第二章 商业模式和技术发展

2．1 水利水电行业产业链

图 基建产业链全景图

资料来源：资产信息网 千际投行 Wind

水力发电的实现包括对于水电站的建设，再到进行水力发电的运营，水电中游行业将电力接入下游的电网行业实现上网。水电站的建设工作包括前期的工程咨询规划、水电站各类设备的采购以及最终进行建筑施工。中游以及下游的行业构成较为单一，结构稳定。

目前，我国水电行业上游的工程咨询行业主要代表企业有中国电建、华昆工程管理咨询有限公司、中咨智达工程咨询有限公司等。机电设备行业主要参与者有东方电气、哈电集团等。水电建筑施工行业代表性企业有浙江省水电建筑安装有限公司、中国水电等。中游的水力发电行业主要是长江电力以及五大发电集团。下游的电网行业主要参与者是国家电网以及南方电网。

图 水电产业链

资料来源：资产信息网 千际投行

水电产业链相关企业可以大致划分为工程类、制造类及运营类三种产业。工程类产业（中游建筑产业）：业务基本遵循“竞标－垫资建设－回款”流程，业务利润与承接业务量、项目利润率、中标下浮率、材料人工成本、工程进度等因素高度相关。制造类产业（上游材料供应产业、中游机电设备制造产业）：主要通过“采购－生产－销售”这一增值活动来创造收益，业务利润与成本／售价和渠道息息相关。运营类产业（下游水力发电产业和辅助电网输配电产业）：主要是基于在手资产向客户群提供服务从而获取收益，企业价值主要依赖于资产规模和存续期，以及服务收费水平。

从水利建设的从产业链来看上游主要包括建筑材料、输水管道等，中游涵盖水利工程设计、施工及养护等，下游主要包括政府城投公司等。“宽财政”预期下，水利投资规模迎来快速增长，利好水利投资全产业链。从弹性上来看，上游管道和中游工程施工企业受益于水利建设的程度较高。

图 水利建设产业链

资料来源：资产信息网 千际投行 产业发展研究网

长期以来，我国水利建设领域基本采用传统的设计与施工相分离的交易方式，即DBB（Design—Bid—Build）方式，使工程设计方既没有条件，也没有动力去进行工程设计施工的整体优化，导致在一些水利建设项目上出现较为严重的实际投资超概算等浪费现象。随着社会主义市场经济的发展，水利建设领域这种单一交易方式一统天下的弊端越来越被人们所认识，引进工程设计施工总承包 （以下简称 “工程总承包”）、创新和发展工程交易方式的呼声越来越高。

然而，在传统观念的影响下，相当一部分人认为，工程总承包就应采用固定总价合同，并适用于 “现场数据” （工程建设条件）不确定性较小的工程项目。这种守旧、片面的认识，阻碍着工程总承包在政府投资、“现场数据”不确定性较大的水利建设项目上的应用。事实上，工程总承包的最大优势并不在于是否采用固定总价合同，也不在于合同治理结构简单，而在于其将设计和施工整合后发包给一个承包商。实行工程总承包，可激发设计施工总承包商优化工程的积极性；设计与施工的结合，为总承包商优化工程提供了平台和空间。正是工程总承包的上述优势，使某些水利建设项目实行工程总承包后能产生明显的增值效果。

下游行业产业政策和投资规模的变化，将影响工程承包施工市场的需求，根据国家“中长期发展纲要”，国家将继续推动基础设施建设，水利建设开发等行业将保持快速增长，水利建设工程承包与施工市场需求旺盛。近年来，政府及城投公司等对水利建设行业投入高价值机械设备的再利用和精细化项目管理的实施，水利建设行业仍能实现较好的利润增长。

水利建设上游行业的发展、景气状况直接影响水利建设项目的原材料供应。水利建设主要原材料如钢铁、水泥、输水管道的价格波动，将导致工程项目的成本和毛利率波动。近年来，我国全社会固定资产投资规模巨大，带动了建筑材料行业的增长，预计未来几年投资仍是拉动我国经济增长的重要动力，建筑材料行业发展良好。

2．2 商业模式

（1）水利建设

从水利建设模式来看，中国水利工程建设模式整体上经历了代建模式、施工总承包模式、工程总承包模式、BT模式和PPP模式。

代建模式是指政府投资的水利工程建设项目通过招标等方式选择具有水利工程建设管理经验、技术和能力的专业化项目建设管理单位，负责项目的建设实施，竣工验收后移交运行管理单位。

