- 水能
簡介
水能是一種可再生能源,水能主要用于水力發(fā)電。水力發(fā)電將水的勢能和動能轉(zhuǎn)換成電能。以水力發(fā)電的工廠稱為水力發(fā)電廠,簡稱水電廠,又稱水電站。水力發(fā)電的優(yōu)點是成本低、可連續(xù)再生、無污染。缺點是分布受水文、氣候、地貌等自然條件的限制大。容易被地形、氣候等多方面的因素所影響,目前,國家還在研究如何更好的利用水能。
含義
廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源;
狹義的水能資源指河流的水能資源。是常規(guī)能源,一次能源。狹義的水能是指河流水能。人們目前最易開發(fā)和利用的比較成熟的水能也是河流能源。.
原理
水的落差在重力作用下形成動能,從河流或水庫等高位水源處向低位處引水,利用水的壓力或者流速沖擊水輪機,使之旋轉(zhuǎn),從而將水能轉(zhuǎn)化為機械能,然后再由水輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn),切割磁力線產(chǎn)生交流電。
而低位水通過水循環(huán)的陽光吸收而分布在地球各處,從而回復(fù)高位水源的水分布。
水不僅可以直接被人類利用,它還是能量的載體。太陽能驅(qū)動地球上水循環(huán),使之持續(xù)進行。地表水的流動是重要的一環(huán),在落差大、流量大的地區(qū),水能資源豐富。隨著礦物燃料的日漸減少,水能是非常重要且前景廣闊的替代資源。世界上水力發(fā)電還處于起步階段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水運動均可以用來發(fā)電。也有部分水能用于灌溉。
計算
河川徑流蘊藏著一定的水能?,F(xiàn)代的水能利用,主要是利用水能進行發(fā)電,也就是水力發(fā)電。水電站的產(chǎn)品是電能,出力和發(fā)電量是水電站的兩種重要的動能指標(biāo)。確定水電站的出力和發(fā)電量這兩種動能指標(biāo)的計算稱為水能計算。
在水電站建設(shè)和運行的不同的階段,水能計算的目的和任務(wù)是不同的。在規(guī)劃設(shè)計階段,主要是選定和水電站及其水庫的有關(guān)參數(shù),比如水電站裝機容量、正常蓄水位、死水位等。
在運行階段,不同的運行方式,水電站的出力及發(fā)電量不同,產(chǎn)生的效益不同。這個時候進行水能計算的目的主要是為了確定水電站在電力系統(tǒng)中的最有利運行方案。
按照水流能量的有關(guān)因素,考慮能量轉(zhuǎn)化當(dāng)中發(fā)生的損失,可以推出水能計算的基本公式
N=9.81ηQ電H凈
式中N——水電站的出力,kW;
η——水電站的效率系數(shù);
Q電——發(fā)電引用流量,m3/s;
H凈——水電站凈水頭,m。
水電站保證出力及其計算
?。?)保證出力的含義
水電站利用水能來發(fā)電,因此它的工作受到河川徑流的制約。為了衡量水電站承擔(dān)發(fā)電任務(wù)的能力,引入保證出力這樣一個動能指標(biāo)。
保證出力是指水電站相應(yīng)于設(shè)計保證率的枯水時段的平均出力,可以簡寫為N保。
1)N保雖然是功率,但是它是時段的平均出力,因此,
N保是表示水電站提供電能的能力的指標(biāo),而不表示提供瞬時出力的能力。
2)由于河川徑流具有隨機性,使得一定時期內(nèi)水電站能夠提供的電能也是隨機的,并且相應(yīng)于一定頻率。N保相應(yīng)于設(shè)計保證率。
