水电的作用变化：挑战与机遇（英）

的 角色的改变 水力发电 挑战和机遇 ©IRENA2023 除非另有说明，否则本出版物中的材料可以自由使用，共享，复制，复制，印刷和/或存储，前提是适当确认IRENA作为来源和版权所有者。本出版物中归属于第三方的材料可能受单独的使用条款和限制的约束，并且在使用此类材料之前可能需要获得这些第三方的适当许可。 引用:IRENA(2023),水电作用的变化：挑战与机遇，国际可再生能源机构，阿布扎比。 国际标准图书编号:978-92-9260-522-3 关于IRENA 国际可再生能源机构（IRENA）是一个政府间组织，支持各国向可持续能源未来过渡，并作为国际合作的主要平台，卓越中心以及可再生能源政策，技术，资源和金融知识的存储库。IRENA促进广泛采用和可持续利用各种形式的可再生能源，包括生物能源，地热能，水电，海洋，太阳能和风能，以追求可持续发展，能源获取，能源安全和低碳经济增长和繁荣。 确认 本报告参考了专家的意见和评论，包括让-菲利普·伯尼尔（加拿大自然资源部）、丽贝卡·埃利斯（国际水电协会）、让-克里斯托夫·富埃格（瑞士联邦能源局）、普拉文·卡尔基（世界银行）、弗朗西斯科·库列万和马克·克里斯蒂安（电力研究所）、保罗·科莫尔（科罗拉多大学博尔德分校）、劳拉·利扎诺（哥斯达黎加环境和能源部）、BaysaNaran（气候政策研究所）和谢跃涛（中国可再生能源工程研究所）。 IRENA的同事也提供了宝贵的意见，包括DolfGielen（前IRENA），SoniaAl-Zoghoul，EmanueleBianco，UteCollier，ArietaGonelevu，PabloRalón，BinuParthan，CostanzaStrinati（前IRENA）和EmanueleTaibi（前IRENA）。 本报告由CarlosRuiz在RolandRoesch（IRENA创新与技术中心代理主任）的指导下撰写。 请向publications@irena.org发送更多信息或意见请求。此报告可从www.irena.org/publications下载 免责声明 本出版物和此处的材料按“原样”提供。IRENA已采取一切合理的预防措施来验证本出版物中材料的可靠性。但是，IRENA及其任何官员，代理商，数据或其他第三方内容提供商均不提供任何形式的明示或暗示保证，并且他们对使用此处的出版物或材料的任何后果不承担任何责任或义务。 此处包含的信息不一定代表IRENA所有成员的观点。提及特定公司或某些项目或产品并不意味着IRENA认可或推荐它们优先于未提及的类似性质的其他公司或产品。此处使用的名称和材料的呈现并不意味着IRENA对任何地区，国家，领土，城市或地区或其当局的法律地位或其当局的法律地位，或对边界或边界的划定表示任何意见。 封面图片:Munimara©伤风 内容 数据表和盒子5 01 介绍10 02 水电今天11 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 03 25现在的挑战和机遇 3.1 3.2 3.3 04 对未来水电36 4.13 4.2 4.3 4.4 附录A名单的国家,地区和地区 所示的数据55 附录B区域数据57 4 数据 数字1通用水库水电站12 数字2能量储存潜力地区16所示 数字32000-2021年各年水电装机容量17 数字4水电装机容量按地区,2021年18 数字52000-2019年全球水力发电量19 数字6水电工程管道,2022-2037-20 数字7水电的总装机成本，全球加权平均值， 2010-2021.........................................................21 数字8公用事业规模可再生能源的平准化电力成本发电量，全球加权平均值，2010-202122 数字9通过技术对可再生能源的年度财政承诺， 2013-2018.........................................................23 图10年度财务承诺在水电,2013-201824 数字11按投产年份分列的全球水电装机容量26 数字12崩溃的水电舰队年龄地区27个 数字13到2050年增加必要的水电容量29 数字14可再生和不可再生净产能增加比较， 2001-2020.........................................................30 数字152020年加州春日的净需求曲线31 数字16混流式涡轮机的相对运行损坏贡献32 图责任在非洲,水力发电能力和代2000-202157 图B.2水电装机容量在非洲,202158 图B.3水电工程管线在非洲,2022-203758 图B.4水力发电能力在非洲的年调试59 图B.5在亚洲,水力发电能力和代2000-202160 图B.6水电装机容量亚洲,2021年61 图B.7水电工程管线在亚洲,2022-203761 图B.8水力发电能力在亚洲的一年调试62 图B.9中美洲的水电容量和发电量 加勒比地区,2000-202163 5 水电的角色变化:挑战和机遇 图B.10中美洲和加勒比地区的水电装机容量， 2021..............................................................64 图B.11中美洲和加勒比地区的水电项目管道， 2022-2037.........................................................64 图B.12按年份分列的中美洲和加勒比水电容量调试65 图B.13水力发电能力和一代在欧亚大陆,2000-202166 图B.14水电装机容量在欧亚大陆,202167 图B.15水电工程管道在欧亚大陆,2022-203767 