施工总承包模式是指水利工程发包方将施工任务（一般指土建、安装等工程）发包给具有相应资质条件的施工总承包单位，由其负责水利工程的土建、安装等工作。

工程总承包模式是指从事水利工程总承包的企业受业主委托，按照合同约定对工程项目的可行性研究、勘察、设计、采购、施工、试运行、竣工验收等实行全过程或若干阶段的承包，分为过程内容模式（如EPC模式、DB模式、EP模式、PC模式等）和融资运营模式（BOT模式和BT模式）。

PPP模式是指水利建设单位与政府主管部门通过特许权协议形成一种伙伴式合作关系，共同推动水利工程项目建设。

从水利PPP模式来看，国家力推PPP模式，水利PPP大有可为。水利具有公益性、基础性、战略性，具有公共产品属性，比如防洪抗旱，也具有营利性属性，比如供排水，是公益性和营利性的结合。《关于鼓励和引导社会资本参与重大水利工程建设运营的实施意见》提出拓宽社会资本进入领域，除法律、法规、规章特殊规定的情形外，重大水利工程建设运营一律向社会资本开放。只要是社会资本，包括符合条件的各类国有企业、民营企业、外商投资企业、混合所有制企业，以及其他投资、经营主体愿意投入的重大水利工程，原则上应优先考虑由社会资本参与建设和运营。鼓励统筹城乡供水，实行水源工程、供水排水、污水处理、中水回用等一体化建设运营。

同时，中国出台了水利PPP支持政策，包括保障社会资本合法权益、政府投资引导带动、财政补贴、政策性金额、税收优惠、用地支持等。水利与PPP结合性好，且政策支持力度大，水利PPP发展空间大，水利PPP项目大有可为。

（2）水电

水电行业属于重资产行业，典型的水电站建设、运营可分为四期。建设期：资金需求大，是典型的重资产行业。水电站的建设周期大约在5～10年，该时期投资现金流大量流出，在建工程不断增长，而无营业收入。

运营期一：折旧期＋贷款还本付息期：重资产模式的水电公司，通常折旧占成本比重较大，而需要实际现金支出的财务费用及其他营运成本仅占总营业成本的55％～65％。因此，进入经营期后，充沛的现金流用于还债，财务费用下降，利润、现金流逐步提升。

运营期二：折旧期（还本付息结束）当公司有息资产负债率达到目标值后，公司将不再继续大量偿债，利息支出将维持低水平；该阶段现金流和净利润均在较高水平。运营期三：折旧期结束：通常水电站的综合折旧年限在25～30年，而由于水电设备的技术水平相对较为简单，加之受自然条件影响，水电设备进行扩容和升级改造的可能性较小，水电站的运营期可长达百年。该阶段已完成折旧，利润大幅提高，并仍保持高现金流流入、低负债率的特点。

图 水电生命周期

资料来源：资产信息网 千际投行 产业发展研究网

2．3 技术发展

水利水电工程建设中的土石方施工是技术性要求最高、危险系数最高的一个项目，作为基础性工程，它的施工质量直接决定了工程项目的整体质量和性能结构。土石方工程主要分为爆破工程、土石方挖掘工程、基岩支护工程、土石坝建设工程以及地下工程几个部分，每项工程几乎都需要使用到大型机械或高危材料。文章对水利水电工程土石方施工技术发展进行分析的目的就在于降低施工危险性，提高工程综合效益。

爆破技术

传统的土石方爆破采用的是土制的炸药，需要人工进行爆破，爆破时，清理现场人员和设备，专业爆破人员躲在足够安全的位置，进行拉线爆破，爆破位置则主要是依据火药的药量爆破范围来确定，爆破精度低，危险系数高，也因此传统的水利水电工程土石方施工作业总是会出现人员伤亡。

进入新世纪之后，人们研发了更多先进的爆破仪器，包括定位仪、电子爆破器、远程爆破设备等等，这些爆破设备拥有了更高的精度，根据需要爆破的面积和火药爆炸力，选择合适爆破点，技术人员可在远处进行远程爆破控制，安全系数更高，电子爆破器则是一种不需要火药的爆破设备，这种爆破设备的安全性更上一层。传统的爆破施工也从传统的手风钻转变为现在的潜孔钻技术，不仅如此，传统的手工火药配比和装药也转变为了现代的全自动化机械装药技术，该技术的使用可以对火药容量实现更加精确和安全的控制。

