塔吉克斯坦發(fā)展水電以保供電安全

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戰(zhàn)略與規(guī)劃

塔吉克斯坦發(fā)展水電以保供電安全

摘要：位于中亞的塔吉克斯坦共和國正在努力開發(fā)巨大的水電資源，以此解決冬季電力嚴重短缺問題，確保電力供應的長期安全。新建水電站包括羅貢水電站和22座徑流式水電站，總裝機容量達13 000 MW。短期內，主要對現(xiàn)有水電站進行修復，資金來源于國際金融機構。對政府來說，一個關鍵的問題是如何將目前較低的電價提高到一個合理的水平，從而填補投資計劃中的資金缺口，以及吸引外資并提倡大力使用電力。對上述內容作了介紹。

關鍵詞：水電資源開發(fā)規(guī)劃;水電站改造;塔吉克斯坦

1概述

塔吉克斯坦水電裝機容量大約為5 100 MW，只占全國水電可開發(fā)蘊藏量的5%。六大水電站占到了裝機容量的90%，特別是位于瓦赫什(Vakhsh)河上的努列克(Nurek)水電站，其裝機容量為3 015 MW，是塔吉克斯坦發(fā)電系統(tǒng)的基柱。瓦赫什河上建有7座梯級水電站，總裝機容量為4 790 MW。其中，桑格圖達(Sangtuda)1級水電站裝機容量為670 MW，桑格圖達2級水電站裝機容量為220 MW，這2座水電站是最近新建成的，分別于2008~2009年、2011~2014年投入運行。

桑格圖達1級和2級水電站均于20世紀80年代開工建設，90年代在蘇聯(lián)解體以后，由于塔吉克斯坦國內爆發(fā)內戰(zhàn)而被迫停工，該工程的投資分別來自俄羅斯和伊朗政府。桑格圖達1級水電站75%的股權屬于俄羅斯政府和塔吉克斯坦國有控股企業(yè)所有，由俄羅斯國際統(tǒng)一電力系統(tǒng)公司(Inter RAO)特許經營。桑格圖達2級水電站由伊朗法拉博(Farab)公司以BOT(建設、運營及移交)形式承接建成，并且由法拉博公司的一家附屬公司Sangob特許經營；第一臺裝機容量為110MW的機組已于2011年投入運行，第二臺機組于2014年9月并網發(fā)電。

在該國5 400 MW的總裝機容量中，水電份額占到了95%，而利用燃煤的火力發(fā)電只占5%的份額。塔吉克斯坦全國的年發(fā)電量大約為17 TW·h，年用電量為16~17 TW·h。然而，問題在于季節(jié)性的需電量和水文波動不相吻合，在夏季，河水流量大而需電量卻比較少;在冬季，用電高峰時河水流量卻減少。

盡管水電總裝機容量達到了5 000 MW左右，但是冬季卻只能提供2 200 MW的電力，這一數(shù)據(jù)僅相當于該國冬季需電量的1/4，結果導致塔吉克斯坦冬季供電缺口超過了2.5 TW·h， 致使70%的居民在冬季遭受嚴重的電力短缺。每年由于電力短缺而導致的經濟損失大約超過了2億美元，占GDP的3%。但是在夏季，全國會有3~5 TW·h的電力盈余。

2012年11月，世界銀行發(fā)布的報告警告說：如果沒有合適的補救措施，再加上電力需求量的不斷增長，到2016年冬季，塔吉克斯坦的電力短缺會進一步增長到4 500 GW·h(比電力需求量的1/3還多)，甚至更多。該報告還指出:供電系統(tǒng)越來越容易受到重創(chuàng)，這將危及所有用戶的電力供應，也會給塔吉克斯坦的經濟帶來巨大損失。

《塔吉克斯坦冬季能源危機：電力供應與需求解決方案》已將水電作為解決電力短缺問題的長期解決方案，而且在該《方案》中,對于政府在打破各種不同類型發(fā)電之間的平衡時所面臨的問題，也給予了重點關注，包括火電與水電、由于季節(jié)性河流的特殊性引起的蓄水發(fā)電與徑流發(fā)電等。同時，在《方案》中還要求,在新增裝機時也需要考慮到地域背景，由世界銀行和其他國際金融機構(IFI)推動建立的南亞電網計劃，將會允許鄰國之間進行電力傳輸。