3)N保實際上應(yīng)當(dāng)是水電站發(fā)電受限的時段的平均出力。在大多數(shù)情況下,水電站發(fā)電主要是受水量限制,所以說N保是相應(yīng)于設(shè)計保證率的枯水時段的平均出力。
4)設(shè)計保證率是在多年工作期間,用水部門正常工作得到保證的概率。因為N保相應(yīng)于設(shè)計保證率,所以,如果水電站的時段平均出力達到了N保,就屬于正常工作。換句話說,N保即為正常工作狀況下,最小的時段平均出力。
5)與水電站保證出力時段相應(yīng)的發(fā)電量稱為水電站的保證電能。保證電能可以簡寫為E保,E保直接表示了水電站提供電量的能力
特點
水能資源最顯著的特點是可再生、無污染。開發(fā)水能對江河的綜合治理和綜合利用具有積極作用,對促進國民經(jīng)濟發(fā)展,改善能源消費結(jié)構(gòu),緩解由于消耗煤炭、石油資源所帶來的環(huán)境污染有重要意義,因此世界各國都把開發(fā)水能放在能源發(fā)展戰(zhàn)略的優(yōu)先地位。
優(yōu)點
其優(yōu)點是成本低、可連續(xù)再生、無污染。
1.水力是可以再生的能源,能年復(fù)一年地循環(huán)使用,而煤炭。石油、天然氣都是消耗性的能源,逐年開采,剩余的越來越少,甚至完全枯竭。
2.水能用的是不花錢的燃料,發(fā)電成本低,積累多,投資回收快,大中型水電站一般3~5年就可收回全部投資。
3.水能沒有污染,是一種干凈的能源。
4.水電站一般都有防洪啟溉、航運、養(yǎng)殖、美化環(huán)境、旅游等綜合經(jīng)濟效益。
5.水電投資跟火電投資差不多,施工工期也并不長,屬于短期近利工程。
6.操作、管理人員少,一般不到火電的三分之一人員就足夠了。
7.運營成本低,效率高;
8.可按需供電;
9.控制洪水泛濫
10.提供灌溉用水
11.改善河流航動
12.有關(guān)工程同時改善該地區(qū)的交通、電力供供應(yīng)和經(jīng)濟,特別可以發(fā)展旅游業(yè)及水產(chǎn)養(yǎng)殖。美國田納西河的綜合發(fā)展計劃,是首個大型的水利工程,帶動著整體的經(jīng)濟發(fā)展。
世界上水能分布也很不均。據(jù)統(tǒng)計,已查明可開發(fā)的水能,我國占第一位,以下為俄羅斯、巴西、美國、加拿大、扎伊爾。現(xiàn)在世界上工業(yè)發(fā)達的國家,普遍重視水電的開發(fā)利用。有些發(fā)展中國家也大力開發(fā)水電,以加快經(jīng)濟發(fā)展的速度。世界上水能比較豐富,而煤、石油資源少的國家,如瑞士、瑞典,水電占全國電力工業(yè)的60%以上。水、煤、石油資源都比較豐富的國家,如美國、俄羅斯、加拿大等國,一般也大力開發(fā)水電。美國、加拿大開發(fā)的水電已占可開發(fā)水能的40%以上。水能少而煤炭資源豐富的國家,如德國、英國,對僅有的水能資源也盡量加以利用,開發(fā)程度很高,已開發(fā)的約占可開發(fā)的80%。水、煤、石油資源都很貧乏的國家,如法國、意大利等,開發(fā)利用程度更高,已超過90%。委內(nèi)瑞拉盛產(chǎn)石油,水電比重也占50%。由此可見,許多國家發(fā)展電力工業(yè),都優(yōu)先發(fā)展水電。
缺點
不利方面有:水能分布受水文、氣候、地貌等自然條件的限制大。水容易受到污染,也容易被地形,氣候等多方面的因素所影響。
1.生態(tài)破壞:大壩以下水流侵蝕加劇,河流的變化及對動植物的影響等。不過,這些負面影響是可預(yù)見并減小的。如水庫效應(yīng)
2.需筑壩移民等,基礎(chǔ)建設(shè)投資大,搬遷任務(wù)重.
