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小水电在“双碳”目标下的转型发展与创新实践

  2024-12-06    29  上传者:管理员

摘要:随着我国“碳达峰”和“碳中和”目标的提出,小水电作为可再生能源的重要组成,在推动能源结构转型和实现碳中和方面发挥着至关重要的作用。深入分析小水电在我国电力体系中的地位,直面其发展挑战,同时围绕“双碳”战略,探讨了行业的创新机遇和变革途径。通过对小水电现状分析,提出了转型策略,借鉴成功案例,总结创新实践要素,并提出应对策略和政策建议,旨在为小水电行业的绿色发展提供方向。图1幅。

  • 关键词:
  • 小水电
  • 气候变化
  • 温室气体排放
  • 碳中和
  • 能源转型
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气候变化作为全球性问题,二氧化碳排放是其关键驱动因素之一。面对这一挑战,国际社会积极采取行动,通过制定碳达峰和碳中和目标来减少温室气体排放。2020年9月,我国提出了“2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”的宏伟目标,即“双碳”目标,标志着我国在全球气候治理中的重要承诺和决心。

小水电作为一种清洁、可再生的能源,在我国电力供应中占据重要地位。截至2022年底,小水电的装机容量达到8 063万kW,占全国水电装机总容量的19.4%[1],显示出其在能源结构中的显著作用。然而,小水电行业也面临着水资源短缺、设备老化、环境保护等挑战,这些因素限制了其可持续发展的潜力。

在此背景下,本文旨在探讨小水电在实现“双碳”目标过程中的转型发展策略与创新实践。通过对现有文献的梳理和分析,概述前人在小水电领域的研究成果,评估当前研究热点和存在的问题,并阐述本研究的意义和价值。同时,提出研究设计思路,为小水电行业的可持续发展提供策略性建议。


1、现状分析


1.1 国内外小水电发展的现状

我国水资源较为丰富,尚未开发的小水电资源占可开发利用水资源的五分之一[1],但由于部分电站建设年代较早、规划设计不够科学、运行管理不够完善等原因[2],再加上我国的小水电资源分布不够集中,导致小水电的资源利用率长期处于较低的状态。近年来,政府部门对小水电行业进行了整顿,对一些违规建设、环保不达标的小水电站进行了清理和整改;随着整顿工作的深入进行,全国小水电站数量逐年减少。尽管如此,我国小水电行业在电力供应中仍然占据着重要地位。截至2022年底,全国现有的小水电电站数量为41 544座,25个省份累计创建绿色小水电站示范964座。分地区而言,2022年湖北新创建35座绿色小水电示范电站,占比为26.12%,江西、陕西、浙江等地区的新创建数量为20座、12座、11座[1],详见图1。

图1 2022年部分省市绿色小水电示范电站创建数量

纵观全球范围内,拉丁美洲国家如巴西和哥伦比亚在小水电领域取得了显著成就,这些国家的小水电已成为其电力供应体系中不可或缺的一部分。根据国际能源机构(IEA)的数据,截至2022年底,全球小水电装机容量已超过1.5亿kW,其中巴西和哥伦比亚的小水电装机容量分别达到了约3 000万kW和1 500万kW。同样,在欧洲和北美等地区,小水电不仅是清洁能源的代表,也是当地能源多样化战略的重要组成部分,因此他们高度重视小水电的发展潜力,积极推动其开发和应用。在欧洲,小水电占可再生能源发电总量的比重超过20%,而北美地区小水电的年发电量也达到了数千亿kW·h。

在我国,小水电的潜力巨大,但其开发利用程度与国际先进水平相比仍有提升空间。近年来,我国学者针对小水电的运行效率、生态平衡以及可持续发展等问题,进行了广泛而深入的探讨和研究。

1.2 小水电在实现“双碳”目标中的作用和潜力

小水电,作为绿色能源的典范,对于达成“双碳”目标具有不可替代的战略意义。它不仅在电力供应中扮演着关键角色,通过替代化石燃料发电,显著降低了温室气体的排放;而且在电力系统的调峰和储能方面发挥着关键作用,有助于提高可再生能源的利用率,加速能源结构的清洁转型。小水电项目以其较小的占地面积和较低的环境影响,成为推动可持续发展的重要力量。据最新数据显示,预计未来5年内我国小水电将新增装机容量600万kW;这一增长不仅反映了小水电在能源转型中的潜力,也体现了国家在十四五规划中对清洁能源发展的重视和支持,为实现“双碳”目标提供了重要支撑。


