近幾年國際能源發(fā)展趨勢轉(zhuǎn)向可再生能源的開發(fā)利用，小型水電站的關(guān)注程度也隨之增加。小型水電站被認(rèn)為是一種環(huán)境友好型的發(fā)電設(shè)施，不會像大型水電站在建設(shè)和使用過程中造成溫室氣體排放、水土流失甚至造成洪水。

 

全球小水電發(fā)展現(xiàn)狀

 

根據(jù)《世界小水電發(fā)展報告2016》數(shù)據(jù)顯示，2016年全球小水電裝機(jī)容量估算約為7800萬千瓦，相較2013年數(shù)據(jù)增加約4個百分點(diǎn)；小水電資源可開發(fā)潛力估算約21700萬千瓦，增幅超過24%。

 

總體而言，截至2016年，全球小水電資源總潛力已開發(fā)將近36%。小水電約占全球總發(fā)電裝機(jī)容量的1.9%，占可再生能源總裝機(jī)容量的7%，占水電總裝機(jī)容量(包括抽水蓄能)的6.5%（10兆瓦以下）。作為全球最重要的可再生能源資源之一，小水電發(fā)展排名第四，當(dāng)前大型水電裝機(jī)容量排名第一，隨后是風(fēng)能和太陽能。

 

在小水電發(fā)展方面，中國繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位，分別占全球總裝機(jī)容量（10兆瓦以下）的51%，占全球小水電資源總潛力的29%左右。事實(shí)上，中國裝機(jī)容量是意大利、日本、挪威和美國四國總裝機(jī)容量的四倍多。排名前五的國家，包括中國、意大利、日本、挪威和美國一起構(gòu)成全球總裝機(jī)容量的67%。美國已經(jīng)開發(fā)其大部分的潛力，2016年已開發(fā)潛力達(dá)到57%。巴西多數(shù)小水電潛力尚未開發(fā)，2016年數(shù)據(jù)顯示只開發(fā)了22%。歐洲的小水電開發(fā)率較高，已開發(fā)潛力約48%。日本和印度小水電開發(fā)次之，2016年兩國的已開發(fā)潛力分別為35% 和18%。與《世界小水電發(fā)展報告2013》數(shù)據(jù)相比，印度的總裝機(jī)容量增加了18.6% (≤25兆瓦)；而日本只增加了0.8%。

 

小水電的發(fā)展優(yōu)勢

 

小水電根據(jù)不同國家的不同標(biāo)準(zhǔn)，水文、地質(zhì)、生態(tài)等特性，以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)與發(fā)展的不同階段，可以被分為多種類型。大型水利設(shè)施以及小水電的主要區(qū)別在于設(shè)計容量，不同國家有不同的界定標(biāo)準(zhǔn)。像葡萄牙、西班牙、愛爾蘭、希臘以及比利時將10兆瓦作為界定小水電的標(biāo)準(zhǔn)。在意大利小水電的設(shè)計容量通常小于3兆瓦，瑞典小于1.5兆瓦，法國小于8兆瓦，印度小于15兆瓦以及中國以25兆瓦作為界定標(biāo)準(zhǔn)。在歐洲，輸出電力小于10兆瓦的界定標(biāo)準(zhǔn)已成為被歐洲小水電協(xié)會承認(rèn)的通用標(biāo)準(zhǔn)。小水電具有深度利用水電潛能、分布式發(fā)電降低輸送成本、生態(tài)友好以及運(yùn)維費(fèi)用低的綜合優(yōu)勢，同時又免去了大型水電設(shè)施帶來的環(huán)境負(fù)面影響。

 

總體來說，大型水電站與傳統(tǒng)發(fā)電設(shè)施相較不具備明顯優(yōu)勢，但小水電，尤其是可以良好利用低流速的微型水電與化石能源或核能發(fā)電相較來說具有明顯的競爭優(yōu)勢。和起初的建設(shè)成本相較，由于不需要燃料推動設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，小水電的運(yùn)維成本極低。利用現(xiàn)有的大壩、屏障、蓄水池以及湖泊，不僅可以有效減少建設(shè)成本，同時還可以降低環(huán)境危害。

 

新西蘭小水電發(fā)展模式

 