3.降水季節(jié)變化大的地區(qū),少雨季節(jié)發(fā)電量少甚至停發(fā)電
4.下游肥沃的沖積土減少
水電廠
分類
按集中落差的方式分類
堤壩式水電廠
引水式水電廠
混合式水電廠
按徑流調(diào)節(jié)的程度分類
無調(diào)節(jié)水電廠
有調(diào)節(jié)水電廠
按照水源的性質(zhì),一般為常規(guī)水電站,即利用天然河流、湖泊等水源發(fā)電。
按水電站利用水頭的大小,可分為高水頭(70米以上)、中水頭(15-70米)和低水頭(低于15米)水電站。
按水電站裝機容量的大小,可分為大型、中型和小型水電站。一般裝機容量5,000kW以下的為小水電站,5,000至100,000kW為中型水電站,10萬kW或以上為大型水電站,或巨型水電站。
著名水電廠
中國
三峽水電站:世界上最大的水電站
葛洲壩水電站
小浪底水電站
美國
胡佛水壩
巴西
伊泰普水電站:南美洲最大的伊瓜蘇瀑布、世界上第二大水電站三峽水電站
其他國家
敘利亞迪什林水電站
開發(fā)方式
開發(fā)利用水體蘊藏的能量的生產(chǎn)技術(shù)。天然河道或海洋內(nèi)的水體,具有位能、壓能和動能三種機械能。水能利用主要是指對水體中位能部分的利用。水能開發(fā)利用的歷史也相當(dāng)悠久。
早在2000多年前,在埃及、中國和印度已出現(xiàn)水車、水磨和水碓等利用水能于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。18世紀(jì)30年代開始有新型水力站。隨著工業(yè)發(fā)展,18世紀(jì)末這種水力站發(fā)展成為大型工業(yè)的動力,用于面粉廠、棉紡廠和礦石開采。但從水力站發(fā)展到水電站,是在19世紀(jì)末遠距離輸電技術(shù)發(fā)明后才蓬勃興起。
水能利用的另一種方式是通過水輪泵或水錘泵揚水。其原理是將較大流量和較低水頭形成的能量直接轉(zhuǎn)換成與之相當(dāng)?shù)妮^小流量和較高水頭的能量。雖然在轉(zhuǎn)換過程中會損失一部分能量,但在交通不便和缺少電力的偏遠山區(qū)進行農(nóng)田灌溉、村鎮(zhèn)給水等,仍不失其應(yīng)用價值。20世紀(jì)60年代起水輪泵在中國得到發(fā)展,也被一些發(fā)展中國家所采用。
水能利用是水資源綜合利用的一個重要組成部分。近代大規(guī)模的水能利用,往往涉及整條河流的綜合開發(fā),或涉及全流域甚至幾個國家的能源結(jié)構(gòu)及規(guī)劃等。它與國家的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民的生活水平提高息息相關(guān)。因此,需要在對地區(qū)的自然和社會經(jīng)濟綜合研究基礎(chǔ)上,進行微觀和宏觀決策。前者包括電站的基本參數(shù)選擇和運行、調(diào)度設(shè)計等。后者包括河流綜合利用和梯級方案選擇、地區(qū)水能規(guī)劃、電力系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)和電源選擇規(guī)劃等。實施水能利用需要應(yīng)用到水文、測量、地質(zhì)勘探,水能計算、水力機械和電氣工程、水工建筑物和水利工程施工以及運行管理和環(huán)境保護等范圍廣泛的各種專業(yè)技術(shù)。
中國水能
現(xiàn)狀
1、資源豐富,但分布不均。中國水能資源西多東少,大部集中于西部和中部。在全國可能開發(fā)水能資源中,東部的華東、東北、華北三大區(qū)共僅占6.8%,中南5地區(qū)占15.5%,西北地區(qū)占9.9%,西南地區(qū)占67.8%,其中,除西藏外川、云、貴三省占全國的50.7%。
2、我國水能資源極為豐富,理論蘊藏量為6.8億千瓦,其中可開發(fā)的約有3.8億千瓦,但分布不均,主要分布在西南、中南(長江三峽、西江中上游)、西北(黃河上游)地區(qū)。到1990年,全國僅開發(fā)利用了9.5%,尚未開發(fā)利用的占絕大部分。因此,我國開發(fā)水電的潛力很大。