2水電站改造

政府已經意識到，對現(xiàn)有的水電站實施更新改造只是在短期內解決國內電力供應問題既便宜又快捷的辦法，并且得到了歐洲復興開發(fā)銀行(EBRD)、亞洲開發(fā)銀行(ADB)和世界銀行等國際金融機構的積極推動。這幾家金融機構已經為柴洛庫姆(Qairokkum)水電站、戈洛夫納亞(Golovnαya)水電站和努列克(Nurek)水電站3個重點項目進行了融資。

盡管對現(xiàn)有水電站實施改造會更加經濟，但由于資產年限和投資歷史缺乏，仍將2013~2020年間的改造總成本估計為11億美元。但是從世界銀行的角度來看，在確保電力供應的中期投資中，投資水電站改造仍然是效益最好的。

2012年，中亞區(qū)域經濟合作(CAREC)組織提出了區(qū)域電力總體規(guī)劃。這個組織包括本地區(qū)的10個國家以及歐洲復興開發(fā)銀行、亞洲開發(fā)銀行、伊斯蘭開發(fā)銀行、世界銀行、IFM，以及聯(lián)合國開發(fā)計劃署等6個多邊機構。根據(jù)區(qū)域電力總體規(guī)劃，塔吉克斯坦將近80%的發(fā)電和輸電資產需要更新，這樣才能滿足電力輸送的需求，以解決冬季電力短缺的問題。

許多20世紀60~70年代修建的水電站，均已超期服役，受垂直一體化國家電力公司Barki Tojikk(BT)資金缺乏的影響，發(fā)電設施得不到應有的維護。根據(jù)世界銀行的報告，到2020年，該國現(xiàn)有水電站的更新改造應完成60%，到2030年,則應達到80%。否則，水電站的發(fā)電量可能會從目前的2 200 MW減少到2030年的760 MW。

2014年9月，歐洲復興開發(fā)銀行提供了7 100萬美元資金，用于索格特州西北錫爾(Syr Darya)河上的柴洛庫姆水電站第一階段改造。該電站于1957年建成，運行近60 a來，由于缺乏養(yǎng)護和維修，使水電站的運行效率大大降低，而它又是該地區(qū)500 000住戶的唯一電力來源。

BT公司為水電站業(yè)主和經營者進行的融資，包括主權擔保貸款5 000萬美元，以及氣候投資基金氣候恢復試點項目2 100萬美元(1 000萬美元優(yōu)惠貸款和1 100萬美元贈款)。歐洲復興開發(fā)銀行還接收了來自奧地利的技術合作贈款，加上英國和歐洲復興開發(fā)銀行的股東特別基金，共計有470萬美元。

在該項目第一階段，估計需要投資7 500萬美元，包括對6臺機組中的2臺機電設備進行修復、新增2臺發(fā)電機。工程完工以后，該電站的裝機容量將從126 MW提高到142 MW，并且在不增加下泄流量的情況下增加發(fā)電量。該項目還包括廠房和混凝土大壩的加固工程，這是為了確保工程的安全運行，提高抵御預期氣候變化所產生的不利影響的能力。預計重建工作將在完成項目設計和施工準備工作之后,于2015年底開始，在2018年年中完建。歐洲復興開發(fā)銀行的貸款和氣候恢復試點項目資金將用于電站的加固工程，技術合作贈款將用于廠房現(xiàn)代化改造中的咨詢設計服務，以及與氣候變化適應和管理相關的咨詢服務。

第二階段包括對上述更換改造剩下的4臺水輪發(fā)電機組進行更新改造，其裝機容量將會從142 MW增加到174 MW。2個階段的改造費用合計為1.52億歐元左右。

