西藏全生命周期绿色水电建设管理初探.pdf

水电站设计 第 卷第 期年 月修回日期：作者简介：周伟（），男，甘肃庆阳人，硕士，高级工程师，从事水利水电工程建设管理工作。西藏全生命周期绿色水电建设管理初探周伟（国家能源集团西藏电力有限公司，西藏 拉萨 ）摘要：借鉴国内外绿色水电标准，以西藏地区特殊的自然及人文环境为背景，探索适宜西藏的全生命周期绿色水电建设管理思路和评估体系，在水电开发的各个阶段落实绿色低碳责任，统筹开发与保护的关系，着力构建人与自然和谐共生新格局。关键词：西藏；水电开发；全生命周期；绿色水电中图分类号：文献标志码：文章编号：（）前言 年月 日，习近平总书记在第七十五届联合国大会上发表重要讲话时指出，“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 年前达到峰值，努力争取 年前实现碳中和”。年 月 日，习近平总书记主持召开中央财经委员会第九次会议并发表重要讲话强调，“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，拿出抓铁有痕的劲头，如期实现 年前碳达峰、年前碳中和的目标”。中国是世界上最大电力生产与消费国，水电、风电、光电装机容量虽均位列世界第一，但电力供应仍以火电为主，清洁可再生能源利用比例仅为 左右，每年二氧化碳排放量约 亿 ，约占全球的 ，实现“碳达峰”和“碳中和”目标任务艰巨，未来 年必须大力发展清洁可再生能源。西藏地处青藏高原，水能、太阳能、风能资源丰富。西藏太阳能资源居全国首位，风能资源初步测算位列全国第七位，特别是水能资源理论蕴藏量约亿 ，约占全国 ，具备建设水风光互补综合能源基地的有利资源条件。随着藏电外送工作的逐步推进，西藏迎来水电开发前所未有的战略机遇，国家“十四五”规划和 年远景目标的建议中明确提出“实施雅鲁藏布江下游水电开发”。但西藏特有的地理位置、环境条件，决定了西藏水电的发展将有别于国内其他地区水电开发的常规，本文借鉴国外绿色水电标准，以西藏地区特殊的自然及人文环境为背景，探索适宜西藏的全生命周期绿色水电建设管理思路，建议建立全生命周期绿色水电标准，以期统筹开发与保护的关系，让绿水青山更美。西藏水电绿色开发现状 西藏水电开发现状近百年来，我国在世界水电行业的角色实现了从“跟跑者”到“并行者”再到“引领者”的巨大转变。由于得天独厚的地理优势，我国水电资源理论蕴藏量近 亿 ，位于世界前列。虽然我国水电资源丰富，但是我国水电开发利用程度却仅为 左右，远远低于发达国家（），因此，加快水电开发建设势在必行。西藏河流众多，据最新统计，西藏全流域面积 及以上的河流 条，流域面积 及以上的河流有 条 。西藏水能资源理论蕴藏量约 亿 ，居全国之首，可谓是“中国水电甲天下，西藏水电甲中国”。西藏水电资源丰富，西藏全区技术可开发大型电站 座，总装机容量 万 ，中型电站 座，装机容量 万 ，小型水电站 座，装机容量 万 。截至 年底，西藏全区的水电装机容量仅为 万 ，水力发电量为 亿 ，开发潜力巨大 。西藏水电发展制约因素受地理环境、经济发展等条件制约，西藏水电开发较为缓慢。制约因素主要可分为以下几点：（）地理与自然环境复杂，水电开发和保护环境矛盾凸显。西藏地区高寒缺氧、气候恶劣、地质复杂、生态脆弱且属于地震频繁区；西藏地区面积幅员辽阔，约占中国陆地总面积的 ，建筑材料运输距离长，运输沿线道路及地质情况复杂；距离发达地区用电负荷中心较远，电力外送受限等独特的自然地理条件直接影响了水电的发展。（）民族与宗教文化方面，西藏是以藏族为主，多民族共处、多元文化共存的地区。水电开发中须严肃认真地对待文化差异，在尊重当地习俗及保护古老宗教设施的基础上进行水电开发，确保社会稳定。