3、大型電站比重大,且分布集中。各?。▍^(qū))單站裝機10兆瓦以上的大型水電站有203座,其裝機容量和年發(fā)電量占總數(shù)的80%左右;而且,70%以上的大型電站集中分布在西南四省。
4、資源的開發(fā)和研究程度較低。目前已開發(fā)資源約為15%左右。
5、中國氣候受季風(fēng)影響,降水和徑流在年內(nèi)分配不均,夏秋季4~5個月的徑流量占全年的60~70%,冬季徑流量很少,因而水電站的季節(jié)性電能較多。為了有效利用水能資源和較好地滿足用電要求,最好建水庫調(diào)節(jié)徑流。
6、中國地少人多,建水庫往往受淹沒損失的限制,而在深山峽谷河流中建水庫,雖可減少淹沒損失,但需建高壩,工程較艱巨。
7、中國大部分河流,特別是中下游,往往有防洪、灌溉、航運、供水、水產(chǎn)、旅游等綜合利用要求。在水能開發(fā)時需要全部規(guī)劃,使整個國民經(jīng)濟得到最大的綜合經(jīng)濟效益和社會效益
特點
1.水力資源總量較多,但開發(fā)利用率低,我國問題占世界總量16.7%,居世界之首。但是目前我國水能開發(fā)利用量約占可開發(fā)量的1/4,低于發(fā)達國達60%的平均水平。
2.水力資源分布不均,與經(jīng)濟發(fā)展不匹配,我國水力資源西部多,東部少,相對集中在西南地區(qū),而經(jīng)濟發(fā)達、能源需求大的東部地區(qū)水力資源極少。
3.大多數(shù)河流年內(nèi)、年際流分布不均,汛期和枯期差距大。
4.水力資源主要集中于大江大河,有利于集中開發(fā)和往外送。
最新綜合評估顯示,我國水能資源理論蘊藏量近7億千瓦,占常規(guī)能源資源量的40%。其中,經(jīng)濟可開發(fā)容量近4億千瓦,年發(fā)電量約1.7億千瓦時,是世界上水能資源總量最多的國家。
未來發(fā)展
1.環(huán)保友好型、和諧發(fā)展水電技術(shù)是未來水電利用技術(shù)的主力軍。
2.高新技術(shù)不斷提升水電工程的技術(shù)含量水電利用技術(shù)不斷創(chuàng)新,相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范不斷完善。
3.流域、梯級、滾動、綜合的有序開發(fā)成為水電開發(fā)利用的重要趨勢。
4.抽水蓄能技術(shù)在未來水電中將大有作為。
5.在保護生態(tài)基礎(chǔ)上,科學(xué)規(guī)劃、有序開發(fā)、加強管理,促進小水電的健康發(fā)展。
利用建議
針對中國水能利用的實際情況,專家建議:應(yīng)制定水資源綜合利用規(guī)劃,實施流域綜合開發(fā),建立健全流域水資源開發(fā)的決策機制,做到水能資源的合理開發(fā)、科學(xué)決策;堅持“開發(fā)中保護、保護中開發(fā)”的原則,高度重視環(huán)境保護,促進人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展;適當(dāng)?shù)匚{民間閑置資金來進行水電建設(shè);加強國際間的交流與合作,引入國外資本,汲取先進的水電建設(shè)及管理經(jīng)驗。在世界能源日益緊缺的大背景下,可以說,如何充分利用水能,同時更好地保護環(huán)境,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,已成為中國水電建設(shè)乃至能源戰(zhàn)略調(diào)整的必然選擇。
世界水能
水能的開發(fā)利用一直受到世界各國的重視,將它放在優(yōu)先開發(fā)的地位。
龍灘水電站大壩形成世界最大人工瀑布
一、世界上某些國家水能資源的開發(fā)情況——美國水電裝機容量居世界第一位
據(jù)1992年1月1日統(tǒng)計,美國已開發(fā)和未開發(fā)的常規(guī)水電站共7261座,裝機容量共計14670萬千瓦,年發(fā)電量5294億千瓦時。另外,已開發(fā)和已調(diào)查的抽水蓄能電站有87處,共4750萬千瓦。常規(guī)水電站和抽水蓄能電站合計可開發(fā)水電裝機容量19420萬千瓦。