同時，塔吉克斯坦的第四大水電站——戈洛夫納亞水電站的更新改造工程由亞洲開發(fā)銀行聯(lián)合融資。2013年11月，已為1.7億美元的項目投入了1.36億美元，塔吉克斯坦政府將提供0.34億美元的對應基金。該水電站位于塔吉克斯坦西部哈特隆(Khatlon)的瓦赫什河上，機電設備改造項目包括：到2020年，將對1、2、5號機組全部升級更換完。屆時，裝機容量將從240 MW增加到252 MW，年均發(fā)電量也將從2012年的743 GW·h增加到2021年的1 130 GW·h。舊機組在過流量為180 m3/s時的最大效率為84%，與之形成鮮明對照的是，更換后的新機組在每臺水輪機過流量只有120 m3/s時，其效率卻可以提升到92%。

自從20世紀60年代早期建成以來，除了2012年安裝的4臺機組以外，該水電站沒有進行過任何現(xiàn)代化改造。根據(jù)亞洲開發(fā)銀行的報告，由于缺乏應急維修， 另外的5臺機組在接下來的5 a中將報廢。由于問題不斷積累、故障頻發(fā)，導致發(fā)電量明顯下降。2011年，全年的發(fā)電時間只有52 560 h，有6臺機組只工作了24 720 h，而維修或緊急關機時間就長達 27 135 h。

此外，還存在上游水電站緊急泄洪的洪水風險和缺乏儲油設施而導致的環(huán)境污染風險，該風險有可能導致50 t變壓器油的泄漏。在1993、1994年間，曾經因為主溢洪道閘門和6道沖沙閘門的液壓啟閉機失靈，導致2號機組部分被淹。

世界銀行已經通過國際開發(fā)協(xié)會(IDA)在其減少能量損失項目(Energy Loss Reduction Project)中提供額外的資金，專門用于對努列克水電站進行全面改造的技術經濟評估，機電設備、水利機械和土木工程更新工程，以及大壩安全保障。評估合同已于2014年8月授予特克貝爾工程公司(Tractebel Engineering)。

努列克水電站的改造工程應該是國家電力部門最重要的事情，該電站的裝機占全國總裝機的60%以上，大壩為高304 m的土石壩，這是世界上第二高的大壩，為中亞最大的鋁冶煉廠——國有鋁業(yè)公司(TALCO)(塔吉克斯坦最大的電力用戶)供電，還為大約700 km2的農田提供灌溉用水。1980年努列克水電站建成以來，庫區(qū)淤積嚴重，有效庫容明顯減小。目前有效庫容僅為33萬m3，已經減小了25%，冬季的有效庫容減少的尤為明顯。

目前，阿爾斯通電網(Alstom Grid)剛剛完成了努列克水電站500 kV開關站的重建，該項目由巴爾基托吉克(Barki Tojik)承建，于2012年簽訂合同，合同額3 000萬歐元。項目由亞洲開發(fā)銀行融資，由于500 kV空氣絕緣變電站存在地質環(huán)境風險，因此將新建的500 kV氣體絕緣開關站(GIS)選擇在該地區(qū)一個較穩(wěn)定的地方，計劃于2015年完成。

先前，阿爾斯通電網曾用220 kV GIS技術取代220 kV開關站，開關站重建工程由德國發(fā)展銀行投資，合同額為2 240萬歐元。

印度巴拉特重型電氣有限公司(BHEL)和國家動力公司(NHPC)完成了塔吉克斯坦最早的水電站——位于杜尚別(Dushanbe)河上瓦爾佐布1號(Varzob-I)徑流式水電站的現(xiàn)代化改造。該項目完全由印度政府資助，造價23 00萬美元，于2012年12月完成，電站裝機容量從7.3 MW提高到了9.5 MW。現(xiàn)代化改造項目包括更換水輪機和液壓設備、重建大壩和泄水閘。根據(jù)媒體2014年2月的報道，由于該項目承包商的工作不具體，致使BT公司組織的全面驗收明顯推遲。

瓦爾佐布1號水電站是瓦爾佐布(Varzob)河上3個梯級電站之一，是前蘇聯(lián)在塔吉克斯坦建設的第一座水電站，于1936年建成。最大的水電站是瓦爾佐布2號，其裝機容量為14.76 MW。

