賈金生

（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院/中國(guó)大壩協(xié)會(huì)，北京 100038）

二、主要國(guó)家水電開(kāi)發(fā)歷程與發(fā)展趨勢(shì)

3.日本

（1）水資源概況

日本水力資源豐富，全國(guó)有5000多個(gè)水系，以信濃川最長(zhǎng)，全長(zhǎng)367km；以利根川流域面積最大，為16840km2。河流大多發(fā)源于中部山地，向東西兩側(cè)流入太平洋和日本海。由于水量充沛，加上河道東西狹窄，山勢(shì)陡峭，流程較短，導(dǎo)致水勢(shì)湍急，尤其在梅雨和臺(tái)風(fēng)季節(jié)，水量增大，容易形成洪水。為此，日本修筑了大量的堤防和水庫(kù)，用于防洪。河水廣泛用于生活用水、農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水和水力發(fā)電。年降水量為1820mm，約為世界平均降水量（730mm）的2.5倍，但分布不均，關(guān)東沿海地區(qū)及東京、大阪、神戶(hù)等地的降水量較少，加之河流均為急流河，流量特性的變化很大，水庫(kù)庫(kù)容不大。

（2）水電工程發(fā)展歷史

1949年盟軍總部批準(zhǔn)了“美國(guó)對(duì)日援助對(duì)應(yīng)資金”11億日元，在鬼怒川修建五十里壩和其他4座壩。這幾座壩的建設(shè)大大促進(jìn)了防災(zāi)、糧食增產(chǎn)和供電。1962年，日本成立“水資源開(kāi)發(fā)公團(tuán)”。該公團(tuán)根據(jù)水資源開(kāi)發(fā)總體規(guī)劃，修建了許多閘壩工程，取得了一定的成就。

1950年以前，日本的電力開(kāi)發(fā)一直是水主火輔，開(kāi)發(fā)原則是“先易后難，先小后大，先引水后水庫(kù)，先地面后地下，經(jīng)濟(jì)適用”。水電站開(kāi)發(fā)方式以低壩引水式電站為主，廠房幾乎全部為地面式。多數(shù)電站靠天然來(lái)水發(fā)電，年發(fā)電量受氣象條件的影響很大，季節(jié)性電能多，有的電站在冬季還因受冰凍的影響而停止發(fā)電。為了充分利用季節(jié)性電能，當(dāng)時(shí)曾修建了兩座具有季調(diào)節(jié)性能的抽水蓄能電站，裝機(jī)容量共16.3MW。1951年后，電網(wǎng)負(fù)荷的年增長(zhǎng)速度達(dá)1000MW以上，火電站的比重逐年增加，而在火電中，又由于國(guó)際石油價(jià)格低廉，燃油發(fā)電的比重逐步上升。1960年以后，電力建設(shè)方針則為火主水輔。為使電力系統(tǒng)內(nèi)水、火電站能合理配置，系統(tǒng)能安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，就需要修建容量較大和調(diào)節(jié)性能較好的水電站。除繼續(xù)修建純引水式和低水頭河床式水電站外，重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到開(kāi)發(fā)上游河段的高壩大庫(kù)。開(kāi)發(fā)方式則以混合式(即利用修高壩和打長(zhǎng)尾水隧洞來(lái)集中落差的方式)及壩后式為主。電站的特點(diǎn)是，水庫(kù)調(diào)節(jié)性能較好，死水位低，水庫(kù)工作深度達(dá)45～60m，廠房多布置在地下，單機(jī)容量有不斷增大的趨勢(shì)。

日本燃料資源貧乏，煤、油、氣都要靠進(jìn)口，水能資源是本土的主要能源，所以日本過(guò)去執(zhí)行水主火輔的電力方針，水電比重曾達(dá)到80%～90%，到1960年水電比重仍然保持在50%。后來(lái)因進(jìn)口廉價(jià)石油大量發(fā)展火電，上世紀(jì)70年代以來(lái)又積極發(fā)展核電，因而水電比重逐年下降，變?yōu)榛鹬魉o，目前日本水電每年提供的發(fā)電量占總量的10%。

（3）水電發(fā)展現(xiàn)狀

2008年，日本國(guó)內(nèi)運(yùn)行的大壩有3058座，總庫(kù)容超過(guò)210億m3。在建60m以上的大壩有27座。運(yùn)行中的水電裝機(jī)容量約22000MW，在建裝機(jī)容量800MW。2007年，水電年發(fā)電量92464GWh（占總發(fā)電量的近6%）。

日本沒(méi)有大河流，中小河流很多，常規(guī)水電站以中型水電站為主，一般裝機(jī)在10～200MW左右，10MW以下的小水電站也不少，最大的常規(guī)水電站裝機(jī)容量為380MW。從上世紀(jì)70年代起，日本對(duì)一些河流進(jìn)行了重新開(kāi)發(fā)，廢棄原有的小水電站，重建較大的水電站，使水能資源得到更好的利用。