1992年初統(tǒng)計,已建常規(guī)水電站2304座,共計裝機7349萬千瓦,年發(fā)電量3066億千瓦時,分別占可開發(fā)數(shù)的50%和58%;已建抽水蓄能電站38座(其中18座為混合式,20座為純抽水蓄能)共1810萬千瓦。常規(guī)水電站和抽水蓄能電站合計2324座,共9159萬千瓦。已建100萬千瓦以上大型常規(guī)水電站10座,大型抽水蓄能電站7座,合計17座共3110萬千瓦,占總裝機容量的34%。已建3萬千瓦以下的小水電站2007座,共823萬千瓦,占總裝機的9%。在能源危機以后,1984~1992年新建了686座小水電站。正在建設(shè)中的常規(guī)水電站130萬千瓦,抽水蓄能電站97.5萬千瓦。預(yù)計,到2000年常規(guī)水電可達8020萬千瓦,抽水蓄能電站2110萬千瓦,合計10130萬千瓦。
二、加拿大水電比重占全國總裝機容量的一半以上。至1991年底,加拿大已建水電站6027萬千瓦,占全國電力總裝機容量10542萬千瓦的57.2%;1991年水電發(fā)電量3053億千瓦時,占總發(fā)電量4930億千瓦時的61.9%。加拿大的水電裝機容量雖比美國和前蘇聯(lián)少,居世界第三位,但水電年發(fā)電量居世界首位,水電裝機年利用小時數(shù)5066小時,設(shè)備利用率較高,因其水電站同時擔(dān)負電力系統(tǒng)的基荷和峰荷。
加拿大全國可開發(fā)水電裝機容量16280萬千瓦,1991年已開發(fā)37%;經(jīng)濟可開發(fā)水能資源5930萬千瓦,現(xiàn)利用率達51.5%。
加拿大全國12個?。▍^(qū))中,魁北克省和不列顛哥倫比亞省的可開發(fā)水電裝機容量分別為6812萬千瓦和2739萬千瓦,共計9551萬千瓦,占全國的58.7%。已開發(fā)水電站也主要在這兩個省,1991年底魁北克省已建水電站2809萬千瓦,水電比重93.9%;不列顛哥倫比亞省已建水電站1085萬千瓦,水電比重86.9%。兩省共有水電站3894萬千瓦,占全國水電裝機容量的64.6%。
伊泰普水電站
三、巴西水電裝機容量居世界第四位。巴西1991年水電裝機容量為4608萬千瓦,水電發(fā)電量2490億千瓦時,占全國總發(fā)電量的比重達95%。巴西的水電裝機容量居世界第四位,僅次于美國、前蘇聯(lián)和加拿大;水電年發(fā)電量已超過前蘇聯(lián),居世界第三位。巴西的理論水能蘊藏量為30204億千瓦時/年;經(jīng)濟可開發(fā)水能資源11169億千瓦時/年,僅次于我國,居世界第二位。1991年已建水電站對其經(jīng)濟可開發(fā)水能資源的利用率為22.3%。
巴西首先開發(fā)離經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)較近的巴拉那河流域,30年來在各支流和干流上游已陸續(xù)建成10萬千瓦以上大型水電站30座,共計裝機容量2669萬千瓦。最近在巴拉那河中游與巴拉圭邊境共建的伊泰普水電站,裝機容量1260萬千瓦,年發(fā)電量710億千瓦時,是當(dāng)今世界上已建的最大水電站,總投資達234億美元,為開工時估價31億美元的7.5倍。
巴西的水電建設(shè),很注意水庫蓄洪補枯,如巴拉那河上游干支流已建水庫的調(diào)節(jié)庫容有1075億立方米,加上伊泰普水庫的190億立方米,共計1265億立方米,相當(dāng)于年徑流量2860億立方米的44%,調(diào)節(jié)性能很好。
薩海姆(Saaheim)水電站
四、挪威能源消費中水電占一半。挪威的終端能源消費中,水電占50%,石油產(chǎn)品占37%,煤和焦炭占8%,木材和造紙廢物占5%。挪威現(xiàn)有電力裝機容量2700萬千瓦,其中99%是水電,僅有1%即27萬千瓦的工廠備用火電機組。年發(fā)電量中99.6%為水電。
挪威按人口平均年用電量達24700千瓦時,比美國還高出一倍多。挪威水電建設(shè)的最大特點,是在高山上利用原有湖泊或建高壩形成大水庫,利用它調(diào)節(jié)洪枯徑流,在其下游建高水頭水電站。水庫調(diào)蓄電能達768億千瓦時,相當(dāng)于全國年發(fā)電量1083億千瓦時的71%,可以進行很好的多年調(diào)節(jié),在水電比重高達99%情況下,不論豐枯水季都能滿足用戶用電要求。