（）社会与经济发展方面，随着改革开放政策的持续深入推进，我国经济水平显著上升，西藏经济发展也有了巨大飞跃，但相对于绝大部分东部和中部省份而言，其生产力总值和消费水平都与前者存在差距。同时，西藏人力资源短缺、物资匮乏等问题也影响水电开发的进程。（）政治与国际环境方面，西藏的政治和国际环境问题也是水电开发过程中不可小觑的问题，西藏是中国西南边陲的重要门户，更是连接欧亚大陆的纽带和桥梁。西藏的四大河流除金沙江以外，澜沧江、怒江和雅鲁藏布江都流经国外，因此必须重视国际环境和舆论。国内外绿色水电建设管理研究及应用现状 国外绿色水电认证制度 世纪 年代，欧美一些发达国家逐步意识到河流是自然界长期演化形成的生态系统，水电的开发对生态系统将产生直接和间接、显现和潜在、短期和长期等多方面的影响 。对此，一些国家建立了相应的认证程序和标准，主要代表性国家如下：美国在 年提出了低影响水电认证（，）。低影响水电认证从各个水电工程对环境的影响进行评价，主要包括河道水流、水质、鱼道及鱼类保护、流域保护、濒临物种保护、文化资源保护、公众娱乐功能、未被建议拆除 个方面，通过低影响水电认证后可采用“低影响水电”标志进行营销。截至 年 月，美国共完成 座水电工程低影响水电认证 。瑞士联邦环境科学与技术研究所在 年提出了瑞士绿色水电认证。瑞士绿色水电标准通过从水文特征、河流系统连通性、泥沙与河流形态、景观与生境、生物群落 个方面判断河流生态系统，并采用最低流量、调峰、水库管理、泥沙管理、电站设计进行控制。采用管理矩阵的方式进行对环境的每一项影响提出具体工程措施，最大程度地减少其对环境的影响，水电站应当每 年必须进行重新认证。据统计，截至 年 月，瑞士先后共有 座水电站获得瑞士绿色水电标准认证 。年的国际水电协会（，）提出了的 水电可持续性评价规范 。其中包括能源方案、水电站项目评价、水电站运行评价，分别对应于前期规划、工程规划和运行 个阶段，通过定量方法对水电工程全周期进行评价。规范 自发布以来，已对欧洲、南美、亚洲及北美等地区 个水电站进行了评估。我国一些水电站也采用该 规范 进行评估，其中包括大花水水电站、景洪水电站和糯扎渡水电站，在漫湾水电站、常州水电站等开发过程也借鉴了国外绿色水电标准 。目前，国际上对于绿色水电仍然没有统一的定义和标准，各个绿色水电评价指标均不够完善，其中美国低影响水电认证标准和瑞士绿色水电认证标准只对水电工程运行期进行评价。规范 的评价周期为全生命周期，但有专家认为 规范 评分标准过于含糊，易被主观性所影响，且采用各项评价内容的算数平均值进行综合评分，不能体现出各项内容权重的差异。中国绿色水电评价方法中国水电开发起步较晚，自 世纪 年代开始重视水电工程对生态环境的影响问题。近年来，我国学者针对水电工程生态影响评估方法的研究可分为 类：（）建立综合性的评估方法；（）采用生态价值的方法进行评估；（）对重要生态要素开展深入研究 。谢号珍等基于 的方法对水电站生态问题的发展前沿进行了评价，结果表明，目前中国的研究集中于水电项目开发及生态影响、生态修复与重建方面 。当前，中国主要依据 环境影响评价法 和 水利水电工程经济评价规范 对水电项目的规划设计、建设及运行初期进行评价。事实上，中国绿色水电项目对生态环境的影响评价采用的是“后评价”法，仅体现在竣工验收中，并未涉及水电开发项目全生命周期的其他阶段，而且相比国际评价标准，中国现行的评价标准不够全面，更缺乏碳排放的定量指标，急需进行相应的补充和完善。因此，借鉴国际绿色水电评估标准，结合我国经济社会发展状况，衔接相应法律法规、规范和标准，探索全生命周期绿色水电建设管理模式，并形成一个涵盖全生命周期的绿色水电项目预先评估体系意义重大。绿色水电全生命周期建设管理思路探索全生命周期绿色水电建设管理目前还没有统一的标准定义。