2、“双碳”目标与小水电转型的必要性和紧迫性


“双碳”目标的提出,给小水电行业带来了历史性的变革。在碳达峰和碳中和的双重驱动下,能源结构的优化升级为小水电行业带来了前所未有的发展机遇。国家发展改革委等相关部门相继出台的《关于推动小水电绿色发展的指导意见》等政策文件,为小水电的转型升级提供了政策支持和方向指引。

同时,随着碳排放管控政策的逐步加强,小水电行业面临着提升能源利用效率、降低环境影响的挑战。这要求小水电企业必须加快技术创新步伐,优化运营管理模式,以适应绿色、低碳的发展要求。例如,通过智能化升级、提高水能转换效率等措施,小水电可以在保障生态安全的前提下,实现能源生产的高效化和清洁化。

小水电的转型升级,不仅能够提升其在能源供给中的地位,更有助于减轻对环境的负担,推动可持续发展。此外,小水电的绿色转型还将带动上下游产业链的低碳发展,促进整个能源体系的绿色升级。国家发改委能源研究所和美国马里兰大学等单位共同发布的《加快中国燃煤电厂退出》得出结论:“如果要实现碳中和,传统的煤电必须退出历史舞台”[3]。因此,小水电的转型发展已经成为实现“双碳”目标,构建清洁低碳、安全高效的能源体系中的关键一环。

因此,小水电行业的转型升级,不仅是对“双碳”目标的积极响应,也是推动能源行业高质量发展的必然选择。在国家政策的引导和市场机制的激励下,小水电行业有望迎来更加广阔的发展空间,为实现国家的绿色发展目标贡献力量。


3、转型发展策略


小水电行业在助力实现“双碳”目标的征程上,将扮演更加活跃的角色,为塑造一个清洁、低碳、稳固、高效的能源系统贡献其重要力量。此外,以下策略将推动小水电行业的持续健康发展,为社会经济的绿色转型提供坚实的支撑。

(1)技术创新

需致力于提升小水电装备的制造工艺,加速淘汰效能低下的旧设备,并积极引进国际先进的适用技术,以显著提升发电效率。其次,开发智能化管理系统,按照无人值守要求改造自动控制系统,具备按水位或水位变化率自主决策开停机、调整负荷、启闭泄洪设施的能力,支持一定程度的设备智能诊断、故障自处理、自恢复能力[4],同时实现小水电的远程监控和自动化运行;这不仅提高了运营效率,也增强了系统的稳定性和安全性。最后,加强小水电与其他可再生能源如风能、太阳能的融合,通过多能互补,提升小水电在混合能源系统中的综合作用和能源利用效率。

(2)管理优化

在管理层面,完善小水电的运行维护体系至关重要,这能够确保设备的高可靠性和安全性。同时,建立健全安全生产管理制度,强化环境保护和生态修复措施,以实现小水电的绿色、可持续发展。此外,优化运营模式,通过精细化管理提升经济效益,增强小水电的市场竞争力。

(3)政策支持

政策层面的支持对于小水电行业的转型升级也很重要。首先,政府应出台针对性的支持政策,包括税收优惠、投融资支持等,以降低企业运营成本,促进小水电的可持续发展。其次,加强小水电的规划管理,确保其与风电、太阳能等其他能源形式的协调发展,形成互补的能源结构。最后,政府监管部门要强化监督检查、加强技术指导、建立长效机制[5]。


4、创新实践案例分析


小水电行业的转型升级不仅是技术进步和管理创新的结果,更是国家政策导向和市场需求共同作用的产物。在未来的发展中,小水电行业应继续坚持创新驱动,加强政策支持,优化资源配置,以实现更加高效、环保、可持续的发展目标。

(1)案例选取

本文挑选了3个具有示范效应的小水电转型发展案例,进行深入剖析。这些案例包括海南省的“绿色小水电”机电技术改造项目,甘肃省的小水电生态修复工程以及江西省小水电网电力调度自动化系统。这些案例不仅覆盖了技术创新、管理优化和系统集成等多个维度,而且展示了小水电转型发展的多样化实践路径。

(2)案例分析

海南省的“绿色小水电”机电技术改造项目,通过引进高效的机电设备和先进的自动化控制技术,显著提升了发电效率和系统可靠性,同时有效降低了对环境的影响。甘肃省的小水电生态修复工程,以生态保护和修复为核心,实现了小水电开发与生态环境建设的和谐共生。江西省的小水电网电力调度自动化系统,运用前沿的调度控制技术,极大提升了小水电并网运行的智能化水平。这些案例的成功,归功于技术创新、管理优化和系统集成的深度融合。