另一特點是在山區(qū)所建水電站,地下廠房很多。全國大小水電站約600座中,有200座的發(fā)電廠房設(shè)在地下,開挖隧洞總長度達3000公里。工程較艱巨,但較經(jīng)濟,工期較短。
挪威的水電站,國有的占29.1%,市鎮(zhèn)所有的占51.5%,工廠自備和私營的占19.4%。所有水電站都自愿聯(lián)入地區(qū)電網(wǎng)??v貫全國南北長達1700公里的全國電網(wǎng),將中部的國有水電站與南方和北方的地區(qū)電網(wǎng)相連,進行統(tǒng)一調(diào)度。國家電力局所建輸電設(shè)施占90%。挪威的電網(wǎng)還與鄰國相聯(lián),相互補充,出入相抵輸出較多。
挪威水能資源的理論蘊藏量為5000億千瓦時/年,技術(shù)可開發(fā)1700億千瓦時/年,經(jīng)濟可開發(fā)1250億千瓦時/年?,F(xiàn)已開發(fā)1083億千瓦時/年,還有一定資源可供開發(fā)。目前主要對早期所建老水電站進行現(xiàn)代化改造,擴建或重建。
五、日本有78%水能資源得到利用。1991年底,日本水電裝機容量3912萬千瓦,其中常規(guī)水電2091萬千瓦,抽水蓄能1821萬千瓦。常規(guī)水電年發(fā)電量892億千瓦時,占經(jīng)濟可開發(fā)水能資源1143億千瓦時的78%。日本所建大型水電站(單站裝機大于25萬千瓦)包括常規(guī)水電和抽水蓄能電站共30座,合計裝機1878萬千瓦,占全部水電裝機的48%。
其中已建大型抽水蓄能電站24座,共裝機1684萬千瓦,最大的是新高瀨川電站,為128萬千瓦。日本所建中小型水電站比較多,共有1700多座,合計2034萬千瓦,占水電裝機的52%。
正在建設(shè)的常規(guī)水電站55座,共175萬千瓦,都是中小型水電站。在建的抽水蓄能電站8座,共548萬千瓦。調(diào)查研究中的抽水蓄能電站有44處,共可裝機3.29億千瓦。當(dāng)前準(zhǔn)備興建的葛野川抽水蓄能電站,利用水頭714米,安裝4臺單機容量為40萬千瓦的可逆式抽水蓄能機組,將是日本水頭最高、裝機容量和單機容量最大的水電站。
計劃到2000年水電裝機將達4450萬千瓦,其中常規(guī)水電2150萬千瓦,抽水蓄能2300萬千瓦,2010年的水電裝機擬達5170萬千瓦,其中常規(guī)水電2500萬千瓦,抽水蓄能2670萬千瓦。計劃中兩個10年的水電裝機平均年增長率分別為1.6%和1.5%。
獨聯(lián)體水電建設(shè)近況。1992年底,獨聯(lián)體共有水電裝機容量6436萬千瓦,其中俄羅斯4257萬千瓦。1992年獨聯(lián)體水電年發(fā)電量共2254億千瓦時,其中俄羅斯1670億千瓦時,塔吉克140億千瓦時,烏克蘭110億千瓦時,格魯吉亞100億千瓦時,其他諸共和國分別為幾十億千瓦時或幾億千瓦時。俄羅斯聯(lián)邦、烏克蘭共和國、立陶宛共和國、塔吉克共和國、吉爾吉斯共和國、格魯吉亞共和國等均有一些規(guī)模不等的在建工程。
六、中國水能資源居世界第一位。我國的水能資源理論蘊藏量有6.78億千瓦,年發(fā)電量5.92萬億千瓦時,居世界第一位,有美好的開發(fā)前景。
到1991年,我國已開發(fā)水電裝機容量3788萬千瓦,年發(fā)電量1248億千瓦時,占經(jīng)濟可開發(fā)水電發(fā)電量的9.9%。預(yù)計,2000年我國水電總裝機容量可達9000萬千瓦;2000~2020年再增加9000萬千瓦,到2020年累計達1.8億千瓦;2020~2050年再開發(fā)1.1億千瓦,將我國經(jīng)濟可開發(fā)水能資源全部開發(fā)出來,達到2.9億千瓦。到那時,我國的水電發(fā)電量將雄居世界首位。
我國水電開發(fā)采取大、中、小并舉的方針,重點開發(fā)黃河上游、長江中下游和紅水河、瀾滄江等。目前在建的規(guī)模達100萬千瓦以上的有二灘、巖灘、李家峽、澋灣、五強溪等10座水電站,總規(guī)模達2000萬千瓦以上。