3計劃和展望

塔吉克斯坦水電蘊藏量巨大，到目前為止只有5%得到開發(fā)利用，許多項目多年來一直是爭論和探討的話題。根據(jù)能源部最近的一項報告，目前政府似乎考慮優(yōu)先建設8個項目，總裝機容量達6 045 MW，包括裝機容量為3 200~3 600 MW的羅貢(Rogun)水電站。先前確定的22座徑流式水電站，估計總裝機容量為13 000 MW，分別位于瓦赫什河、扎拉夫尚河、鄂比欣溝(Obi-Hingou)河與皮揚吉(Pyanj)河流域，每座水電站裝機容量不同，從90 MW 到2 100 MW不等。

另一個尚處于規(guī)劃早期階段的大型水電站是達奚特吉安(Dashtijum)水電站，位于與阿富汗交界的皮揚吉河上，裝機容量為4 000 MW。初步研究證明，該項目可為塔吉克斯坦和阿富汗農田提供灌溉用水，并為其提供電力。

根據(jù)政府確定的優(yōu)先建設權和最近發(fā)布的相關研究報告，瓦赫什河上的羅貢水電站和大壩有可能重啟建設。羅貢水電站是瓦赫什河上規(guī)劃的最上游的梯級水電站，已部分建成，它的主要作用是為國家電網提供電力，并具有為下游努列克水電站調節(jié)洪水和控制泥沙的附加效益。

該水電站的建設構想第一次是由蘇聯(lián)在20世紀50年代和60年代提出的，當時是計劃將其作為區(qū)域(現(xiàn)在為幾個獨立的國家)發(fā)展的一部分。項目建設始于1980年，但后來由于政治動蕩和國家在1991年獨立而中斷。項目重建工作開始于2008年， 但到2012年以后，只有與安全相關的工作和維護得以繼續(xù)，仍有待技術、經濟、環(huán)境和社會評價方面工作的完成。

2014年7月，法國財團Coyne et Bcllier、意大利Electroconsult以及英國的IPA公司發(fā)表的經濟技術評估研究結果認為：就系統(tǒng)成本節(jié)約和經濟凈現(xiàn)值而言，在9個比較方案中，心墻土石壩是最佳方案，壩高335 m，廠房裝機3 200 MW，正常蓄水位(FSL)1 290 m高程，并建議對這一方案進行進一步的詳細研究。

在詳細設計階段，對裝機優(yōu)化方案做了進一步研究，對選擇的FSL分別為1 290、1 255 m和 1 220 m的3個方案進行了研究，其相應壩高分別為335,300 m和265 m。根據(jù)技術評估結論，經過修改設計并采取緩解和監(jiān)控措施，所有9個比較方案均可行，并且也滿足國際安全規(guī)范，在比較廣的范圍內具有經濟可行性。

推薦方案的運行壽命最長，在最長運行期內可以保證低成本發(fā)電，這樣就可以延緩努列克水庫淤積及其對整個梯級電站群發(fā)電的影響；還可以充分減少可能最大洪水(PMF)，為位于下游的努列克壩(目前世界上最高的土石壩)提供大約100 a的防洪保障，防止瓦赫什河上其他的梯級建筑物被淹沒。按照目前國際實踐的需要，各下游梯級建筑物在設計上不僅能承受PMF,還可以盡最大可能地增加枯水年下游的流量。

在覆蓋塔吉克斯坦、烏茲別克斯坦、土庫曼斯坦、阿富汗、巴基斯坦、吉爾吉斯共和國和哈薩克斯坦的2013~2050年最低成本發(fā)電區(qū)域規(guī)劃中，對羅貢水電站的技術經濟研究表明：在塔吉克斯坦河上，至少需要建設一座大型蓄水電站(羅貢或達奚特吉安)和幾座徑流式水電站。盡管如此，塔吉克斯坦仍然需要依靠從(或通過)吉爾吉斯斯坦進口電力來滿足冬季需求。

