党的十七大把全面协调可持续作为科学发展观的基本要求来强调，反映了现阶段我国经济社会发展的客观要求：一方面，经过长期发展，我们积累了较为雄厚的物质技术基础，可以在推进全面协调可持续发展上有更大作为；另一方面，城乡区域发展不平衡、经济社会发展不协调、经济发展与人口资源环境不适应等问题更加突出地摆在了我们面前。全面协调可持续的基本要求，提出了解决城乡、区域、经济社会、人与自然发展不平衡、不协调问题的新思路，指明了我国经济社会发展的正确方向。

近年来我国电力工业迅速发展，为保持国民经济的平稳快速发展做出了巨大贡献，但由于发展没有改变过度依赖煤炭资源消耗的传统模式，出现了与自然环境不协调、与相关行业发展不协调、资源供应不可持续发展的问题。这对我国的能源供应及环境保护均带来巨大的压力。电力工业是事关国计民生的基础性产业，其发展要与我国经济社会的发展相协调，要与我国的资源状况与生态环境相协调。电力工业加快水能资源的开发力度，走文明发展道路，是应对资源环境问题、实现可持续发展的必然要求，是关系中华民族生存和长远发展的根本大计之一。

一、 加快可再生能源的利用是可持续发展的需要

当今世界，能源问题已成为普遍关注的重大问题。能源安全关系到一个国家乃至全球的生存和发展。构筑稳定、经济、清洁、可靠、安全的能源供应体系，不断满足日益增长的能源需求和妥善应对复杂的国际能源形势，是我们国家将要长期面对的重要问题。

能源一般分为三大类，即化石能源如煤炭、石油、天然气等，可再生能源如水电、风能、太阳能、生物质能等，再加上核能。根据有关资料，全球已探明的石油剩余可采储量为1400多亿吨，按目前产量，静态保障年限仅40年；天然气的剩余可采储量为150万亿立方米，静态保障年限仅为60年。世界煤炭的储量虽然多一些，但如果按目前的消耗速度，一、两百年后也会枯竭，并且化石能源对环境的破坏性已成定论。可再生能源不但资源可以再生，而且对环境的影响要小得多。至于核能，一是核燃料的供应问题，二是环保和安全性问题，虽然目前都在可控制范围内，但核废料中含有放射性元素，需要上千年、甚至几千年才能衰减掉。所以，要实现人类社会的可持续发展，必须将世界能源结构尽快转变为以可再生能源为主。

在可再生能源中，风能、太阳能发电技术具有更广阔的发展前景。但是，风能、太阳能利用的是密度很低的资源，受季节等外部条件制约，风电、太阳能电的单位资金投入比较大，其发电技术还不能满足大规模的社会需求。而水电则是目前惟一的一种技术上成熟、运行灵活方便、单位千瓦开发成本相对低廉、可以进行大规模开发的清洁可再生能源。

我国人均煤炭探明可采储量为88吨，为世界人均水平的62％；人均石油探明可采储量为1.8吨，仅为世界人均水平的7％。有专家估计，预计到2020年我国能源消费将达到36亿吨标准煤，能源需求量巨大。以目前的消费水平，我国已探明的煤炭可开采储量只够50年之用。能源紧缺问题在我国更加突出。

近年来，为满足经济建设和社会发展的需要，我国电力工业迅猛发展，每年供电总量以约14％的速度递增。但是，我国电力工业结构出现了不仅合理的局面。主要表现为电力生产高度依赖煤炭，而水电开发相当滞后。

一方面，我国火力发电机组迅速发展，导致煤炭消耗量猛增，2006年已经达到17亿吨标准煤，而煤炭的开采业与运输业没有协调发展，导致我国煤炭的需求量大大超过了实际正常的开采和运输能力，出现了煤炭供应紧张，煤价飞涨的不利局面。煤炭企业的非正常开采又带来矿难事故频发问题，煤矿工人的生命受到威胁。煤炭的大量开采与燃烧，还引发了严重的生态环境问题，包括地面沉陷，地下水系遭到破坏，酸雨危害的地理面积逐年扩大，温室气体和固体废料的大量排放等等。煤炭消耗量的快速增长将使我国有限的煤炭资源储量在几十年内耗尽，将给我们的后代带来巨大的压力，因为留给他们寻找替代能源的时间将变得更短。显然，这样的发展是不可持续的。