1993年在國家壓縮基建規(guī)模對投資結(jié)構(gòu)進行宏觀調(diào)控的情況下,天荒坪抽水蓄能電站(180萬千瓦)和松江河梯級電站(51萬千瓦)列為正式開工項目。1994年電力部建議新開工的項目有8項(在廣西紅水河的龍灘、百龍灘,云南瀾滄江,廣東廣州,吉林松花江豐滿,湖北清江高壩洲,甘肅黃河小峽,安徽淠河響洪旬),共計裝機容量778.4萬千瓦。此外,還有4項(在湖南沅江凌津灘,福建汀江棉花灘,貴州烏江大沖河洪家渡,四川大渡河支流南椏河)涉及外資(亞洲開發(fā)銀行)的工程項目。
青海省還采取多方集資,走股份化道路來開發(fā)黃河上游水電資源。日前,“尼直康”有限責(zé)任公司在西寧召開發(fā)起人會議。將由國家能源投資公司、中國華水水電開發(fā)總公司黃河水電工程公司、西北電力集團、西北勘測設(shè)計院和青海省共同投資23.3億元,建設(shè)“尼直康”三座(即尼那、直崗拉卡、康揚)中型水電站就是一例。合計裝機容量47萬千瓦,年發(fā)電量20.5億千瓦時。
黃河上游龍(羊峽)、青(銅峽)段,據(jù)西北勘測設(shè)計研究院1993年補充規(guī)劃梯級水電站24~25座,總裝機容量1608萬千瓦,年發(fā)電量588億千瓦時。其中已建龍羊峽(128萬千瓦)、劉家峽(116萬千瓦,擬增容至130萬千瓦)、鹽鍋峽(39.6萬千瓦)、八盤峽(18萬千瓦,擬擴建至25.2萬千瓦)、青銅峽(27.2萬千瓦)等5級;在建李家峽(200萬千瓦,計劃1995年開始發(fā)電)。
最近,國家能源投資公司,甘肅省與加拿大合作開發(fā)大峽(32.5萬千瓦)、小峽(23萬千瓦)、烏金峽(15萬千瓦),再加上青海擬集資開發(fā)“尼直康”3座,合計12座水電站,總裝機容量達667萬千瓦,年發(fā)電量267億千瓦時,占黃河上游梯級規(guī)劃發(fā)電能力的41%和45%。黃河上游洪枯調(diào)節(jié)良好的梯級水電站,在西北電網(wǎng)中發(fā)揮了重大作用。
長江三峽工程是跨世紀(jì)的特大型水利、水電工程,具有防洪、發(fā)電、航運、供水及發(fā)展旅游的綜合效益。
三峽工程共安裝單機容量68萬千瓦的機組26臺,總裝機容量1768萬千瓦,年發(fā)電量840億千瓦時,相當(dāng)于6.5個已建成的葛洲壩水電站(271.5萬千瓦),或相當(dāng)于每年節(jié)省5000萬噸火電用煤,還可節(jié)省1600公里運輸線路。與相同的燃煤火電站相比,每年可少排放1億多噸二氧化碳、200萬噸二氧化硫、37萬噸氮氧化物,以及大量廢渣、廢水。
三峽工程將于2008年全部建成,屆時將分別向華東和華中輸送600萬~800萬千瓦電力,它對于這兩個地區(qū)能源平衡將起到重要作用。這兩個地區(qū)是我國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展,對電力要求也迅速增長,三峽工程的建成在開發(fā)長江經(jīng)濟帶中將起巨大的推動作用。
三峽水電工程建成之后,華東電網(wǎng)與華中電網(wǎng)實行聯(lián)合運行,有巨大的錯峰效益。因為華東、華中兩電網(wǎng)最大負荷出現(xiàn)有季節(jié)的差異,華東電網(wǎng)的最大負荷出現(xiàn)在每年的6~8月,而華中電網(wǎng)的最大負荷出現(xiàn)在11~12月。華東、華中兩電網(wǎng)能源結(jié)構(gòu)不同,華中電網(wǎng)水電比重大,汛期有大量季節(jié)性電能,聯(lián)網(wǎng)后可將部分季節(jié)性電能轉(zhuǎn)化為華東電網(wǎng)夏季季節(jié)性負荷所需的電力,提高華東電網(wǎng)火電機組檢修備用容量。將來全國大電網(wǎng)形成后,可實現(xiàn)跨流域水電豐枯季節(jié)互補。統(tǒng)一電網(wǎng)有著巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
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