执行摘要 1

河流的力量：案例分析

执行摘要

水电工程系统性规划是如何产生经济利益、财务效益和环境收益的？

2 河流的力量：案例分析

主要观点

·· 对水电开发进行系统性地规划和管理可以为所在国带来显著的经济效益，同时减少环境影响、社会冲突和投资风险。我们把这种方法称为“水电工程系统性规划”（Hydropower· by·Design·–·HbD）·

·· 通过一系列案例，我们证明了进行流域水电工程系统性规划可以在保障能源供给的条件下减少水电带来的环境问题，同时河流的其他重要功能也可提升5％甚至100％以上的经济效益。

·· 人们通常认为，为了达成多方均衡的结果，项目需要牺牲进度或提高成本。我们用财务能源系统模型深入分析表明，通过水电工程系统性规划进行风险管理和工程优化，可以选出具有战略影响力、影响较低又同时具有财务竞争力的方案。

·· 实际上，水电工程系统性规划所带来的财务收益，可以为综合规划所带来的战略经济效益和环境效益买单。如果在世界范围内大规模应用水电工程系统性规划，将产生巨大的经济效益：对于已经和即将进行水电开发的流域而言，即使流域内其他的水资源管理仅仅因此有大约5%的改进，也意味着每年大约300到400亿美元的收益，相当于水电行业平均年投资额。

