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水力發電永續發展 引領世界
來源:亮報 時間:2019-11-08 字體:[ ]

國際水電協會《2018水電現狀報告 行業趨勢及思考》公布了對全球近500座水庫溫室氣體足跡進行的一項研究表明,水電是最潔凈的能源之一。作為世界上最大的清潔能源發電來源,水電同時為管理水資源和緩解氣候變化提供重要服務。

什么是水力發電?

19世紀末期,隨著機械技術、電氣技術、輸電技術的發展,水力發電逐漸成為人類利用水能的主要方式。1878年,法國建成世界上第一座水電站。

水力發電先是把天然水流的能量(包括勢能、動能)轉換成水輪機的動能,之后,再以水輪機為原動機,推動發電機產生電能。發出的電能通過輸變電設施送入電力系統,供用電客戶使用。水力發電是個“大家庭”,成員包括常規水電、抽水蓄能發電、潮汐發電、波浪發電。常規水電利用河川(包括湖泊、地下水)水能發電,是技術成熟、開發最多的水力發電形式,長江三峽水利樞紐就是這種類型;抽水蓄能發電利用電力系統在負荷低谷時的多余電量將低處水庫(下水庫)內的水抽到高處水庫(上水庫),負荷高峰時再從上水庫引水發電,將水排入下水庫;潮汐發電利用海洋潮汐能發電;波浪發電利用波浪能發電。

水能是可再生能源,水力發電不排放有害氣體、煙塵、廢渣等污染物。常規水電站水能利用效率在85%左右,水電效率高。水輪發電機組能夠靈活地啟動、停機,是電力系統理想的調峰、調頻和事故備用電源。現代電力系統一般采用水電站、火電廠、核電廠聯合供電的方式。

數說水電

國際水電協會的分析表明,如果用燃煤代替水電,2017年將會額外釋放40億噸溫室氣體,化石燃料和工業的全球排放量將會高出10%。使用水電代替煤炭,避免了1.48億噸空氣污染顆粒物、6200萬噸二氧化硫和800萬噸氮氧化物的排放。

根據國際水電協會發布的《2019水電現狀報告 部門趨勢和洞察》,2018年,全世界水電裝機容量攀升至1292吉瓦(12.92億千瓦)。前5位依次為:中國(3.52億千瓦)、巴西(1.04億千瓦)、美國(1.03億千瓦)、加拿大(8100萬千瓦)、日本和印度(均為5000萬千瓦)。2018年水電發電量4200太瓦時(4.2萬億千瓦時),是可再生能源有史以來貢獻最大的一次。

2018年,從中國各省份水電裝機容量來看,四川、云南水電裝機規模位居全國前兩位,分別為7824萬千瓦和6666萬千瓦;湖北、貴州水電裝機容量緊隨其后,分別為3675萬千瓦、2212萬千瓦。預計到2019年年底,中國水電裝機容量將達到3.6億千瓦。

中國水電

中國水能資源地區分布不均,主要集中在西部地區;水能資源時間分布不均,河川徑流量主要集中在汛期,需要建設大型水庫進行調節。根據中國水能資源復查成果,并結合水利部小水電調查數據,中國100千瓦及以上的水電站技術可開發裝機容量約6億千瓦,水能資源豐富,技術可開發量占全球的17%,居世界第一。

中國的首座大型水電站是黃河上的第一座水電站三門峽。此后,我國自行設計、建設大型水電站新安江水電站。新安江水電站是我國自行設計、自制設備、自主建設的第一座大型水電站,也是我國第一座百米高的混凝土重力壩。

長江上葛洲壩水電站的建設,標志著我國的水利水電工程建設達到了一個前所未有的新高度。葛洲壩水電站不僅是當時我國最大的水電站,而且還是在長江干流上的第一座水電站,僅就其工程截流的難度而言,就已是空前絕后的。當時,葛洲壩水電站270萬千瓦的裝機容量和140億千瓦時的年發電量,約占當時全國水電的三分之一,為我國華東地區的經濟社會發展,提供了巨大的動力和保障。

目前,世界上最大的水電站是我國2003年建成投產的三峽工程;最高的碾壓混凝土壩(216m)是我國2007年投產的龍灘水電站;世界上最高的混凝土面板堆石壩(233m)是我國2008年投產的水布埡水電站;最高的雙拱壩(305m)是我國2013年建成投產的錦屏一級水電站。目前我國正在建設的雙江口水電站的堆石壩,高度將達到312m,建成后將成為全世界第一的高壩,刷新所有的世界紀錄。