由于羅貢水電站能夠提高瓦赫什河梯級水電站的總發(fā)電量，并且其可控發(fā)電量大，甚至在遵守現(xiàn)有協(xié)議并保證夏季向下游泄水量的情況下，仍然能夠保持發(fā)電量。因此，對2座水電站的比較結果表明，羅貢水電站更具有優(yōu)勢。達奚特吉安水電站不具有這樣的優(yōu)點，因此,如果用其取代羅貢水電站，那么塔吉克斯坦就必須建設大量的徑流式水電站，這樣將導致其夏季電力過剩，從而就需要對電網進行大規(guī)模擴容，以使整個區(qū)域電力價值得到最大化發(fā)揮。

4電力出口和CASA-1000項目

羅貢水電站建成后所生產的電力可以滿足當前國內電力需求以及未來電力增長的需求，預計至2050年,平均增長為2.6%左右，羅貢水電站的建設也將使塔吉克斯坦成為電力凈出口國。夏季剩余電力的出口是政府應優(yōu)先考慮的問題，特別是將來通過聯(lián)網系統(tǒng)將電力出口到巴基斯坦和阿富汗，將目前白白流失掉的夏季水資源儲備轉化為貨幣。

根據(jù)可以達到的價格水平和巴基斯坦常年電力短缺的現(xiàn)狀，出口量最大的可能是到巴基斯坦。但是，應特別值得注意的是，夏天是巴基斯坦用電高峰，而塔吉克斯坦有過剩的電量。

阿富汗的電氣化水平也很低，并且目前的電力缺口也很大，因而需要依賴進口解決。

相比之下，其他鄰國的電力需求高峰主要在冬季，這樣就限制了塔吉克斯坦在夏季向這些鄰國出口電力。

蘇聯(lián)的解體也限制了向鄰國出口電力的機會。中亞電力系統(tǒng)(CAPS)，包括塔吉克斯坦、哈薩克斯坦南部、吉爾吉斯斯坦、土庫曼斯坦和烏茲別克斯坦的國家電網，均是由蘇聯(lián)開發(fā)的。作為電力交換的一體化模式，取決于各自能源的差異，以及電力與水的季節(jié)性需求和供應。

對塔吉克斯坦和吉爾吉斯斯坦來說，這是一個極好的模式，這2個上游國家的油氣儲備非常缺乏，但是卻擁有大量的水電資源；而位于下游的烏茲別克斯坦、土庫曼斯坦以及哈薩克斯坦則擁有豐富的油氣資源。因此，在冬季，塔吉克斯坦和吉爾吉斯斯坦需要依賴從鄰國進口燃料和電力，而在夏天，他們又為下游國家泄水用于農業(yè)灌溉。

然而，由于沒有單獨協(xié)調的政治經濟意識，導致區(qū)域電力貿易流產，國家利益競爭的結果使來自區(qū)域電網的電力無法控制，只強調從國家電力資源中獲得安全供應。最終迫使土庫曼斯坦于2003年、烏茲別克斯坦與哈薩克斯坦則于2009年撤出了CAPS。CAPS的瓦解,在塔吉克斯坦目前電力危機中起到了至關重要的作用。

塔吉克斯坦將重建區(qū)域電力貿易視為當前供電問題的一個解決方案，這也將給中亞所有國家?guī)砭薮蟮拈L期效益。然而，要做到這一點，需要消除政治障礙，克服個別國家的戰(zhàn)略經濟利益，尤其是該地區(qū)的主要出口國烏茲別克斯坦。

能使塔吉克斯坦將剩余的夏季發(fā)電量轉化為從南亞市場獲得出口收益的一個關鍵輸電項目，是中亞南亞的電力輸送貿易項目CASA-1000。該項目可以保證阿富汗、吉爾吉斯斯坦、巴基斯坦和塔吉克斯坦國的電力供應。