另一方面，我国水力发电所占的比重呈下降趋势（见表1），我国丰富的水力资源没有被充分利用，大量的水能资源在白白流失。根据2005年11月公布的第四次水力资源复查成果：中国大陆水力资源理论蕴藏量6.94亿千瓦，其中技术可开发量5.42亿千瓦，经济可开发量4.02亿千瓦，均居世界首位。新中国成立时全国水电装机总容量（未包括台湾省，下同）仅36万千瓦，到2007年底全国水电装机总容量虽然已达1.45亿千瓦，但仅占技术可开发量的26.8%，远低于世界水电平均开发35%的水平，还有很大的发展空间。

理论与实践证明，以污染环境和过度消耗自然资源为代价的增长没有前途，加强生态文明建设，实现人与自然和谐相处的可持续发展，才是经济社会发展的必由之路。提高资源的利用效率，加快可再生能源的利用，加大水能资源的开发使用力度，是电力工业可持续发展的迫切需要。

我国《"十一五"国民经济和社会发展规划》中提出："在保护生态环境基础上有序开发水电，统筹做好移民安置、环境治理、防洪和航运。建设金沙江、雅砻江、澜沧江、黄河上游等水电基地和溪洛渡、向家坝等大型水电站。"正是顺应发展的时代要求。到2010年我国水电总装机容量将达到1.8亿千瓦；到2020年达3亿千瓦，即12年年均水电新装机1200万千瓦左右。

二、 中小型水电站挖潜改造是发展可再生能源的有效手段

随着我国水电事业的不断发展，在技术水平与综合实力不断提高的情况下，在大力开展新水电站建设的同时，遵循马克思主义唯物辩证法的发展观和科学发展观全面发展的根本方法，我国也应关注到已建水电站的技术改造工作。

由于多方面的原因，我国早期兴建的水电站许多存在水能资源利用不充分、机组运行安全可靠性不高等问题，通过技术改造可以获得显著的经济效益与社会效益。

虽然早期投产的大型水电站也存在诸多问题，有些大型水电站的技术改造也有很好的经济效益（实践证明许多技改电站已取得了很好效果），但大型水电站所属企业的经济与技术实力普遍雄厚，且已普遍认识到技术改造的优越性，凭自身实力都可使问题获得解决，因此，大型水电站的技术改造问题不在本文讨论之列。

本文着重讨论中小型水电站的技术改造问题。一方面是由于中小型水电站的所属单位技术能力普遍不强，对中小型水电站技术改造的优越性和可行性缺乏认识；另一方面是由于中小型水电站量大面广，大力开展技术改造工作需要相关主管部门的大力推动。

大力开展中小型水电站的技术改造工作是利国利民的事业，是切实可行的。一方面，从我国已建的中小型水电站的规模与状况分析，中小型水电站的技术改造工作具有显著的经济效益与社会效益；另一方面，在技术方面与生产制造方面，我国已具备大规模开展中小型水电站技术改造的条件。

1. 中小型水电站的存在技术提升空间

据统计，至2006年，我国中小型水电站总装机已达到5000万千瓦，约占全国水电总装机的37%，年发电量1500多亿千瓦时，是国家电力工业的重要组成部分。

据有关资料统计分析，全国已建成投产的中小型水电站中，有70%左右是20世纪90年代以前建成的。由于下述原因，许多早期（包括部分近期）建设的中小型水电站存在水能资源利用率不高和运行安全可靠性不高等缺点，许多中小型水电站的技术水平还存在较大的提升空间，尤其以水轮机的提升空间最大。

1)水轮机本身效率水平低、性能差。在20世纪90年代以前，我国水轮机的水力模型开发能力还很弱，主要依靠仅有的少量国外技术。我国1964年颁布的水轮机模型转轮系列型谱中ZZ460、ZZ560、ZZ587、ZZ600、HL123、HL263、HL365、HL638、HL702等型号的水轮机转轮，都是美国30～40年代与前苏联50~60年代的技术（有的小企业至今仍在生产）。与现代技术水平相比，上述型号的转轮存在效率水平低（最优效率约低3～7％）、高效率区范围小、空化性能与水力稳定性差等缺点。