1910年 中國大陸第一座水電站——石龍壩水電站開工建設。電站位于云南昆明市郊,裝機容量480千瓦,1912年4月發電。

1957年 浙江新安江水電站開工建設。

1958年 甘肅劉家峽水電站開工建設。1969年第一臺機組發電,1974年竣工。設計裝機容量122.5萬千瓦,是中國自行設計和建設的第一座百萬千瓦水電站。

1982年 云南魯布革水電站開工建設。1988年第一臺機組發電,1992年通過竣工驗收。裝機容量60萬千瓦,是中國首次利用世界銀行貸款并實行國際招投標、業主負責制和項目監理制的工程。

1991年 四川雅礱江二灘水電站主體工程開工建設。1998年并網發電,2000年通過竣工驗收。裝機容量330萬千瓦,是中國20世紀建成的最大水電站。

1992年 第七屆全國人民代表大會第五次會議通過《關于興建長江三峽工程的決議》。1997年11月,長江三峽工程順利實現大江截流。2003年11月,三峽工程首批機組投產發電。2008年10月,左、右岸電站26臺機組全部投入運行。

2004年 以黃河公伯峽水電站1號機組(30萬千瓦)投產發電為標志,中國水電裝機突破1億千瓦。

2017年 白鶴灘水電站全面開工建設,總裝機1600萬千瓦,僅次于三峽水電站,居世界第二;單機容量達100萬千瓦,居世界第一。

截至2018年年底 中國水電裝機達3.52億千瓦。

長江三峽水利樞紐

長江三峽水利樞紐(以下簡稱三峽工程)壩址地處長江干流西陵峽河段、湖北省宜昌市三斗坪鎮,控制流域面積約100萬平方公里。三峽工程自2008年汛末開始試驗性蓄水以來,防洪、發電、航運、補水、生態等巨大綜合效益全面發揮,為促進長江經濟帶發展戰略的實施做出了重大貢獻。

三峽工程規模大、地理位置特殊,是長江防洪的關鍵骨干工程,能控制荊江河段洪水來量的95%以上,控制武漢以上洪水來量的2/3左右,特別是能夠有效控制上游各支流水庫以下至壩址約30萬平方公里暴雨區產生的洪水。三峽工程使荊江河段的防洪標準由10年一遇提高到100年一遇,有效保障人民生命財產安全,為長江中下游經濟社會發展營造安瀾環境。

截至2018年年底,三峽工程累計攔洪運用47次,總蓄洪量1440億立方米,有效攔蓄了上游洪水,干流堤防沒有發生一處重大險情。據中國工程院試驗性蓄水評估報告測算,三峽工程多年平均防洪效益88億元;其中2008年~2013年,三峽工程累計產生的防洪經濟效益高達925.2億元。

三峽電站總裝機容量為2250萬千瓦,輸電范圍覆蓋大半個中國,在優化能源結構、維護電網安全穩定運行、實現全國電網互聯互通、促進節能減排等方面作用巨大。

截至2018年11月,三峽電站累計發電量突破11800億千瓦時。其中:2014年發電988億千瓦時,創單座電站世界紀錄;2018年發電1016.2億千瓦時,首次突破1000億千瓦時,創造國內單座水電站年發電紀錄。三峽電站地處華中腹地,電力系統覆蓋長江經濟帶,在全國互聯電網格局中處于中心位置,對全國電網互聯互通起到關鍵性作用,成為“西電東送”的中通道,實現了華中與華東、南方電網直流聯網。

三峽電站歷年累計發電量相當于替代燃燒原煤5.9億噸,減少11.8億噸二氧化碳、1180萬噸二氧化硫、11.8萬噸一氧化碳、437萬噸氮氧化物的排放。

三峽水庫蓄水極大改善了長江重慶至宜昌間航運里程570公里~650公里,庫區干流航道等級由建庫前的III級航道提高為I級航道,庫區航道年通過能力由1800萬噸提高到1億噸以上。2016年9月18日,世界上規模最大、技術最復雜、建設難度最高的三峽升船機進入試通航階段,使三峽工程增加了一個近千萬噸的快速過壩通道,進一步提升了三峽工程航運通過能力。


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