為滿(mǎn)足迅速增長(zhǎng)的用電需求，日本大量發(fā)展高參數(shù)火電機(jī)組和核電站，這些電站只適宜于擔(dān)負(fù)電力系統(tǒng)基荷，缺乏調(diào)峰容量，因而必須興建一大批抽水蓄能電站。1960年日本抽水蓄能電站裝機(jī)僅有60MW，到1990年已發(fā)展到17000MW，增加了280多倍。這些抽水蓄能電站裝機(jī)大都在200MW以上，已建成的1000MW以上的電站有10座以上。這些大型抽水蓄能電站的水頭都比較高，在200～700m之間。2007年抽水蓄能電站年發(fā)電量8032GWh，年用電量10581GWh。

至上世紀(jì)80年代，日本的水電開(kāi)發(fā)逐步放緩。在受到兩次“石油沖擊”之后，為了重新開(kāi)發(fā)國(guó)內(nèi)水能資源，1982年，日本開(kāi)始第五次水力資源調(diào)查。為了解決需電缺水問(wèn)題，日本提出以下措施：①河流重新開(kāi)發(fā)，廢棄老廠，擴(kuò)大調(diào)節(jié)庫(kù)容，增加裝機(jī)；②跨流域引水，有利根川跨流域引水、佐賀引水、霞浦引水和水曾川引水；③開(kāi)發(fā)湖泊；④修建河口閘，防鹽蓄淡，供工農(nóng)業(yè)用水；⑤污水處理水的重復(fù)利用；⑥超低水頭發(fā)電；⑦利用海水抽水蓄能發(fā)電。

開(kāi)發(fā)水電的最不利因素是建設(shè)的一次性投資大，然而水電是循環(huán)能源，能長(zhǎng)期與其他能源相抗衡，而且電價(jià)比其他能源便宜得多。因此，日本有關(guān)方面采取了多種措施以促進(jìn)水電的開(kāi)發(fā)。例如，實(shí)行財(cái)政補(bǔ)貼、低息貸款等以降低成本，研究開(kāi)發(fā)技術(shù)、重新評(píng)價(jià)以往技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。

（4）水電發(fā)展的趨勢(shì)

未來(lái)水電發(fā)展的特征是趨向于小型化（平均規(guī)模在4.6MW）并惠及更多的地區(qū)（大約2700個(gè)）。為促進(jìn)那些不能提供規(guī)模優(yōu)勢(shì)的中小型水電站的發(fā)展，必須開(kāi)發(fā)新的技術(shù)以降低電站的建設(shè)成本并提高其經(jīng)濟(jì)效益。政府在1981年開(kāi)始對(duì)中小型標(biāo)準(zhǔn)化水電站的設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)研，并在其后的21年中，也就是到2001年，進(jìn)行了大規(guī)模的調(diào)查和研究，優(yōu)化發(fā)電系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)新材料和建造方法，對(duì)試驗(yàn)性電站的設(shè)計(jì)和可靠性進(jìn)行分析和評(píng)估。政府還發(fā)展海水抽水蓄能電站，這樣可以進(jìn)一步擴(kuò)大水電開(kāi)發(fā)的潛力地區(qū)的范圍，這也是目前唯一被實(shí)際使用的大型電力存儲(chǔ)技術(shù)。

隨著水電開(kāi)發(fā)區(qū)域及規(guī)模的減少，現(xiàn)在贏利變得越來(lái)越困難，開(kāi)發(fā)的成本也越來(lái)越高。此外，近幾年來(lái)生活在河流附近的人對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)日益增長(zhǎng)的關(guān)注使得征用新的場(chǎng)所建設(shè)水電站變得更加困難。但是，發(fā)展水電是防止全球氣候變化的一項(xiàng)對(duì)策。因此，近期日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省決定修訂有關(guān)政策，對(duì)開(kāi)發(fā)建設(shè)水電站的企業(yè)予以資金補(bǔ)助。

日本全國(guó)還有約2700處適宜開(kāi)發(fā)建設(shè)水電站，其發(fā)電能力多為中小規(guī)模,約3MW左右，但如果能夠全部得到開(kāi)發(fā)，就可新增約12000MW的發(fā)電能力。從而減少火力發(fā)電，進(jìn)而減少日本CO2排放量。

