可持續水電評價方法研究

孫 丹 丹， 劉 園， 蔣 紅

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 611130)

1 水電可持續評價的發展現狀

在全球氣候變化要求減少溫室氣體排放的背景下，水電作為可規模利用的清潔能源相較于化石能源具有相當大的優勢，水電得到大規模的開發利用[1]。與此同時，開發水電帶來的生態環境問題也日益受到國內外專家的廣泛關注，基于這樣的背景，20世紀80年代初，歐美一些發達國家開始針對水壩建設對生態環境的影響、河流生態系統恢復等方面開展了大量研究工作。為減緩水電開發造成的負面生態影響，產生了瑞士的綠色水電評價和美國的低影響水電認證。

瑞士的綠色水電標準從水文特征、河流系統連通性、泥沙與河流形態、景觀與生境、生物群落5個方面反映健康河流生態系統的特征[2]，并通過5個方面的管理措施來實現，即最小流量管理、調峰、水庫管理、泥沙管理、電站設計。環境范疇與管理范疇的內容結合，形成一個環境管理矩陣，整個矩陣為其25個域中的每一個域定義了環境目標、基本要求和詳細的方法。綠色水電認證的目的是努力將水電站對生態環境的負面影響降至最低，評價方法采用的是定性評價。

美國低影響水電從8個方面提出了“低影響水電”應滿足的條件，即：流量、水質、魚類保護措施、流域保護、瀕危物種保護、文化資源保護、公共娛樂功能、未被建議拆除。認證審查人員對照標準進行判斷，只有滿足所有標準的水電站才能通過認證。低影響水電旨在幫助識別和獎勵那些通過采取措施將水電對環境的負面影響降至最低程度的水電站，使其發電企業在市場營銷中更具競爭力。美國低影響水電認證和瑞士的綠色水電認證的共同點都是以環境保護為主要目標，關注水電工程對生態環境的影響，且該兩種認證制度并未提及可持續水電的概念[3]。

在綠色水電站評價和低影響水電認證的啟發和影響下，一些國際機構開發了水電可持續性評估工具，最具代表性的為國際水電協會(International Hydropower Association，IHA)與湄公河委員會(Mekong River Commission，MRC)分別推出的《水電可持續性評估規范》(Hydropower Sustainability Assessment Protocol)與“可持續水電快速評估工具(Rapid basin-wide Sustainability Assessment Tool)”。

水電可持續性評估規范針對水電工程所處的前期、準備、實施和運行四個階段，提供獨立的可持續性評估工具。評估主題涵蓋環境、社會、技術和經濟四個方面，根據工程各階段的不同特點，設置不同的評估主題[4]，每個評估主題的得分從1分到5分不等。評估主題頁內給出3分的完整說明，描述的是基本良好實踐；5分說明給出的則是3分說明之外的附加要求，表達的是已被證實的最佳實踐；其他評分等級的說明，則是以3分和5分為參照點給出標準[5]。

可持續水電快速評估工具是湄公河委員會基于湄公河流域的開發現狀以及作為跨境河流的特殊屬性所開發的可持續評估工具，其特點是著眼于整個流域評估任何階段水電發展的可持續性。評估設置11個主題共53項指標，每項指標給出1～5分的評分標準。評估時可根據評估目的選擇相應指標。

水電可持續性評估規范與可持續水電快速評估工具總體來講仍是定性評估，評估方法相對復雜。評估者對工具的熟練程度、評估專家對工程的認識等都將直接影響評估結果。

我國水能資源豐富，隨著近年水電開發速度的加快，主要河流梯級開發布局已基本形成[6]。水電開發過程中，生態環境、征地和移民安置、發電企業管理等方面也不斷涌現出各種各樣的問題和不足，為適應生態文明建設和能源綠色發展的要求，有必要探索研究適應我國水電發展國情的可持續性評價標準。

2 可持續水電評價內容及方法

參考《水電可持續性評價規范》《可持續水電快速評估工具》《綠色水電》等國際性技術規范，考慮水電站在設計、建設和運行中各利益相關方的需求，結合生態環境、安全管理等方面的要求，分別針對水電站設計、建設和運行三個階段建立評價指標體系。評價指標體系設置目標層、要素層和指標層，根據水電工程所處開發時段設置各時段評估主題，并擬定評價指標。單個指標的評估主要采用定量或定性方式，并盡量采用定量方法計算出單項指標的具體數值，并對照評分標準進行賦分，根據單項指標的得分和各項指標權重，得出最終評價總分。單項指標評分采用5分制，總分采用百分制，高于60分即可認為水電工程可持續。以設計階段評價指標體系為例，目標層為社會經濟、環境、管理三個方面，對應的要素層和指標層各設置11個評估主題及12個單項評價指標(表1)。

3 案例分析

根據設計階段可持續水電評價指標體系，選取金沙江上游某大型水電站作為案例進行分析[7]。該水電站位于西藏自治區和四川省交界的金沙江干流上，電站采用堤壩式開發，壩型為混凝土雙曲拱壩，最大壩高217 m，庫容10.8億m3，調節庫容5.37億m3，電站總裝機容量224萬kW。電站于2016年11月通過國家發展和改革委員會核準，目前正處在建設階段，但由于尚未達到建設高峰年，因此本文采用設計階段評價指標對該水電站可持續性進行評價。

