戰(zhàn)場的中心地帶，是張家界、古隆中、長江三峽等旅游熱線的黃金腹地，交通便利。實(shí)施小水電代燃料工程將使庫區(qū)的天更藍(lán)、水更清、山川更秀美，對(duì)保護(hù)旅游資源、助力“鄂西生態(tài)文化旅游圈”的崛起有著重要的意義。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益

綠色小水電的建設(shè)，使庫區(qū)用電得到保障，勞動(dòng)生產(chǎn)力得到解放，庫區(qū)內(nèi)加工業(yè)、水產(chǎn)業(yè)、旅游業(yè)及其他副產(chǎn)業(yè)得到有效發(fā)展，農(nóng)民人均收入增加，地方財(cái)政收入也得到增加。

a.促進(jìn)居民增收。實(shí)施代燃料項(xiàng)目后，農(nóng)民不再上山砍柴，每年人均減少的砍柴工日可用于外出務(wù)工或種植創(chuàng)收。

b.實(shí)現(xiàn)國家、地方和企業(yè)三贏。項(xiàng)目實(shí)施后，提供了大量的安置勞動(dòng)力機(jī)會(huì)；項(xiàng)目建設(shè)增加了當(dāng)?shù)刎?cái)政收入和國家稅收，按年售電量619萬kW·h計(jì)算，可每年實(shí)現(xiàn)192萬元產(chǎn)值，正常生產(chǎn)期內(nèi)平均每年繳納稅收30.1萬元；通過項(xiàng)目建設(shè)，電站設(shè)備進(jìn)行技改降低單位電量的耗水量，降低線損，可增加收入30多萬元。

c.促進(jìn)消費(fèi)，拉動(dòng)內(nèi)需。家用電器進(jìn)入普通百姓家，將有力地刺激消費(fèi)，拉動(dòng)內(nèi)需。按每年購置1000元的電炊具計(jì)算，可直接拉動(dòng)消費(fèi)193萬元。

3 水光互補(bǔ)能源結(jié)構(gòu)為漳河綠色能源發(fā)展再添助力

隨著漳河庫區(qū)用電需求增大，連續(xù)多年的干旱使水庫來水量偏少，單一水電能源不能滿足地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。2015年10MW分布式光伏發(fā)電的建成，極大地滿足這一需求，在水庫水位偏低時(shí)，為確保城市工業(yè)、生活用水，白天以光伏發(fā)電為主，水電停發(fā)；晚上以水電為主，光伏停發(fā)，充分利用自供區(qū)的能源，進(jìn)行資源優(yōu)化，完成水電和光伏互補(bǔ)，光伏的投運(yùn)在節(jié)約能源、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)及改善環(huán)境方面有重要的意義。圖2為24小時(shí)水光互補(bǔ)分析情況。

圖2 自供區(qū)水光互補(bǔ)24小時(shí)電力消納分析

截至2020年8月，光伏發(fā)電量累計(jì)5192萬kW·h，按照水電用水10m3發(fā)1kW·h電計(jì)算，光伏發(fā)電項(xiàng)目可在水庫平水和枯水年份減少發(fā)電用水近5.2億m3，有利于漳河水庫公益功能的發(fā)揮，確保荊門市300萬人民的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)、生活用水，且為荊門、荊州、宜昌17.37萬hm2農(nóng)田實(shí)施跨流域調(diào)度灌溉提供保障，同時(shí)推動(dòng)荊門工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，確保城市生態(tài)環(huán)境供水，彰顯了其公益效益和社會(huì)效益，為荊門及庫區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了強(qiáng)而有力的能源支撐(見圖3)。

圖3 漳河綠色能源年份電量和自供區(qū)用電量分析

4 結(jié) 論

本文以漳河水電及光伏能源的發(fā)展為背景，闡述了漳河的綠色能源對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)作用，分別從單一水電能源模式發(fā)展到水光互補(bǔ)能源結(jié)構(gòu)，從生態(tài)效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益及公益效益等方面進(jìn)行了闡述，并用圖例進(jìn)行分析，充分展現(xiàn)了綠色能源對(duì)地區(qū)社會(huì)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、公益發(fā)展起到的積極推動(dòng)和有力支撐作用。