巴基斯坦应对能源危机:水电项目改造升级
目前为止,巴基斯坦仍在努力应对全国范围内天然气和电力持续短缺的能源危机。尽管国家级发电总装机容量为45,885兆瓦(包括K-Electric系统),可靠容量为43,749兆瓦,理论上发电容量已经超过了消费者全年的能源需求,但由于多种原因,有效和优化的利用该发电装机容量仍然不足。
由于煤炭、天然气和石油等进口燃料成本高昂且供应有限,巴基斯坦主要依靠水电资源为国家电网提供可负担和可持续的电力。然而,由于季节变化,水电面临限制。水力发电总装机容量为10,635兆瓦,约占所有资源总发电容量的23%,即可靠或净装机容量为10,593兆瓦。
巴基斯坦水电发展局(WAPDA)运营着多个大、中、小型水电站,累计装机容量为9,389兆瓦,可靠容量为9,349兆瓦。截至2023年6月30日,发电厂年净发电量为30,410吉瓦时(GWh)。然而,由于选定现有发电厂修复项目的完成过度拖延以及发电厂的运营问题,水电发展局无法充分利用可用的水力发电能力。969兆瓦的尼鲁姆·杰鲁姆(Neelum Jhelum)水电站再次关闭进行检查。该发电站因2022年尾水隧道塌方而停运近一年,最近已恢复发电。正在进行的修复项目长期拖延完成,导致水电发展局系统的水力发电量大幅减少,从2020年的37,136GWh减少到2023年的30,410GWh。
除了建设新水电项目外,水电发展局还对现有旧水电站进行了修复、升级、现代化和扩容。为了实现这一目标,除了老塔贝拉(Tarbela,4,888兆瓦)的分阶段现代化改造之外,水电发展局还启动了曼格拉(Mangla,1,310兆瓦)和瓦尔萨克(Warsak,243兆瓦)修复项目,主要目标是实现设计安装容量并优化水流可用性。此外,水电发展局还进行了塔贝拉项目的第四次和第五次扩建。
曼格拉翻新项目最初耗资522.2亿卢比,部分资金由美国国际开发署(USAID)和法国开发署(AFD)提供。2016年8月,GE法国公司获得了第一期翻新六台最旧发电机组(每台100兆瓦)(1-6号发电机组)的合同。合同原定于五年内执行,但这些旧发电机组的重新调试尚未完成。经过长时间的拖延,四台机组于2022年5月至12月期间完工,而其余两台机组的调试工作仍在进行中。截至2023年6月30日,资金支付总额已达271.1亿卢比。具有讽刺意味的是,承包商于2023年2月被选中并授予合同,翻新曼格拉电站另外两个机组(9-10号机组)。
同样,瓦尔萨克修复项目原定于2025年12月31日完成,但由于尚未实现主要里程碑,因此很可能会错过预定的时间表。巴基斯坦国家经济委员会(ECNEC)执行委员会于2015年7月9日批准了位于白沙瓦附近的瓦尔萨克水电站第二期修复项目,总成本为222.5亿卢比,其中外汇部分为121.8亿卢比。该项目原定在七年内完成,但已被推迟。在财务方面,该项目已取得约28%的进展,截至2023年6月30日,资金支付额为61.2亿卢比。
包括法国开发署、欧洲投资银行和德国复兴信贷开发银行在内的国际金融机构已同意为该项目提供1.3亿欧元的融资。此外,欧盟将通过法国开发署提供450万欧元赠款,用于项目地区周围的社区发展以及瓦尔萨克大坝项目对气候变化的抵御能力研究。最近,外国资金的6年期限已延长至2025年。修复项目的主要特点是电厂现代化、增加水库容量和修复大坝结构。为大坝和水库建立可持续沉积物管理概念以及其他相关活动也将作为修复项目的主要组成部分。
位于喀布尔河上的瓦尔萨克大坝和发电厂建于1952年至1960年,是第一个中型/大型多用途水电项目,拥有四台每台40兆瓦的汽轮发电机组和一个132kV输电系统。1980-81年间,瓦尔萨克大坝又投入了两台容量为41.48MW的机组,累计装机容量接近243MW。尽管从早期开始就面临着许多问题,但多年来瓦尔萨克发电站的运行基本上没有出现任何问题。主要问题之一是河水携带的泥沙数量过多且具有磨蚀性。汽轮发电机组在季风季节使用充满石英淤泥的河水运行,会导致液压设备快速侵蚀,从而导致严重且长期的运行和维护问题。对此,技术人员采取了定期修理和重建磨损设备以及更换涡轮机部件等补救措施。
尽管如此,由于机器老化和过时,该发电站仍然很容易出现频繁故障,该电站装机容量已降至193兆瓦,需要进行重大修复。项目建成后,电站装机容量将恢复至原设计容量243兆瓦,发电量1,236吉瓦时。由于河水含沙量较高,厂房结构变形,导致建筑物及溢洪道混凝土变形。目前,该发电厂正在作为径流项目运行,取代了水库发电项目。
为了确保发电厂的最佳和可靠运行,修复项目的目标是更换四台发电机、四台机组的电气元件、所有变压器,并安装新的SCADA系统,并在土建基础上更换六个转轮,并涂上耐腐蚀的特殊涂层。经过修复升级后,所有汽轮发电机组的使用寿命将达到30-40年,远远超出了电站的设计使用寿命。2021年4月,一家巴基斯坦公司获得了价值9.36亿卢比(1,240万美元)的土建工程合同。机械维护车间的升级已接近完成。2021年11月,法国GE Hydro与中国水电建设的合资企业获得了机电设备供应和安装合同。
当前形势下,及时完成曼格拉、瓦尔萨克等重大水电项目改造升级至关重要。这些恢复项目不仅能满足能源需求,还有助于适应气候变化,包括洪水管理、冰川融化和流域保护,也代表了巴政府及其外国合作伙伴在气候变化上的联合行动。