日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省采取的措施是將RPS法適用對(duì)象的范圍擴(kuò)大。原RPS法要求電力公司銷(xiāo)售的電力中，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電以及發(fā)電能力在1000MW以下的小型水電等要達(dá)到一定的比例。為了促進(jìn)對(duì)環(huán)境影響小的新能源的開(kāi)發(fā)利用，將上述適用對(duì)象的范圍擴(kuò)大到發(fā)電能力為3MW以下的水電，同時(shí)，對(duì)開(kāi)發(fā)建設(shè)水電站的自治團(tuán)體和電力公司予以補(bǔ)助，補(bǔ)助金制度也作相應(yīng)的擴(kuò)充調(diào)整。

（5）水電發(fā)展趨勢(shì)

日本國(guó)際協(xié)力銀行（JBIC）在與國(guó)內(nèi)的立法者、商務(wù)部門(mén)、非政府組織以及受援國(guó)政府進(jìn)行了幾個(gè)月的廣泛討論之后，于2003年完成了水電開(kāi)發(fā)環(huán)境和社會(huì)指南的制定。

這些指南將首次應(yīng)用于工程籌資（ODA貸款）和出口信貸（設(shè)備供貨），隨后日本國(guó)際合作署（JICA）還將制定一套關(guān)于日本水電工程撥款援助的指南予以補(bǔ)充。

這些指南為水電開(kāi)發(fā)制定了新的標(biāo)準(zhǔn)，要求所有尋求JBIC投資的工程開(kāi)發(fā)商必須遵守2003年10月1日起生效的新標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)力求消除或者至少將所有不利的社會(huì)和環(huán)境影響降至最低，這意味著要大大增加工程施工前的工作量，同樣，在工程施工和運(yùn)行期間也會(huì)產(chǎn)生新的責(zé)任。

這些指南與現(xiàn)有指南的主要區(qū)別是，大大強(qiáng)調(diào)了社會(huì)責(zé)任，將正常的工程周期劃分成4個(gè)相連貫的階段。第一階段要求一項(xiàng)工程中要有土木工程界的充分參與，第四階段要求工程開(kāi)發(fā)需充分合法的促進(jìn)獨(dú)立非政府組織對(duì)工程的監(jiān)控。這4個(gè)階段具體為：

①盡可能在規(guī)劃階段，在工程相關(guān)各方（包括當(dāng)?shù)厣鐣?huì)在內(nèi)）之間，進(jìn)行符合實(shí)際情況的咨詢(xún)和反饋。

②根據(jù)工程可能的環(huán)境和社會(huì)影響，根據(jù)其影響的大小按JBIC標(biāo)準(zhǔn)可分別劃分A、B、C等3類(lèi)，大型水電工程一般都?xì)w于A類(lèi)。

表1 日本水電發(fā)展指南的主要內(nèi)容

③根據(jù)工程分類(lèi)和工程開(kāi)發(fā)商提交的報(bào)告，由JBIC 進(jìn)行環(huán)境和社會(huì)影響的評(píng)估審查?，F(xiàn)在，這些都應(yīng)在貸款協(xié)議簽訂之前進(jìn)行。

④為了實(shí)現(xiàn)在審查階段規(guī)定的承諾，必要時(shí)，在施工和運(yùn)行階段由JBIC進(jìn)行后續(xù)的工程監(jiān)控。也將促進(jìn)獨(dú)立的非政府組織的監(jiān)控。

對(duì)于水電工程，JBIC指南文件中提出了包括15項(xiàng)內(nèi)容的評(píng)估方案，見(jiàn)表1。

（6）小結(jié)

縱觀日本水電工程發(fā)展的歷程，可以發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)：

①日本水電工程同樣具有防洪、供水和發(fā)電等多種功能

②日本作為發(fā)達(dá)國(guó)家的代表，水電工程的發(fā)展經(jīng)歷了發(fā)展-擴(kuò)張-穩(wěn)定的階段，由于水能資源開(kāi)發(fā)比例很高，并且受到經(jīng)濟(jì)和環(huán)境條件的約束，日本當(dāng)前已經(jīng)很少進(jìn)行大規(guī)模的水電開(kāi)發(fā)。

③日本水電工程的發(fā)展過(guò)程與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)密切相關(guān)，伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的電力需求是水電發(fā)展的主要?jiǎng)恿?，二次世界大?zhàn)后的經(jīng)濟(jì)恢復(fù)以及上世紀(jì)60年代的經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展都顯著促進(jìn)了水電工程的迅速發(fā)展，水電工程為日本經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)。

④目前，由于溫室氣體排放的問(wèn)題日益受到關(guān)注，日本政府正在制定與水電發(fā)展相關(guān)的激勵(lì)政策，其目的是促進(jìn)水能資源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，降低開(kāi)發(fā)成本和改善水電產(chǎn)業(yè)的效益。

⑤水電工程的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響日益受到關(guān)注，政府和投資公司制定了相應(yīng)的政策和標(biāo)準(zhǔn)，以指導(dǎo)水能資源的有序開(kāi)發(fā)。