水力发电永续发展 引领世界

来源：中国水力发电工程学会

　　国际水电协会《2018水电现状报告 行业趋势及思考》公布了对全球近500座水库温室气体足迹进行的一项研究表明，水电是最洁净的能源之一。作为世界上最大的清洁能源发电来源，水电同时为管理水资源和缓解气候变化提供重要服务。

　　什么是水力发电？

　　19世纪末期，随着机械技术、电气技术、输电技术的发展，水力发电逐渐成为人类利用水能的主要方式。1878年，法国建成世界上第一座水电站。

　　水力发电先是把天然水流的能量（包括势能、动能）转换成水轮机的动能，之后，再以水轮机为原动机，推动发电机产生电能。发出的电能通过输变电设施送入电力系统，供用电客户使用。水力发电是个“大家庭”，成员包括常规水电、抽水蓄能发电、潮汐发电、波浪发电。常规水电利用河川（包括湖泊、地下水）水能发电，是技术成熟、开发最多的水力发电形式，长江三峡水利枢纽就是这种类型；抽水蓄能发电利用电力系统在负荷低谷时的多余电量将低处水库（下水库）内的水抽到高处水库（上水库），负荷高峰时再从上水库引水发电，将水排入下水库；潮汐发电利用海洋潮汐能发电；波浪发电利用波浪能发电。

　　水能是可再生能源，水力发电不排放有害气体、烟尘、废渣等污染物。常规水电站水能利用效率在85%左右，水电效率高。水轮发电机组能够灵活地启动、停机，是电力系统理想的调峰、调频和事故备用电源。现代电力系统一般采用水电站、火电厂、核电厂联合供电的方式。

　　数说水电

　　国际水电协会的分析表明，如果用燃煤代替水电，2017年将会额外释放40亿吨温室气体，化石燃料和工业的全球排放量将会高出10％。使用水电代替煤炭，避免了1.48亿吨空气污染颗粒物、6200万吨二氧化硫和800万吨氮氧化物的排放。

　　根据国际水电协会发布的《2019水电现状报告 部门趋势和洞察》，2018年，全世界水电装机容量攀升至1292吉瓦（12.92亿千瓦）。前5位依次为：中国（3.52亿千瓦）、巴西（1.04亿千瓦）、美国（1.03亿千瓦）、加拿大（8100万千瓦）、日本和印度（均为5000万千瓦）。2018年水电发电量4200太瓦时（4.2万亿千瓦时），是可再生能源有史以来贡献最大的一次。

　　2018年，从中国各省份水电装机容量来看，四川、云南水电装机规模位居全国前两位，分别为7824万千瓦和6666万千瓦；湖北、贵州水电装机容量紧随其后，分别为3675万千瓦、2212万千瓦。预计到2019年年底，中国水电装机容量将达到3.6亿千瓦。

　　中国水电

　　中国水能资源地区分布不均，主要集中在西部地区；水能资源时间分布不均，河川径流量主要集中在汛期，需要建设大型水库进行调节。根据中国水能资源复查成果，并结合水利部小水电调查数据，中国100千瓦及以上的水电站技术可开发装机容量约6亿千瓦，水能资源丰富，技术可开发量占全球的17%，居世界第一。

　　中国的首座大型水电站是黄河上的第一座水电站三门峡。此后，我国自行设计、建设大型水电站新安江水电站。新安江水电站是我国自行设计、自制设备、自主建设的第一座大型水电站，也是我国第一座百米高的混凝土重力坝。

　　长江上葛洲坝水电站的建设，标志着我国的水利水电工程建设达到了一个前所未有的新高度。葛洲坝水电站不仅是当时我国最大的水电站，而且还是在长江干流上的第一座水电站，仅就其工程截流的难度而言，就已是空前绝后的。当时，葛洲坝水电站270万千瓦的装机容量和140亿千瓦时的年发电量，约占当时全国水电的三分之一，为我国华东地区的经济社会发展，提供了巨大的动力和保障。

　　目前，世界上最大的水电站是我国2003年建成投产的三峡工程；最高的碾压混凝土坝（216m）是我国2007年投产的龙滩水电站；世界上最高的混凝土面板堆石坝（233m）是我国2008年投产的水布垭水电站；最高的双拱坝（305m）是我国2013年建成投产的锦屏一级水电站。目前我国正在建设的双江口水电站的堆石坝，高度将达到312m，建成后将成为全世界第一的高坝，刷新所有的世界纪录。