个人认为全生命周期绿色水电建设管理，是区别于传统水电开发模式的一种创新发展模式，是将绿色低碳理念贯穿整个项目周期，秉持人与自然和谐共处的价值取向，实现经济社会和生态环境可持续发展的水电开发模式。水电工程的全生命周期涵盖了规划设计、建设及运行 个阶段。全生命周期绿色水电就是要在各阶段均以绿色低碳为原则，采用预先评估法，以安全、质量、效益为前提，建立各阶段的评估体系，提出可量化的评估指标，并实现单位电能碳核算。西藏地区全生命周期绿色水电建设管理各阶段的重点探索如下。绿色设计绿色水电关键在设计，要紧紧牵住设计的牛鼻子。设计阶段要结合西藏地区环境特点，以保护和改善区域生态环境为己任，经济效益和生态效益并重，在做好水电工程自身规划设计的基础上，因地制宜适当增加工作储备，合理规划可再生资源，将多能互补和绿色低碳理念融入工程设计，与乡村振兴战略相结合，并提出建设过程中可量化的碳排放指标和单位电能碳消耗指标，实现可持续发展。建议重点关注以下几个方面：（）多能互补一体化规划。西藏是我国太阳能辐射最强地区，境内大部分地方年平均太阳能总辐射量在 之间，超过同纬度平原地区一倍左右。设计阶段应根据区域特点，在合理规划可再生资源基础上进行水光、水风、及水风光等多种互补方案的经济技术比较，提出最优方案。同时，勇于突破常规水电设计的壁垒，研究梯级电站之间增加抽水蓄能的可行性，以提高资源的利用率。（）环境敏感性分析。西藏是我国生态环境保护最好的地区之一，同时生态环境相对脆弱，在水电开发过程中必须承担生态文明建设的政治责任，牢固树立绿色发展理念，做好全方位的区域环境敏感性因素分析（包括国际政治环境）。影响生态环境的敏感性因子很多，比如土壤、植被、水文、地质、野生动物等，要抓住主要矛盾，有的放矢。基于 空间分析功能建立水、陆、空等多维度分析模型，寻找出最敏感因子，针对性制定措施，在保护好陆生和水生生物的同时，力争区域生态环境得到改善。（）助力乡村振兴。针对西藏地区经济社会发展落后和藏传佛教文化浓郁的特点，移民安置规划应与地方经济社会发展和基础设施建设规划相融合，认真对待文化差异和宗教信仰，以发展移民地区经济、维护社会稳定为遵旨，以移民“搬得出、安得下、稳得住、能致富”为目标，助力西藏地区乡村振兴，建成一座电站，拉动一方经济、造福一方百姓。（）节能减排设计。年政府工作报告中提出，“十四五”时期国内单位生产总值能耗和二氧化碳排放分别降低 、，这两项指标将作为约束性指标进行管理。西藏地区的水电开发在设计阶段必须考虑尽可能采用节能环保新型施工技术，采取资源循环利用、设施设备永临结合等措施以减少建设过程中的碳排放，提出量化的排放指标。（）地质灾害治理。西藏地区地貌复杂多样、山脉河谷众多，地震及地质灾害频发，水电开发过程中必须强化对区域地质特征的分析和研究，建设大数据分析平台，利用 系统等科技手段，在对潜在的地质灾害全方位分析的基础上，统筹开发和治理。绿色建设建设阶段要以“两高一低”为目标，建设智慧工程以全面提升工程建设科学管控能力，积极运用节能减排等新技术，结合设计成果制定建设过程中的碳排放控制指标，实现施工过程的绿色化，即低排放、低消耗、低污染。重点关注以下几个方面：（）建设智慧工程。水电开发经过 多年的高速发展，已为开发建设西藏水电资源积累了丰富经验，特别是近年来的移动互联网产业蓬勃兴起，为建设智慧工程奠定了基础。借鉴现有的智慧工程建设管理经验，将进度、质量、安全、投资、环保水保等管理信息数据进行集成化、智能化、可视化管理，搭建高效的信息协同共享平台，增强感知、洞察、管控能力，实现风险识别自动化、决策管理智能化。统筹好业主、设计、施工、监理等参建各方的资源投入，优化施工组织、提高建设效率、建设优质工程，促进建设过程中低排放。