3.1 經濟社會評價

該水電站裝機容量224萬kW，多年平均年發電量為102.98億kWh，運行期將給當地帶來大量的財政稅收，為相關產業提供能源支持。電站建設期間隨著工程資金的投入，將為區域經濟發展創造良好的機遇。施工期間由于大量施工人員進駐，將促進當地消費需求的猛增，從而促進當地農業、餐飲業和其他服務業的發展，對于當地第三產業的快速發展具有極大的促進作用。

該水電站固定資產投資約294億元，建設期將對地方經濟增長產生拉動作用，并對地方財政稅收做出較大貢獻。經測算，電站投資建設期間(2014～2024年)，可拉動西藏GDP增長1.13個百分點，可拉動四川省經濟增長0.05個百分點。

電站投運后，通過項目自身發揮效益，促進西藏和四川兩省經濟增長。經測算，2025年對西藏經濟增長的貢獻率為5.2%，可拉動自治區經濟增長0.52個百分點；對四川省的經濟貢獻率為0.32%，可拉動全省經濟增長0.03個百分點。

表1 水電站設計階段可持續評價指標體系

該電站處于金沙江上游，區域人口分布稀少，水庫淹沒及工程占地涉及人口數量少，移民安置難度可接受。

綜合以上分析，對照可持續評價的賦分原則，該電站經濟社會評價得分為27分。

3.2 環境評價

電站的建設對當地社會經濟發展具有重要作用，可有效改善區域交通等基礎設施條件，解決當地群眾就業，社會效益顯著。電站不涉及環境敏感區，工程按照現行環保法律法規要求編制環境影響評價報告，并針對工程建設和運行可能對環境產生的影響制定了完善的環境保護措施體系。電站運行期年發電量102.98億kWh，可實現737.7萬t/y的減排效益，在一定程度上防止了非再生能源的消耗及其帶來的環境問題，具有較好的環境效益。另外，為減免工程建設及運行造成的不利環境影響，工程制定了系統的環保措施方案，包括施工期廢污水處理、固體廢物處理、噪聲及粉塵污染控制、移民安置環境保護、水生生態保護、陸生生態保護等。工程環保措施實施后，工程建設及移民可能造成的新增水土流失基本可以得到控制；水庫可能會使局部小環境變得濕潤，使旱生河谷灌叢或草叢植被類型向半濕潤的植被類型演化。

因此，該電站具有較好的經濟效益和環境效益，對照可持續評價的賦分原則，該電站環境評價得分為33分。

3.3 管理評價

為合理開發金沙江豐富的水能資源，加強藏區電力基礎設施建設，實現“藏電外送”，構建國家“西電東送”接續能源基地，國家發展和改革委員會于2011年8月批準同意該電站開展前期工作。2011年7月國家環保部對金沙江上游水電規劃環評進行批復，2016年4月對電站環評進行了批復。電站開發建設單位為華電金沙江上游水電開發有限公司，中國華電集團有限公司直屬的水電流域公司，受集團總部直接管理，主要負責金上川藏段梯級電站和沿江風光電資源的開發建設和管理。公司管理水平先進，運營能力處于行業領先水平，抗風險能力較強。

工程建設前期，按照國家法律法規及要求完成了各項行政審批手續，最終取得核準文件，項目前期工作依法依規。項目建設單位具有良好的資金水平及項目管理能力，對照可持續評價的賦分原則，該電站管理評價得分為18分。

3.4 結果分析

綜合權重，確定該電站的最終得分(圖1)，通過定量計算和定性分析，得出該電站各單項指標的評價得分(表2)。

圖1 可持續性評價得分結果

表2 設計階段可持續評價結果

由評價結果可見，該電站在經濟社會方面的得分最多，為5分；由于該電站的開發任務以發電為主，無其他綜合利用功能，因此，工程綜合利用效益得分最低，為1分；電站地處川藏地區，交通等基礎設施條件較差，財務生存能力得分較低，其余經濟社會得分均在4分以上，總體屬于中等可持續水平。電站在規劃、設計過程中，嚴格執行國家相關法律法規要求，依法履行相關審批程序，在開發水電的同時，對電站建設和運行過程中可能產生的生態環境問題、移民問題都予以充分考慮，深入貫徹“綠色金上”的水電開發精神。綜上，電站綜合評價得分為78分，為中等可持續，表明該水電站具有較好的可持續性。但由于電站地處金沙江上游川藏段，生態環境敏感，高海拔地區植被恢復存在一定難度；電站壩高超過200 m，水庫為季調節水庫，運行期庫區水溫分層明顯，低溫水下泄對下游河段水生生態有一定影響；高壩泄洪產生的氣體過飽和影響也是需重點關注的環保問題。因此，在電站后續的開發建設和運行管理過程中，需堅持生態優先，在保護中開發的原則，走可持續發展之路。

4 結 語

可持續水電評價是以大中型水電工程為研究對象，從經濟社會、環境和管理3個方面制定評價指標，給出計算和賦分方法，定量化評價水電工程在設計、建設、運行等各階段的可持續性，并以大型水電工程作為實例，選擇設計階段評價指標進行計算，結果表明：評價指標體系的應用具有可操作性，評價結果能夠反映制約工程可持續性的關鍵問題，因而能夠為水電開發企業提供科學的管理和決策支持。

鑒于該項研究指標初步建立，其實用性和指導性仍有待于進一步檢驗，為了建立具有廣泛適用性的可持續水電評價指標體系和評價標準，還需開展更加深入的研究和案例分析工作，從而提高指標體系的科學性和適用性。