从现在到2040年，世界范围内的水电投资额将

达到近2万亿美元，水电必将成为低碳能源体系

的重要组成部分。对全球河流而言，水电的开发

与管理可能对河流的其它服务功能产生积极或者

消极的影响，而这些服务功能的经济价值在每年

5450亿至8100亿美元之间。

·· 为了使全球气候变化维持在安全范围之内，

我们必须立即减少能源系统的碳排放，其中

低碳能源发电量需要增长三倍以上。太阳能

和风能飞速发展的同时，水电可能仍将继续

扮演稳定电网、提高装机的关键角色（图1）

。

·· 假设我们将兑现应对气候变化的承诺，那么

到2050年全球水电装机将从12亿千瓦增加至

20亿千瓦，至少增长50%（图2）。根据项

目平均投资额测算，这种增长意味着总投资

规模将达到2万亿美元。亚洲将是总投资额增

幅最大的地区，而非洲将是投资额同比增长

最大的地区。

·· 有些流域在进行水电开发的同时，也进行着

多种水资源开发利用。如果能在较大尺度

内（比如整个流域、电网、区域）综合考虑

水电规划和运行，可能对河流的其它功能也

产生正面影响。如果只是孤立地考虑电力需

求，不仅很难从这些功能中获益，有时还会

产生冲突。在受水电影响的流域里，通过水

资源管理产生服务功能的总体经济价值非常

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)水电工程系统性规划可以选出具有战略意义的、可持续的

项目组合，这样的开发模式可以同时确保国家的经济利

益、投资者的财务收益以及河流生态系统的环境价值。

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1 国际能源署（IEA）, 2014

图1：实现2040年应对气候变化目标时低

碳能源的增长情况，可再生能源将占发电量

一半以上1。

庞大（图2），估计在每年5450亿至8100亿

美元之间。

·· 1.8亿公顷灌溉用地，年经济产值4750亿至

6100亿美元。

·· 14.5万平方公里的城市区域内有6.6亿人口面

临洪水风险；在受水电影响的流域范围内，

每年的洪灾损失约为170亿至400亿美元，反

过来可以理解为进行洪水管理的潜在价值。

·· 880亿立方米库容用以供水，可满足约6亿

人的饮用水需求，经济价值预计在530亿至

1610亿美元之间。

4 河流的力量：案例分析

图2

但是，水电行业这种大

规模增长必须要按正确

的方式进行。一般来

讲，独立规划的水电项

目很难充分发挥其多重

效益（独立规划是指仅

考虑单个项目，或者没

有考虑发电之外的其他

因素）。事实上，这些

项目极有可能对30多万

公里河流的环境和周边

社区造成负面影响。

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但是，水电行业这种大规模增长必须要按正确的

方式进行。一般来讲，独立规划的水电项目很难

充分发挥其多重效益（独立规划是指仅考虑单个

项目，或者没有考虑发电之外的其他因素）。事

实上，这些项目极有可能对30多万公里河流的环

境和周边社区造成负面影响。

·· 仅考虑单个项目的盈利需求时，项目的规划

设计往往只着眼于本身的电力产出，而忽略

了其在更宏观的能源目标中的角色，例如将

水电与间歇性可再生能源整合上网；特别是

当水电项目首先占据有利选址时，该地区的

宏观能源目标也将更难得以实现。

·· 规划不当的水电项目不仅无助于实现更广泛

的多重效益，有时还会因水电开发和运行中

的问题产生社会矛盾。这些冲突可能造成已

建项目被起诉、改变运营模式或强制改造；

也可能致使规划项目或在建项目产生延误、

成本超支或彻底被取消。水电项目通常规模

巨大、情况复杂、因地而异，因此有许多因

素可能导致这类损失。然而，社会和环境冲

突是其中最主要的因素，一些产生重大影响

的水电项目也使得水电行业的整体延期和超

支状况高于其他大型基础设施项目。这反过

来影响了投资者对水电项目风险和不确定性

的看法，动摇了投资信心。近期因延误、叫

停或终止而被高度关注的项目包括密松（缅

甸），HidroAysen（智利），圣路易斯塔帕

若斯（巴西）和贝罗蒙特（巴西），这些实

例充分说明了在规划和选址过程中对环境和

社会影响考虑不足，将会给开发商和投资者

带来重大风险。前三个项目导致了13亿美元

的投资被搁浅，180万千瓦装机未开发。

·· 水电扩张带来的环境和社会成本可能是巨大

的。水电增长对生态系统和社区的负面影响

在理论模型和实际案例中均得到验证。例如

湄公河干流大坝全部建成后，洄游性鱼类生

物量预计下降40~60％之多2。在高收入国

家，大坝已经是淡水生物种类灭绝和淡水生

态系统服务功能下降的主要原因。未来水电

建设将主要发生在中低收入国家，预计影响

超过30万公里自由流淌的河流，而仍有大量

的农村人口依赖这些河流为其提供食物和生

计来源。统计数据显示，未来水电增长幅度

最大的流域目前至少提供了450万吨渔业产

品，足以成为1亿人动物蛋白的主要来源3。

政府面临一个显而易见的困境：系统性规划和管

理可以减少水电带来的负面影响，确保水电符合

并有助于实现国家能源和水资源战略目标；但政

府通常认为系统性规划会延误进度或增加项目成

本。

·· 战略规划往往被视为漫长而繁琐的过程。政

府可能会担心这一过程虽然选出了符合国家

战略利益的项目，但对开发商和投资者来说

缺乏财务吸引力，从而抑制资本进行投资。

从这个角度来看，选择战略发展路径将以延

误发展或抑制投资为代价。

·· 另一方面，虽然单纯财务收益高的项目更容

易吸引投资，但也可能导致更大的负面影

响，而且不利于实现宏观战略目标，甚至是

综合经济利益。

·· 我们目前需要用来识别、评估和选择水电开

发与运行方案的方法和工具，帮助我们找出

具有战略影响力、影响较低又同时具有财务

竞争力的方案。

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2 洄游性鱼类是当前渔业中最重要的组成部分，每年创造110亿美元的价值，并且是数以千万计人口的主要蛋白制来源和生计来源。 3 淡水渔业捕捞量通常是低报的，因此实际总量可能更高。

8 河流的力量：案例分析

水电工程系统性规划整合了流域的多重目标，并

纳入多个模型，因此可以从两个层面确保经济价

值：一，统筹优化、兼顾全局；二，改善风险管

理，减少因环境和社会影响造成的延误和超支

问题。水电工程系统性规划可以选出内部收益率

（IRR）高的投资组合。这些项目组合可以用优

异的回报为项目的经济、社会或环境目标“买

单”（即由于采取了系统规划规避风险使得IRR

获得大幅提升，为满足社会效益和环境收益产

生的成本会损失一部分IRR，但仍比传统模式的

IRR要高。）。由此可见，通过实施水电工程系

统性规划，可以产生一系列兼顾战略意义和财务

竞争性的项目，政府也获得了战略规划发展的费

用，从而解决了本段开头提到的政府的困境。

·· 目前，水电常常是在项目层面上单个决策

的。每个项目都在单一开发商的需求上改变

了流域物理状况（比如流量、输电线路和其

它基础设施），进而影响流域未来可能的

发展，也因此错失实现流域系统性经济价值

的可能性。水电工程系统性规划整合了水资

源管理、环境、能源和财务模型，在综合模

型的指导下进行项目选择，以期达到系统最

优化，使最终的项目组合具有系统性效益最

大化。这样得到的项目组合比现行传统模式

（“Business·as·Usual”,·BaU）下逐个决

定的项目具有更高的平均财务收益。

·· 此外，与传统模式相比，水电工程系统性规

划可以更有效地对项目风险进行识别和管

理，进而提升其经济效益。更优的选址和设

计方案可以减少由于环境和社会因素导致的

冲突、超支和延期。延期通常会导致项目的

内部收益率大幅下降，因为每延迟一个月，

就意味着多一个月的额外支出、少一个月的

预期收入。在新项目的选择和设计过程中引

入水资源管理和生态系统模型，可以更切实

地对环境风险进行评估，并将预测结果纳入

投资回报模型。这样所选择出的项目组合风

险较低，与传统模式相比极大改善了项目的

内部收益率。

·· 在本文的哥伦比亚案例中，水电工程系统

性规划选出的项目组合在满足电力需求的

同时，与传统模式方案相比，社会影响减小

66%，环境影响减小5%，而内部收益率则

从13%提高到22%，项目净现值由24亿美元

增至53亿美元（图3）。

水电工程系统性规划广义来讲是一种综合性、系统性的规划和管理方法。它主张在早期阶段充分整合包括环境与社会问题在内的所有因素，使得水电能够产生多重效益，并更具可持续性。