(3)创新实践的可复制性

这些成功案例为其他地区和项目提供了宝贵的经验和可借鉴的模式。关键在于结合当地的资源条件和实际需求,因地制宜地推进小水电的技术升级、管理优化和系统集成。根据中国水力发电工程学会2022年的报告,我国小水电行业正朝着智能化、绿色化方向发展,预计到2025年,智能化小水电的比例将达到30%以上。这表明,通过借鉴这些成功案例,不断提升小水电的竞争力和可持续发展能力,将为实现“双碳”目标作出重要贡献。


5、面临的挑战与对策


小水电行业的转型升级是一项系统工程,需要政府、企业和社会各方的共同参与和支持。通过综合施策,克服资金、技术、政策等方面的挑战,小水电行业必将迎来更加广阔的发展前景,为实现国家的“双碳”目标贡献力量。

根据中国水力发电工程学会2022年的报告,小水电行业转型升级的关键在于技术创新和管理优化。通过加大研发投入,提升技术创新能力,小水电行业有望实现更高效、更环保的发展。同时,政策的支持和社会各界的共同努力,将为小水电行业的可持续发展提供坚实的保障。

(1)转型过程中的挑战

小水电行业在转型过程中面临多方面的挑战。首先,资金瓶颈问题尤为突出,由于小水电企业普遍规模较小,资金实力有限,难以承担起技术改造和管理升级所需的巨额投资。其次,技术创新能力不足,小水电企业在技术研发方面的投入严重不足,难以满足行业发展的迫切需求。再次,政策支持力度尚显不足,现有的支持政策覆盖面窄、力度有限,未能充分激发小水电行业的转型动力。最后,社会协调难度较大,小水电开发与环境保护、移民安置等方面存在利益冲突,需要在各方利益诉求中寻求平衡。

(2)应对策略和建议

首先,应完善小水电技改和创新的财政金融支持政策,通过政府引导基金、绿色信贷等手段,提高资金投入力度。其次,建立和完善小水电技术创新体系,加强产学研用合作,推动技术创新成果的转化应用。再次,出台更加完善的鼓励政策,如税收优惠、财政补贴等,支持小水电行业的绿色转型。最后,加强与利益相关方的沟通协调,注重在小水电开发过程中实现生态保护与社会和谐。


6、结 论


本研究深入探讨了小水电在实现“碳达峰”和“碳中和”目标中的关键作用,明确了小水电行业在当前能源结构中的重要性及其面临的转型挑战。通过综合分析,首先,提出了一系列创新的转型发展策略,包括技术创新、管理优化和政策支持,旨在推动小水电行业的可持续发展。其次,对小水电与其他可再生能源协同发展模式具有前瞻性思考,对小水电在智能化电网和能源互联网中的应用潜力进行深入分析,为小水电行业的未来发展提供了新的视角和思路。最后,不仅在理论上拓展了小水电行业的可持续发展路径,而且在实践层面提供了具体的策略和建议。

一直以来,小水电都在我国能源战略发展中占据着至关重要的地位[6],本文指出了小水电行业在转型过程中可能面临的社会、经济与环境效益的综合评估需求,为后续研究提供了方向。鉴于小水电行业的特殊性,未来研究应更加关注技术创新与管理实践的结合及政策环境对行业发展的影响,以实现小水电行业的全面和协调发展。


参考文献:

[1]华经产业研究院,2023年中国小水电行业现状及趋势分析,在未来仍有较大的发展空间[EB/OL].[2024_4_10].

[2]王亦楠.落实“碳达峰碳中和”须纠正对小水电的偏见[J].中国经济周刊,2021(9):106_109.

[3]陈琛,夏朋.我国小水电发展现状与未来路径探索[J/OL].

[4]中国水力发电工程学会.小水电的碳中和作用无可替代[EB/OL].[2021_10_28].[5] 徐锦才.基于水利新质生产力的小水电绿色发展[J].中国水利,2024(8):11_13.

[6]李蓉.云南省小水电现状分析及绿色转型策略[J].小水电,2024(2):6_9.

[7]李骜,李晓雯.“双碳”目标下的小水电前景分析[J].吉林水利,2023(1):65_68.


文章来源:纪鹤鸣,何福兴,陈文科.小水电在“双碳”目标下的转型发展与创新实践[J].小水电,2024,(06):7-10.

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小水电

期刊名称:小水电

期刊人气:858

期刊详情

主管单位:中华人民共和国水利部

主办单位:水利部农村电气化研究所,中国水力发电工程学会

出版地方:浙江

专业分类:水利

国际刊号:33-1204/TV

国内刊号:33-1204/TV

创刊时间:1984年

发行周期:双月刊

期刊开本:大16开

见刊时间:4-6个月

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