錢凱工程在秘魯可再生能源開發中的作用

［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濟手段來刺激新水電工程的開發，努力增加各類可再生能源的發電量。在可再生能源(RER)工程的首次國內招標中，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。

再生能源開發利用;錢凱工程;秘魯

2003～2008年是秘魯電力行業重大的發展階段，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%。秘魯國內電力行業有效裝機容量的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的年發電量來自水電，其余來自火電，火力發電廠大多建在秘魯的中部，靠近首都利馬。

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

鑒于秘魯尚未開發的水電蘊藏量十分豐富，目前政府鼓勵開發水電工程及其他可再生能源的利用。作為主要的刺激手段，已經對水電站提出并正在實施建設期預先返還當地增值稅、取消進口稅和特別關稅，目的是補償秘魯電力市場極低的現行電費(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招標中，共選定了17座水電站站址，在未來的20 a內，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濟上是可行的。

秘魯的一家能源開發公司——錫內薩(Sinersa)公司，在此次國內招標中，獲得了其中第4座水電站的開發權，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月開始投入商業運行。

1 秘魯電力系統的主要特征參數

2009年，秘魯電力系統的最大需電量為4 260 MW，年發電量為29 950 GW·h，從該數據來看，全國80%的總人口能用上電。然而，農村人口的電氣化水平仍然很低，只有30%。秘魯電力系統的主要特征參數列于表1。目前秘魯與厄瓜多爾的電力系統已經聯網，而且短期內還計劃與巴西、智利、玻利維亞和哥倫比亞的電力系統聯網。

過去10 a中，秘魯國民生產總值(GNP)經歷了重要和持續地增長，國內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，預計電力需求量的增長趨勢相同。

表1 秘魯電力系統的主要特征參數

近些年來，秘魯電力系統需電量的年變化情況示于圖1;秘魯電力系統耗電量的年增長估計趨勢示于圖2。考慮到秘魯電力系統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 秘魯電力系統需電量的年際變化

圖2 秘魯電力系統耗電量的年增長估計

新建成的然氣電站滿足了國內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(大多數燃氣電站的所在地)的主輸氣系統已經是以最大負荷在運行，這樣就限制了新火電站的建設規模。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，用于發電的天然氣的生產和供應嚴重影響了新水電站的建設。火電站用天然氣的定價為 1.4美元/MBTU (遠低于相應的世界市場價)，目前秘魯的電價相當低，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濟上是可行的。2005～2010年，天然氣發電量的增長為 25.9%，而水力發電量的增長只有 2.3%，見圖3。

圖3 2008年水力發電所占的發電量份額

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

圖4 2009年6月秘魯電力系統典型調度示意

圖4是秘魯電力系統的典型調度圖，顯示了各類能源所占的發電份額。

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，但該國只開發了其中的5%，這就使得秘魯成為該地區水力蘊藏量開發最少的國家之一。自1992年起，政府開始特許私營業主投資水電，盡管同一時期的需電量超過了一倍，但是私營業主投資的水電開發只有500 MW。將按能源類型劃分的秘魯能源系統的總有效容量統計數據列于表2。將2004年全國總水電蘊藏量、裝機容量，以及2015年的規劃裝機容量列于表3中。

滿懷在未來幾年內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折舊水電站全部資產的可能性。

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。補貼表示政府已經認識到了開發和利用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濟可行性。

2.3 加速水電站資產的折舊

秘魯新建電站的全部資產均可以折舊: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內折舊全部資產。這一措施明顯改善了工程的現金流動和內部收益率。

2.4 RER水電站的特殊補貼

在國家管理的電力系統內運行的所有電力生產廠家，收取同樣的能源和供電規定價格。每年根據今后2 a內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左右的平均調節能源價。由于這17項水電工程的總裝機容量小于規定的限制(國家總裝機容量的5%)，開發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。能源部與每個開發商均簽訂了合同，保證以美元計算的電價在工程投運發電后仍保持20 a不變，包括每年隨通脹調整。

2.5 秘魯電力系統內的調度優先權

所有的RER水電站都得到了優先調度的保證，這意味著電站可以生產發電并向電網供應所有可用電能，而不會受到任何聯網調度的限制，只取決于可用水量。

2.6 獲得最終發電許可的特別程序

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惠的特殊條件和特殊情況下獲得最終發電許可。例如，作為相關程序的一部分，RER水電站無需完成環境影響研究這一程序(只需要滿足一些簡單的環境條件)。滿足規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缺乏輸電線路。因此，已經批準了改造現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，在開始運行新電站的可能位置修建新的輸電線路。

2.8 改變發放水電站新許可證的法律程序

根據1992年的法律，秘魯電力系統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所投標工程的經濟實力，保證工程投入商業運行的確切時間，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。

根據該公司的發展目標以及秘魯的最新鼓勵政策，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的中部，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、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。

電站輸水系統的最大部分將建在開挖平臺上，該平臺也將用作輸水系統施工和維護的道路，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。

電站廠房內將安裝2臺臥式沖擊式水輪機和2臺發電機，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相連，投運以后，其年發電量為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