　　1910年 中国大陆第一座水电站——石龙坝水电站开工建设。电站位于云南昆明市郊，装机容量480千瓦，1912年4月发电。

　　1957年 浙江新安江水电站开工建设。

　　1958年 甘肃刘家峡水电站开工建设。1969年第一台机组发电，1974年竣工。设计装机容量122.5万千瓦，是中国自行设计和建设的第一座百万千瓦水电站。

　　1982年 云南鲁布革水电站开工建设。1988年第一台机组发电，1992年通过竣工验收。装机容量60万千瓦，是中国首次利用世界银行贷款并实行国际招投标、业主负责制和项目监理制的工程。

　　1991年 四川雅砻江二滩水电站主体工程开工建设。1998年并网发电，2000年通过竣工验收。装机容量330万千瓦，是中国20世纪建成的最大水电站。

　　1992年 第七届全国人民代表大会第五次会议通过《关于兴建长江三峡工程的决议》。1997年11月，长江三峡工程顺利实现大江截流。2003年11月，三峡工程首批机组投产发电。2008年10月，左、右岸电站26台机组全部投入运行。

　　2004年 以黄河公伯峡水电站1号机组（30万千瓦）投产发电为标志，中国水电装机突破1亿千瓦。

　　2017年 白鹤滩水电站全面开工建设，总装机1600万千瓦，仅次于三峡水电站，居世界第二；单机容量达100万千瓦，居世界第一。

　　截至2018年年底 中国水电装机达3.52亿千瓦。

　　长江三峡水利枢纽

　　长江三峡水利枢纽（以下简称三峡工程）坝址地处长江干流西陵峡河段、湖北省宜昌市三斗坪镇，控制流域面积约100万平方公里。三峡工程自2008年汛末开始试验性蓄水以来，防洪、发电、航运、补水、生态等巨大综合效益全面发挥，为促进长江经济带发展战略的实施做出了重大贡献。

　　三峡工程规模大、地理位置特殊，是长江防洪的关键骨干工程，能控制荆江河段洪水来量的95%以上，控制武汉以上洪水来量的2/3左右，特别是能够有效控制上游各支流水库以下至坝址约30万平方公里暴雨区产生的洪水。三峡工程使荆江河段的防洪标准由10年一遇提高到100年一遇，有效保障人民生命财产安全，为长江中下游经济社会发展营造安澜环境。

　　截至2018年年底，三峡工程累计拦洪运用47次，总蓄洪量1440亿立方米，有效拦蓄了上游洪水，干流堤防没有发生一处重大险情。据中国工程院试验性蓄水评估报告测算，三峡工程多年平均防洪效益88亿元；其中2008年～2013年，三峡工程累计产生的防洪经济效益高达925.2亿元。

　　三峡电站总装机容量为2250万千瓦，输电范围覆盖大半个中国，在优化能源结构、维护电网安全稳定运行、实现全国电网互联互通、促进节能减排等方面作用巨大。

　　截至2018年11月，三峡电站累计发电量突破11800亿千瓦时。其中：2014年发电988亿千瓦时，创单座电站世界纪录；2018年发电1016.2亿千瓦时，首次突破1000亿千瓦时，创造国内单座水电站年发电纪录。三峡电站地处华中腹地，电力系统覆盖长江经济带，在全国互联电网格局中处于中心位置，对全国电网互联互通起到关键性作用，成为“西电东送”的中通道，实现了华中与华东、南方电网直流联网。

　　三峡电站历年累计发电量相当于替代燃烧原煤5.9亿吨，减少11.8亿吨二氧化碳、1180万吨二氧化硫、11.8万吨一氧化碳、437万吨氮氧化物的排放。

　　三峡水库蓄水极大改善了长江重庆至宜昌间航运里程570公里～650公里，库区干流航道等级由建库前的III级航道提高为I级航道，库区航道年通过能力由1800万吨提高到1亿吨以上。2016年9月18日，世界上规模最大、技术最复杂、建设难度最高的三峡升船机进入试通航阶段，使三峡工程增加了一个近千万吨的快速过坝通道，进一步提升了三峡工程航运通过能力。