2)水轮机选型不当，造成水轮机长期远离最优区运行。与火电站不同，水电站的最大特点是"个性"很强，不同水电站的水头、流量和机组台数各不相同，因此，对水轮机的要求也千差万别，需要进行水轮机的型号、尺寸与机组同步转速间的优化匹配。造成中小型水电站水轮机选型不当的原因有两方面。一方面，由于我国早期编制的水轮机模型转轮型谱中可供选择的转轮型号少，水轮机的相关参数无法做到优化匹配，不少中小型水电站只能"套用"相近转轮，造成水轮机的性能参数偏离电站实际运行参数，水轮机长期处于低效率区运行。另一方面，由于有的地方管理部门不太重视、有的设计单位不够认真或水平不够等原因，一些水电站的水轮机转轮直径、额定水头或额定转速选择不当，造成机组性能参数与电站实际运行参数不匹配。有些水电站建成后，实际的来水量或水头等水文数据与设计资料不符，出入很大，以致选用的水轮机性能参数与电站实际运行参数不适应，造成电站汛期大量弃水和水轮机运行效率低、耗水量多、振动、噪声大及空蚀破坏严重等，水力资源不能高效利用。

3)水轮机的制造工艺差，转轮叶片型线偏差大，铸造缺陷多，造成转轮效率低，汽蚀严重。

4)用于制造水轮机的材质较差，水轮机过流部件破坏严重。我国早期水轮机转轮大量采用ZG30、ZG35或ZG20SiMn碳钢制造，抗汽蚀能力较差，许多电站的水轮机出现了严重的空蚀破坏现象。

5)机组经多次维修，性能下降。有些电站的水轮机经过20～30年甚至40～50年的运行，因汽蚀或泥沙磨损而进行了6～10次大修。因电站现场条件较差，转轮在现场补焊后难以进行焊后的热处理，致使转轮叶片变形，机组出力降低，有些甚至引起水力不平衡或静不平衡，出现机组摆度大或振动现象。

由于存在上述问题，中小型水电站技术水平存在很大的提升空间。

近二十年来，随着科学技术的发展和参与国际交流，以及电子计算机在设计、科研领域的普遍应用，我国的水轮机新技术开发能力有了显著提高，开发的新型水轮机的水力性能、结构等都有了很大进步，用于制造水轮机的材料性能也明显改善。并且，我国的水电设备生产能力也获得了大幅度的提升。技术水平与制造能力的提升为我国大力开展中小型水电站的水轮机技术改造提供了必要条件。

2.开展中小型水电站技术改造工作是经济合理的

对具备条件的中小型电站水轮机进行技术改造通常具有如下优点：

1)可以提高水能资源利用率与设备运行的安全可靠性。对于水能资源未能充分利用的水电站，根据其实际条件进行有针对性的技术改造，可以最大限度地提高水能资源利用效率。增大水轮机组出力可以替代部分火电，也可以达到"节能减排"的效果。

2)周期短，中小型水轮机技术改造工作一般6～12个月即可完成。

3)效果好，水轮机组经技术改造后，机组出力普遍可提高8～30％，水轮机效率可提高3～15％。

4)投资省，水轮机组经技术改造后，机组新增出力的单位千瓦投资约为新建电站的1/8~1/10。

5)不需要另外增加电站管理人员。

6)不会对环境造成新的影响。

7)可以为解决我国"三农"问题做出贡献。中小型水电站主要分布在革命老区、民族地区、边远山区和贫困地区。小水电资源是这些地区变资源优势为经济优势和生态优势的主要载体，对促进和保障农业增效、农村发展、农民增收具有不可替代的作用，而中小型水电站的挖潜改造可以起到倍增器的效果。

许多中小型水电站的技术改造实例可以证明上述观点。例如，湖南省沙田水电站3＃水轮机的技术改造工作就充分反应出上述优点。该电站来水量丰富，而电站装机容量偏小，致使在汛期电站长期存在弃水现象。并且水轮机转轮因空蚀破坏而多次补焊修理后，叶片变形较大，机组存在效率降低、出力减少和稳定性变差等现象。3＃水轮机的技术改造工作于1999年完成，历时10个月，投资约100万元。技改后机组出力增加约6000千瓦，水轮机运行效率提高约8～10％。如果新建一座6000千瓦的水电站，则需要投资3000～5000万元，新建投资远远大于技改投资。