該項目計劃建設長度超過1 200 km的輸電線路和3個新變電站，以便將塔吉克斯坦和吉爾吉斯斯坦水電站的夏季剩余發(fā)電量輸送到巴基斯坦和阿富汗，其中包括吉爾吉斯斯坦的努列克水電站和托克托古爾(Toktogul)水電站的剩余發(fā)電量。更具體地說，到2017年，CASA-1000項目將使塔吉克斯坦和吉爾吉斯斯坦通過阿富汗將電力輸送到巴基斯坦，輸送能力達到1 000 MW，將阿富汗與塔吉克斯坦之間現(xiàn)有的110 MW的輸電線路增加到300 MW。這一輸電項目也將會使電力交易中所需要的商業(yè)和制度安排落實到位。

為了支持這一提議，世界銀行在2014年3月批準了 5.265 億美元的撥款和信貸融資，伊斯蘭開發(fā)銀行和美國國際開發(fā)署等機構也提供了大約 11.7 億美元的融資。CASA-1000輸電線和2023年通電的第二條同等規(guī)模的輸電線，加上連接到中亞的輸電線， 到2025年，每年的電力出口額將增加到7 TW·h左右，塔吉克斯坦將從該計劃的新裝機容量中獲益。

5徑流式水電站

除羅貢和達奚特吉安水電站之外，在2020年以后，國家計劃建設許多其他一些具有潛在開發(fā)價值的水電站，均為徑流式水電站。塔吉克斯坦政府已經提出了擬建的22座徑流式水電站名單，裝機容量為14 000 MW左右。然而至少在世界銀行看來，開發(fā)這些水電站并不是解決冬季電力危機的最佳辦法，由于冬季河流的徑流量明顯減少，只有1/3的裝機容量能在冬季正常發(fā)電。

2012年,世界銀行關于塔吉克斯坦冬季能源危機的報告認為，其最終結果是，水電系統(tǒng)14 000 MW的裝機容量要到2040年才能發(fā)揮效益(根據(jù)已確定的一攬子項目)，而且其中只有4 600 MW是可靠容量。也就是說，有超過9 000 MW的容量只有在盛夏和秋季河水流量大的情況下才能發(fā)揮作用，因此,無助于冬季能源短缺。只建設徑流式水電站，則有許多水電站需要滿足可靠容量的要求，這樣勢必會增加投資。因此，許多水電站可靠容量的單位裝機容量成本,超過了相同容量的火力發(fā)電裝機的成本，這就明顯增加了經濟負擔。大裝機容量將充分利用夏季幾個月份大流量的河水爭取多發(fā)電，然而由于沒有出口市場，導致夏季生產的過剩電力無法出售，這樣就會給該類電站的效益帶來影響。

此外，大量開發(fā)徑流式水電站還需要對連接水電站與現(xiàn)有電網的輸電系統(tǒng)進行擴容改造。在塔吉克斯坦東部噴赤河上的徑流式水電站，85%已被列為開發(fā)項目，但是卻遠離塔吉克斯坦西部的國家電力負荷中心。噴赤河的優(yōu)勢部分是源于水文條件有利、水電站規(guī)模大以及高負荷等因素，這樣就使可靠能源的成本比在塔吉克(Tajik)河流上計劃開發(fā)的項目要低。世界銀行報告中所關注的另一點,則是關于阿姆河主要支流噴赤河上的水電項目開發(fā)問題。這條河流是塔吉克斯坦與阿富汗兩國共享的界河，因此可能會遇到諸如共享發(fā)電權或開發(fā)時間長等方面的難題。

至關重要的是,應將國內需求與出口相結合。世界銀行的報告認為，縮減水電站規(guī)模并不是消除出口機遇，而是隨著穩(wěn)定出口市場的發(fā)展，對電力投資行業(yè)進行重新整合。幸運的是，塔吉克斯坦位于盛夏電力需求大市場附近，鑒于塔吉克斯坦和噴赤河巨大的水電蘊藏量，建設發(fā)電基礎設施為用戶提供電力，投資機遇將會得到決定性的發(fā)展。

(黃麗瑾馬貴生白耘編譯)

收稿日期：2015-05-27

中圖法分類號：TV213

文獻標志碼：A

文章編號：1006-0081(2016)01-0001-05