（）加大新材料、新设备的研究应用力度。西藏地区高寒缺氧、气候恶劣、建筑材料运输距离长。应积极探索利用非燃油施工机械代替传统燃油机械，减少能源消耗的同时提高设备效率。研究应用新型建筑材料，精确进行料源平衡，减少钢筋、水泥等传统材料的用量，促进建设过程中低消耗。（）加强区域环境监测和预警。建设期结合设计阶段对区域环境敏感性分析结果，对敏感性因子进行全时段、多维度监测、监控，并对照设计值进行预警和纠偏。严格控制施工过程中生产和生活废弃物排放，研究提高排放物处理效率和处理效果的措施，达到废弃物回收处理循环多次利用，力争零排放的效果。根据监测结果，将建设过程中的碳排放总量作为工程质量评价的重要组成部分，以促进建设过程中低污染。绿色运行水电工程投入运行后，应建立权衡经济效益、社会效益和生态效益的运行期评估方法和指标体系，推进绿色运行、智慧调度。重点考虑以下几个方面：（）推进多能互补运行。西藏太阳能、风能资源丰富，通过建立多能互补运行和评价体系，推动利用资源互补特性来优化资源配置。根据西藏地区太阳能、风能时空分布特点优化运行方式，提高能源利用率，减少弃能现象。（）推进智慧调度。建立以区域水文预测和生态环境预测为基础，以经济效益、社会效益与生态效益为共同目标的调度体系，实现利益平衡的多目标调度，提升工程综合效益。应用智慧工程建设成果，建设智慧电厂，提高设施设备的可靠度，延长使用寿命，提高设备利用率，实现无人值班，少人值守。综上，西藏地区建设全生命周期绿色水电，应充分考虑西藏新能源资源丰富但生态环境相对脆弱的特点，将绿色低碳技术贯穿始终、将智慧工程管理理念贯穿始终、将促进地方发展责任贯穿始终、将多能互补思路贯穿始终，统筹开发和保护、治理和改善，使得各个阶段对生态环境的负面影响降至最低，从而促进社会经济和生态环境和谐发展。展望与建议为实现“碳达峰”和“碳中和”目标，有专家建议 年间，新能源装机年均增长率应维持在 左右，年间，新能源装机年均增长率应维持在 左右。但风、光电具有强随机性、间歇性、波动性，电网消纳难度大等缺点，随着物联网、移动互联网、大数据、人工智能等信息技术的高速发展，以水、风、光、蓄互补等多能互补方式来开发利用可再生能源已是未来能源发展趋势。有学者估计到 年我国水能资源开发利用率将达到 左右，年预计达到 左右。西藏水、光、风能资源丰富，将成为未来建设多能互补综合能源基地的主战场。开发和保护存在一定的矛盾性，既对立又统一，但正是这对矛盾推动了水电开发理念和技术在实践中快速发展。水电工程全生命周期涵盖面广、周期长，本文只结合西藏特殊地理自然环境提出了全生命周期绿色水电建设管理概念和简单思路。开发西藏水电资源的环境影响因素众多，需探索适合西藏的全生命周期绿色水电建设管理方法，在水电建设的各个阶段落实绿色低碳责任，严格控制建设过程中的碳排放，对全生命周期进行碳排放核算和评价，并作为质量验收的重要组成部分，逐步形成全生命周期绿色水电评估体系，统筹开发和保护、治理和改善，促进人类社会与生态环境的协同发展。参考文献：钱钢粮 西藏水电开发与生态环境保护 水力发电，（）：，陈东平 西藏水电发展与思考 水力发电，（）：孙明豪，强茂山，江汉臣，等 西藏小型水电站开发阻碍因素 水利经济，（）：，唐万林，禹雪中 国外水电环境认证制度对我国的借鉴意义 长江流域资源与环境，（）：贾金生，徐耀，郑璀莹 国外水电发展概况及对我国水电发展的启示（七）瑞士大坝安全管理与绿色水电认证 中国水能及电气化，（）：，杨静，禹雪中，夏建新 水电可持续发展指南和规范简介与探讨 水利水电快报，（）：，杨静 绿色水电指标体系及评估方法初步研究 北京：中央民族大学，谢号珍，王蕾，黄伟华，等 基于 的水电站生态环境问题的演进路径与发展前沿分析 水电能源科学，（）：（编辑：惠方方）