图B.16水力发电能力在欧亚大陆的调试68 图B.17在欧洲,水力发电能力和代2000-202169 图B.18水电装机容量在欧洲,202170 图B.19水电工程管线在欧洲,2022-203770 图B.20水力发电能力在欧洲的调试71 图B.21中东的水电容量和发电量，2000-202172 图B.22中东水电装机容量，202173 图B.23水电工程管线在中东,2022-203773 图B.24中东水电容量按年份划分调试74 图B.25北美水电容量和发电量，2000-202175 图B.26水电装机容量在北美,202176 图B.27水电工程管线在北美,2022-203776 图B.28水力发电能力在北美的调试77 图B.29在大洋洲,水力发电能力和代2000-202178 图B.30水电装机容量在大洋洲,202179 图B.31水电工程管线在大洋洲,2022-203779 图B.32水力发电能力在大洋洲的一年调试80 图B.33南美洲的水电容量和发电量，2000-202181 图B.34水电装机容量在南美,202182 图B.35水电工程管道在南美洲,2022-203782 图B.36水力发电能力在南美的调试83 6 表 表格1水电13权力相关服务 表格2全球水电潜力14 表格3选定水电站部件的寿命28 盒子 盒子1例子——水电电池混合动力项目43个 盒子2IRENA的电力存储估值框架46 缩写 °C 摄氏度 千瓦时 千瓦小时 cep 最佳效率点 LCOE 除去成本的电力 吉瓦 十亿瓦 兆瓦 兆瓦 IDB 泛美开发银行 运营管理 操作和维护 宫内厅 国际水电协会 PSH 抽水蓄能水电站 IFPSH在抽水蓄能水电国际论坛 IRENA国际可再生能源 能源机构 PWhpetawatt小时 TWh太瓦小时 美元美元 WETO世界能源前景的转换 7 关键信息 ›水电已经是可再生电力的最大来源，也是全球能源系统的重要组成部分。虽然尚未开发的水电潜力巨大，必须遵循严格和透明的可持续性标准，以确保水电开发真正可持续. ›IRENA的1.5°C情景表明，如果世界要完全脱碳并实现《巴黎协定》中设定的气候目标，到2050年 ，包括抽水蓄能在内的水电装机容量应增加一倍以上。 ›这将需要水电年投资将增长约五倍.然而，由于水电项目可能难以吸引投资，政府和决策者需要创造一个合适的商业环境来吸引投资者。 ›大多数水电潜力在发展中国家。金融机构需要与政府合作，克服当地的风险和限制，找到共同点，开始向这些地区和国家输送急需的投资。 ;水电具有较高的价值基于其提供灵活能源生产和其他服务的能力，即辅助电网服务，以及水管理和社会经济效益。然而，这种价值并不总是被现有市场认可。. ›监管框架和市场应考虑到所有水电服务，以减少补偿和基础设施需求之间的错位。要吸引近1000亿美元的投资，就需要支持现代水电运营并适当评估各种水电服务的市场。 ›大多数水电资产都是几十年前建造的，其运行条件与今天不同。电力部门的变化和当前趋势既需要承认水电的价值， 8 关键信息 并重新思考其未来角色。整合太阳能和风能等可变发电资源的需求日益增加，将导致对电网灵活性和平衡服务以及水电站运营和维护方式的改变的更大需求。 ›世界水电船队正在老化，需要翻新。这种需求为引入新技术和对工厂进行现代化改造提供了机会，以适应当今电力系统的要求。 ›虽然水电容易受到气候风险的影响，但如果项目规划得当，水电也可以成为抵御能力的来源 。必须在必要时对现有工厂进行评估和改造，以应对增加的气候风险，新项目需要将这些 风险纳入其设计中。 ›政策制定者可以采取的关键行动包括以下几点，以更好地认识水电的价值并加快其部署： •为水电创造有吸引力的营商环境。 •制定和实施政策和市场，承认水电提供的灵活性和辅助服务的价值。 •制定市场框架，允许水电更广泛地参与尚未建立能源和容量市场（包括每小时以下市场）的国家。 •为部署和测试新的水电技术制定激励措施和财政支持结构-无论是翻新还是新开发。 •实施密切协调的激励措施和监管简化的组合，以加快水电的部署。 •创建一系列可融资和可持续的项目，以强大的可行性研究为后盾，并遵循严格的可持续性标准。 •将综合规划的概念嵌入长期能源战略中，不仅关注能源供应，还考虑气候风险、储存需求和水资源管理。 ›IRENA的水电合作框架旨在提高对当前水电障碍的认识，促进该机构利益相关者之间的对话和最佳实践分享，并最终能够部署能源转型所需的额外水电容量。 9 01 介绍 一个多世纪以来，水电通过创造当地就业机会和提供负担得起的可靠清洁电力为全球发展做出了贡献。水电是全球电力系统中非常重要的组成部分。它是可再生电力的最大来源，通过提供平衡和灵活性服务，它可以提高太阳能和风能等可变可再生能源的渗透率。抽水蓄能水电（PSH）是最大的单一能源，占世界电力储存容量的95%（DOE，2020）。除电力外，水电还提供其他服务，包括饮用水和灌溉水的储存，提高对洪水和干旱的抵御能力以及娱乐机会。 然而，尽管水电是最成熟的可再生能源技术，但它面临着挑战。其中包括需要确保可持续性和气候复原力;解决老化的船队和新投资的需求;在运行和维护（O&M）方面进行调整，以满足现代电力系统的要求;以及更新的市场结构和商业模式，承认和奖励水电提供的所有发电以外的服务。 现代化、使用最新技术进步以及保证社会和环境可持续性是克服这些挑战的关键。由于可变可再生能源的渗透率不断提高，并且随着水力发电厂越来越多地被要求在最初设计的条件下运行，市场和商业模式将不得不适应并适当奖励水电提供的全套服务，而不仅仅是发电。 本文件是在IRENA水电合作框架的背景下编写的，面向政策制定者和水电从业者。它提供了水电现状的快照，并提出了如何最大限度地发挥和实现其潜力的愿景。它的目的不是对水电技术进行全面评估。 02 水电今天 根据IRENA的最新世界能源前景的转换，水电必须在将全球气温上升保持在1.5摄氏度（°C）方面发挥关键作用，为电力