亞洲，尤其是中國已成為世界水電的引領(lǐng)者，澳大利亞和新西蘭則聚焦于發(fā)展小水電；類似于加拿大這樣的傳統(tǒng)水電大國則傾向于發(fā)展小水電來替代偏遠(yuǎn)地區(qū)，以及遠(yuǎn)離中心電網(wǎng)的柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電。在新西蘭，水電在電力系統(tǒng)中的占比過半，以中小型水電為主。

 

在充足蓄水量的條件下，水電具有很強(qiáng)的可靠性及持續(xù)性。新西蘭小水電具有相對較小的儲水能力，且水量逐年變化。這意味著必須根據(jù)發(fā)用電計劃來嚴(yán)密監(jiān)控水流情況。由于近幾年風(fēng)電在新西蘭發(fā)展良好，從一定程度上減輕了對于水電來水不穩(wěn)定的顧慮——風(fēng)力較來水而言更容易預(yù)測，這使得可再生能源更具穩(wěn)定性，可利用率增大。

 

在新西蘭，水電仍起著支撐整個電力系統(tǒng)的作用。關(guān)于繼續(xù)發(fā)展新的水利發(fā)電站已成為該國業(yè)界共識，但出于公眾意愿，基于保持流域現(xiàn)狀的考量，大型水電站的興建并不能夠?qū)崿F(xiàn)。目前該國政府已經(jīng)獲得能源效率與環(huán)境保護(hù)局提供的關(guān)于區(qū)域性可再生能源發(fā)展?jié)摿υu估的相關(guān)信息，來更好地發(fā)展小型水電站等可再生能源發(fā)電。

 

選擇利用正確的流域，可保證小水電作為可靠的且具經(jīng)濟(jì)性的電源。在新西蘭，已經(jīng)有許多在運(yùn)小水電工程，為更多農(nóng)場和家庭提供水電也成為發(fā)展趨勢之一。根據(jù)發(fā)電能力，新西蘭小水電設(shè)備被分為三個等級：裝機(jī)容量低于5千瓦——微型水電設(shè)備；發(fā)電容量在5千瓦~20千瓦間——迷你水電設(shè)備；發(fā)電容量在20千瓦~100萬千瓦間——小型商用水電站。微型水電系統(tǒng)通常情況下裝機(jī)容量為1千瓦，多供給家庭使用。微型水電系統(tǒng)在擁有全年不間斷流量的基礎(chǔ)上成為鄉(xiāng)間供電的最佳選擇，水電站建設(shè)點(diǎn)的垂直距離越高，發(fā)電量就隨之增多。

 

小水電的經(jīng)濟(jì)性考量

 

如果單純從經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，根據(jù)能源效率與環(huán)境保護(hù)局的相關(guān)建議，若考慮電力上網(wǎng)，微型水電的建設(shè)需要審慎考慮。

 

微型水電的成本計算是基于建設(shè)地點(diǎn)和發(fā)電設(shè)計容量，每個微型水電的設(shè)計都是為了滿足不同建設(shè)需求。為供給家庭基本用電需求，在新西蘭一個微型水電系統(tǒng)的建設(shè)成本大致區(qū)間為10000~15000美元，后期運(yùn)營成本相對較低。對于發(fā)電量較小的微型水電系統(tǒng)，在發(fā)電量不足以滿足用戶需求時，從電網(wǎng)購買電力的成本仍需考慮在內(nèi)。

 

一些家庭用戶選擇“離網(wǎng)”模式——徹底與電網(wǎng)斷聯(lián)，并在微型水電發(fā)電量不能滿足用電需求時購買電池來作為后備電源。盡管電池的價格有所下降，但對于大多數(shù)已經(jīng)選擇聯(lián)網(wǎng)的家庭小水電擁有者來說并不具有經(jīng)濟(jì)性。但從另一個角度來看，對于新建微型水電系統(tǒng)的偏遠(yuǎn)家庭或農(nóng)場面臨的高成本連接電網(wǎng)，“離網(wǎng)”模式與微型水電和電池的組合可能更符合成本效益。

 

現(xiàn)今，微型水電的發(fā)電量遠(yuǎn)超過需求量，家庭用戶可以向電力零售商售賣富余電力。零售商以“返銷價”購買電力，這樣的電力價格低于電力公司的售電價格。這意味和從電力零售商購買電力相比，用戶使用自發(fā)電力更為經(jīng)濟(jì)，而不是售賣電力給零售商。