爆破技术实施的的第一步是根据爆破面积设置爆破点，准备实施爆破前，清理现场人员，避免造成人员误伤；爆破完成之后需等待片刻才能够进入现场进行其它作业，避免松动的土石滚落，造成人员受伤。

土石方施工技术

按照施工步骤，可将土石方施工技术分为土石方挖掘技术、基岩支护技术、土石坝建设技术以及地下工程施工技术，随着近几年来国家水利水电工程施工项目的增加，传统的一些施工技术都进行了发展和创新，它们同时也为水利水电工程的建设作出了重要的贡献。下面，笔者就将对土石方施工技术进行分析。

（1）基岩开挖支护技术

基岩开挖前一定要对地层解剖结构有一个详细的了解，逐层对岩石进行挖掘，挖掘时注意做好开挖支护工作，可用防护网将周围已爆破但未进行挖掘的土方覆盖起来，避免石头坠落砸伤施工人员，挖到一定深度时，则需要进行桩支护和排水工作。根据挖掘面积和机械使用情况，估算作业是地层受到的振动力大小，科学排布支护桩，均匀分散作业压力。使用大型机械进行挖掘作业时，地层受到的压力很大，而且非常集中，一旦发生坍塌，作业人员和机械将一并被掩埋的土方当中，救援难度非常大，因此，务必要做好土石方挖掘的支护技术，对于地层较为松软的地层，应当适当地进行硬化处理，避免发生塌陷。

（2）土石方施工机械设备的发展

在我国，由于应用土石方施工技术并不发达，起步较晚，在与一些西方国家相比较会存在一定的差距由于我国在上个世纪末，在建设一些大型的项目当中一般都是使用半机械化应用，而转变为全机械化的速度非常慢，在我国60年代末，施工过程当中使用机械化的能力水平是非常低下的，主要还是应用手风钻设备，挖掘机以及自卸汽车等，效率比较低下，在建设大型的土石方工程时，就必须大量的引进国外的先进技术设备但发展到上个世纪末，施工技术机械水平便开始大力发展，并且速度很快，从一开始的缓慢期逐渐的发展为飞速期，在这个阶段我国在建设施工时所常用的机械设备包括了几种，有运输、挖装机、钻孔以及辅助机械等，它们可以配套使用，并且成为最重要的机械设备。

（3）土石坝施工平衡技术

土石坝施工中难度较大的是如何保持作业机械的平衡，凸显其作业质量和作业优势。由于水利水电工程的建设地区地质环境通常比较复杂，现场地面平整度差，机械在进行作业时，很难保持其平衡度，这就需要使用到平衡技术，与此同时，超高形土石坝的建设同样需要平衡技术的支持。平衡技术的研发有力地推动了土石坝建设施工的发展，并在其中起到了关键性的作用。

大型的水利水电工程建设数目较多，很多的土石坝高度都超过了30m，对于这一类型的土石坝工程，必须要使用上平衡技术才能保障建设施工的安全性和土石坝结构的稳定。传统的土石坝建设一般是通过利用物理学原理人工计算并设计平衡结构，现代的虚拟现实技术和计算机技术可以实现对土石坝建筑的预施工，以此确定土石坝的建设结构。

（4）地下工程施工技术

水利水电工程由很多的地下洞室，而且其规模和数量还在随着工程的增加而增加。传统的爆破和施工技术施工效率低、机械化程度低、安全系数低，可控性也比较差，现代支护技术、新型施工机械和其它技术的研发和创新革新了传统地下施工的局面，如今，人们已经可以利用大型的机械进行洞室挖掘，先进的支护技术，例如锚杆支护技术也为施工提供了可靠的安全保障。

针对一些地下环境较为复杂、地下水资源丰富、岩溶发育不规律的地区，可通过技术勘察、模拟施工、大型的施工机械和先进的施工技术为工程质量提供基础，不需要再像传统的地下施工那样遭遇问题、解决问题，现代的地下工程施工已经转变为了发现问题、预处理、遭遇问题、处理问题的作业步骤，大大的提高了施工进度。