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图3

哥伦比亚玛格达莱纳河，通过水电工程系统性规划和传统模式方法所规划水电项目内部收益率模型分布的比较。

10 河流的力量：案例分析

水电工程系统性规划与传统模式相比，规划装机

容量相似，但环境影响更小，同时可以兼顾其它

需求，例如灌溉和渔业等，使其它水资源管理的

收益提高5%至100%以上

·· 水电工程系统性规划能够带来水电开发之外

更为广泛的经济效益。与传统模式相比，

水电工程系统性规划通过规划和管理使流域

内其它水资源使用模式的经济价值提高5％

至100％以上，而流域总装机容量几乎没有

损失或持平，在某些情况下甚至得到大幅提

升。在水资源缺乏的流域内，水库往往需要

兼顾灌溉、供水、防洪和洪泛区养殖等在内

的多重功能。在水资源丰富的流域内，水电

大坝功能相对单一，但有时仍需兼顾防洪和

供水功能。我们发现几乎在所有流域内，水

电工程系统性规划都有助于改善其环境影响

（图4），而由于经济、社会、基础设施和生

态系统之间相互作用的复杂性，不同流域获

得改善的方面各有不同。

·· 在早期规划阶段实施水电工程系统性规划并

以此指导选址和设计，可以大幅度改善综合

水资源管理。

·· 每个流域特定的资源、制约因素和发展机会

决定了流域的复杂性。例如，在某个流域

里一些因素之间是正相关的，在另外一个流

域里就是负相关的。因此从一组案例的研究

结果推广到全球范围内确实面临着巨大的挑

战。尽管如此，衡量在世界范围内应用水电

工程系统性规划是否能够改善整体经济效益

仍然是有意义的。因为哪怕仅仅将其它水资

源管理的经济效益提高5％，也相当于在全球

范围内每年增加300亿至400亿美元的收益，

这一数字与每年全球的水电投资额相当。这

足以说明，各国政府和发展组织应积极推动

在规划和决策过程中以及融资和监管体系内

纳入系统性规划方法，从而确保这部分潜在

收益。更何况很多区域推行系统性规划可能

带来的实际收益往往高于5%。

前行之路：切实可行、因地制宜地推广并实施系

统性规划

·· 水电工程系统性规划通过新的模型工具和方

法，可以整合不同的目标、数据源以及模型

组，在相对较短的时间内为开发和管理提供

可量化、可视化的分析结果。因此，应用系

统性规划工具非但不会推迟决策或投资的时

间表，反而减小了不确定性和可能的延期，

进而降低投资风险。

·· 水电工程系统性规划并不是一个全新的流

程，它的概念和工具可以与现行的规划管理

过程相结合，在电力规划评估、流域总体规

划以及战略环境评价中均可应用。

·· 可以通过下列机制推广系统性规划：

·· 项目准备授信额度（project· preparation·

facility）：第一，该资金支持政府通过水电

工程系统性规划进行前期规划和项目选点；

第二，选址确定后，该资金协助坝址的项目

准备工作。这类金融工具有助于发展银行获

得盈利性高、风险低、满足国家整体战略目

标的项目组合。

·· 政府可以通过电力购买协议、为稳定能源付

费、保证上网电价等方式提高战略性项目的

吸引力，通过竞拍选择开发商。

执行摘要 11

图4

在九个流域的案例研究中，通过应用水电工程系统性规划可以实现经济和环境表现的改善。在每个案例中，水电工程系统性规划与传统模式在可比性的财务成本和（或）可比经济成本两方面作比较。流域则根据其（当前或未来的）开发情况和（丰富或稀缺的）水资源可利用量进行分类。

·· 为通过战略规划筛选出的项目优先提供优待

融资的机会，例如发展银行的贷款或绿色债

券等。

·· 环境管理机构可以将环境影响减缓措施分级

应用在环境评审、发证和环保措施要求之中

（减缓措施分级包括避免影响、最小化影响

和减缓及补偿影响四个等级）。在此基础之

上，系统性规划所选的项目可以应用快速审

批流程，因为这些项目在早期选择过程已经

考虑了项目和流域的发展目标，并且拥有更

全面的资料。

水电工程系统性规划可以

选出具有战略意义的、可持续

的项目组合，这样的开发模式

可以同时确保国家的经济利

益、投资者的财务收益以及河

流生态系统的环境价值。

关于大自然保护协会

大自然保护协会的全球淡水项目有超过400位专家学者

在500个不同类型的项目上工作。我们通过科学、创新与合

作的方式，在全球范围内应对河流面临的挑战。我们与水电

行业、政府和其它利益相关者共同合作，为水电规划和流域

管理提供战略性指导，共同保护和重建河流生态。

获取更多信息请访问： ·nature.org/powerofrivers

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