3.中小型水电站技术改造效益分析

如果我国中小型水电站按60％进行技术改造，且技改效果按机组出力平均提高10％，技改成本以每千瓦800元估算，则中小型水电站通过技改可以新增约300万千瓦的水电容量，而技改资金投入仅仅约24亿元人民币。由此可见，大力开展中小型水电站技术改造工作是非常合算的。

三、 大力开展中小型水电站技术改造的措施

中小型水电站的技术改造具有明显的经济效益与社会效益，但由于存在认识不足、企业财力困难和相关政策不到位等原因，此项工作还只是在小范围内进行。为把中小型水电站的技术改造工作大力开展起来并抓好落实，应把握好如下几点：

1) 提高认识。要在思想上充分认识我国在能源供应方面所面临的可持续性问题；要充分认识到水电资源的优点和我国发展水电的必要性和紧迫性；要充分认识到中小型水电站技术改造工作的优点和现实意义；要充分认识到单个中小型水电站的技术改造工作所带来效益的绝对值虽然不大，但积少成多就是巨大的经济效益与社会效益。

2) 政策支持。在政策上对中小型水电站技术改造工作给予支持。目前中小型水电站的上网电价普遍偏低，并且在有些地方在汛期还限制中小型水电站送电上网的情况。（为给电力找出路，许多中小型水电站不得不引入那些"三高"企业，这些企业在给水电站带来利益的同时，也带来了的环境污染。）我国有关主管部门应该出面清理那些对于中小型水电站的"歧视性"规定，还给其正常的市场待遇。由于许多中小型水电站处于经济不发达地区，人员负担很重，依靠自身难以实施技术改造工作，政府应提供投资、财税、金融等政策支持。对于中小型水电站存在的共性问题，主管部门应该组织相关科研单位进行专门的开发研究，为水电站技术改造工作提供坚实的技术基础。我国浙江省等地区出台的"新电新价"政策，对促进中小型水电站的技术改造工作取得了良好效果。

3) 深入调查。中小型水电站在进行技术改造前，技术负责方必须深入了解电站的实际情况，包括实际运行的水头范围、来水量、弃水量、机电设备状况、水工建筑物及金属结构运行状况、机组的运行方式及其特点、以及存在的问题等。只有彻底摸清情况，才能有针对性地制定技术方案，为技术改造工作打下良好基础。

4) 科学论证。要根据电站存在的主要问题，确定技术改造的主要目标，在科学制定技术改造方案时，要兼顾解决电站存在的其他问题。中小型水电站的技术改造方案，必须统筹兼顾特殊性、先进性、合理性和经济性。所谓特殊性，就是要针对各个水电站的具体情况，因地制宜，进行专门的技改方案优化设计；先进性就是要择优选用性能先进、技术成熟的好转轮和配套性能先进的其它设备；合理性就是要紧密结合本电站的不可变更或不宜变更的制约条件，妥善确定技术改造内容；经济性就是要在有限的投资情况下，尽量做到收益最大化，提高水电站的经济效益。

5) 严格管理。要严密组织技术改造方案的实施，参与水电站技术改造工作的各方应通力合作，协调好技改工作的各个环节，组织好技改设备的生产与安装，把好各个环节的质量关。

6) 建议采取政府主导、财政补贴、业主具体组织、科研部门与生产企业合作实施的模式开展中小型水电站的技术改造工作。

电力工业要实现可持续发展，需要正确处理自身发展与资源利用、生态环境保护的关系，要把发展清洁能源和可再生能源，建设科学合理的能源资源利用体系作为重要抓手。"不尽江河滚滚流，流的都是煤和油。"水电是清洁可再生能源，又是一去不返的能源。大力发展水电事业，是提高我国水能资源利用效率的迫切需要，也是电力工业优化能源结构、实现可持续发展的重大战略，是我国社会经济发展的大势所趋。中小型水电站技术改造工作，是发展水电事业的一个重要组成部分，应当积极实施。