（5）混凝土施工技术

土石坝施工中作业周期最长、工程量最大的就是混凝土施工技术，一般来说，30m的土石坝，混凝土施工量就占据了80％。现代的混凝土施工技术主要分为预制混凝土和现浇筑混凝土两种，预制混凝土是根据施工现场需要的混凝土尺寸和形状在别处浇筑完成之后，运输到现场进行对接，形成需要的混凝土整体；现浇筑混凝土则是在施工现场直接拌合混凝土进行浇筑，前者具有性能好、成本低、操作性强的特点，后者则多用于建筑物施工。

在土石坝施工中，可根据实际情况进行选择，笔者认为，工程量比较小的土石坝可优先选择预浇筑混凝土施工方式，注意控制模板的安全和拆卸工作，现场需预留足够的运输通道，加强混凝土的后期养护管理；对于工程量较大的土石坝，则可选取现浇混凝土方式，注意事项与预制混凝土相同。

科学技术的发现给水利水电工程建设提供了良好的技术支持，推动了国家水利水电系统的完善，其中发展较快的便是关于土石方施工的技术，虽然目前看来我国的水利水电工程土石方施工技术已经处于一个较为先进的状态，但是未来国家水利水电工程的发展要求还需进一步的发展土石方施工技术，以提高工程质量。

2．4 政策监管

近年来，我国出台多项与水电发力相关的政策，推动水力发电行业的建设和发展。2016年发布的各项“十三五”规划，全面布局了水力发电行业的五年发展。经过五年的建设发展，我国如今的水力发电能力已经有了大幅度提升。在“十四五”纲要中，再次明确强调了可再生新能源的重要性，要求加快水电站的布局，推动能源清洁化。

2013年5月6日，国务院总理李克强在主持召开国务院常务会议上，要求年内出台完善水电上网价格形成机制改革方案。2013年初，发改委在小范围内对水电定价机制的改革征求了意见，2014年1月11日，发改委发布《关于完善水电上网电价形成机制的通知》，明确不同情境下水电价格形成与确定的机制。2017年10月，针对西南地区尤其是四川、云南弃水问题，实现水电资源的充分利用和优化配置，发布《促进西南地区水电消纳的通知》，在其中提出完善价格机制，提高水电竞争力。2019年，发改委进一步要求降低一般工商业电价。

2021年5月发改委发布《关于“十四五”时期深化价格机制改革行动方案的通知》，进一步深化水电上网电价市场化改革，完善抽水蓄能价格形成机制。平稳推进销售电价改革，有序推动经营性电力用户进入电力市场，完善居民阶梯电价制度。

水利建设方面，政策红利持续加码。2011年中央一号文件提出＂水是生命之源、生产之要、生态之基＂，＂水利是现代农业建设不可或缺的首要条件，是经济社会发展不可替代的基础支撑，是生态环境改善不可分割的保障系统，具有很强的公益性、基础性、战略性＂，＂加快水利改革发展，不仅事关农业农村发展，而且事关经济社会发展全局；不仅关系到防洪安全、供水安全、粮食安全，而且关系到经济安全、生态安全、国家安全＂。＂一号文件＂大幅提高了水利的战略地位，也开启了水利政策红利释放的＂闸门＂。2012年3月中国人民银行、水利部等七部委联合下发《关于进一步做好水利改革发展金融服务的意见》，积极通过注入资本、财政补助以及重组增加水电站、城市供水等部分优质资产的方式，支持有实力的水利融资平台公司整改为一般公司类法人，银行业金融机构应积极予以支持，水利支持政策已经由＂务虚＂向＂务实＂转变。

之后，国务院及各部委出台了多个水利支持政策，比如2012年6月发布的《水利发展规划（2011－2015年）》、2012年12月发布的《国家农业节水纲要（2012－2020年）》、2014年9月发布的《全国抗旱规划实施方案（2014－2016年）》、2015年3月发布的《关于鼓励和引导社会资本参与重大水利工程建设运营的实施意见》和《水污染防治行动计划的通知》、2016年12月发布的《水利改革发展＂十三五＂规划》，水利行业发展得到了政策的呵护，政策红利持续释放。

图 水利水电相关政策

资料来源：资产信息网 千际投行 Wind

图 水利行业部分标准

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