水电资源的现状与未来浅析

水电资源的现状与未来一、发展水电的优越性召开第14届世界能源大会后的主要结论之一是：在21世纪的上半期，作为化石燃料替代品的再生能源中，只有水电资源成为主要资源。

世界上还有70%以上的水能源可供开发，特别是水能资源丰富的发展中国家，水电开发潜力很大。

通过国实践，总结出水电有6大优点：1)它是再生能源，虽有丰枯年差别，但没有用完的顾虑；而火电、核电消耗的是有限的油、煤、气、铀等资源。

2)发电成本低，水电的成本仅为火电的1/4左右；经济效益高，水电是火电的3倍左右。

3)水电是清洁能源，可改善自然环境；而火电排放烟尘、氧化硫、氮氧化物、温室气体、放射性物资，特别是烧高硫煤会出现酸雨。

核电则会产生很难处理的核废料。

4)水电有防洪、灌溉、航运、供水、养殖、旅游等众多社会效益，火电效益相对较少。

5)效率高，大中型水电站为80%～90%，而火电厂为30%～50%；厂用电率，水电站为0.3%，而火电厂为8.22%。

6)水电机组起停灵活，输出功率增减快，可变幅度大，是电力系统理想的调峰、调频、调相和事故备用。

然而一切事情总是一分为二的，水电也有负面影响，例如：坝后水流量减少，会增加泥沙淀积，江水自净能力降低；淹没地段要移民，搬迁文物；对鱼类产卵，回游产生影响；淹没地段容易产生滑坡；高坝容易诱发地震。

近年对开发怒江，环保派与开发派有较大争论，使怒江开发陷入停顿状态。

现在，洲坝将到运行15年时，有关部门作了总结，充分说明经济效益非常显著。

已向华中和华东电网输送电量1879亿kW•h，创造直接工业产值150亿元。

洲坝电站通过革新挖潜，使其最大输出功率由设计时的271.5万kW提高到286.8万kW；机组运行的最低水头由设计时的8.3m降低到5.8m；即使遭受千年一遇的特大洪水，机组也能正常运行。

近16年已累计节约原煤8000多万t，其节煤效益和煤运交通减荷效果约相当于3～5座装机60万kW的火电厂，年产煤1000万t的煤矿和一条综合运力达1100万t的铁路功能。

1998年长江7次洪峰形成时，在隔河岩水库及漳河水库关闸同时，洲坝水利枢纽控制下泄流量，最多时削减流量2000m3/s，并维持29h，直接降低沙市水位25cm，大大减轻了洪水对长江中下游的危害程度。

二、世界开发水电情况目前世界上大约21%的电量来自水电。

近45年来世界水能资源开发仍然保持较快的速度。

1950年共有水电装机容量7200万kW，1970年水电装机容量19065万kW，发电量11650亿kW•h，1990年达62843万kW和21615亿kW•h，1995年已达70893万kW和25325亿kW•h。

45年，水电装机容量的平均年增长率为5.2%。

可以看出国土面积较小的发达国家开发率最高，而那些面积大而水能资源又处于边远地区的国家尚可进一步开发。

又据另一资料刊载，2004年在各国电力系统中水电量所占比重，挪威为9819%，巴西为86.5%(2001年数据)，冰岛为83.3%，加拿大为58.9%，新西兰为68.1%，奥地利为71.7%(2001年数据)，瑞士为55.3%，瑞典为40.1%，意大利为17.4%，中国为15.1%，美国为6.6%。

我国水电量比重尚低于世界平均水平。

从水电工程规模来看，现已投入运行的1000万kW以上的工程有2处，即1991年建成的巴西、巴拉圭边界的伊泰普水电站为最大，装机1260万kW，其次为1986年投运的委瑞拉古里电站，装机容量1030万kW，见表3全球10大巨型水电站。

目前全世界正在建设的水电工程，中国以7000多万kW排名工程总量第一，其次是巴西。

从中国在建的三峡、溪洛渡、龙滩、拉西瓦、小湾、锦屏一级、瀑布沟等工程规模来看，无疑都是世界上数得上的巨型或大型水电站。

近二三十年，世界发达国家抽水蓄能电站发展越来越快。

1950年全世界抽水蓄能电站总装机容量为160万kW，1960年为342万kW，1970年为1160万kW，1980年为4652万kW，1990年为8068万kW，每10年平均年递增率顺次为7.89%，17.14%，10.8%，10.6%。

1998年约达1亿kW。

抽水蓄能电站装机容量发展最多的国家是日本和美国，其次是意大利、法国、德国、英国、奥地利等国家。

1998年美国抽水蓄能电站装机容量为1889.9万kW，占水电总装机容量的25%；日本抽水蓄能装机容量为2395.3万kW，占52.8%。

中国也很重视抽水蓄能电站的开发，抽水蓄能电站装机容量为240万kW，是世界上最大的抽水蓄能电站。

第二是美国的巴司康坦抽水蓄能电站，装机容量210万kW。

当今水轮发电机组的发展趋势是大容量、新材料、新技术、新结构、高效率。

2003年84万kVA机组在三峡水电站投运，它为立轴半伞式三相凸极同步发电机，定子机座外径达21.4m，定子铁心径达18.8m，铁心高度达3.13m，单台机组约重6600t，都是世界之最。

世界上大型水轮发电机组(≥500MVA)。

随着理论研究和实验技术的进步以及大型高效施工机械的发展，国外兴建的高土石坝日益增多，双曲薄拱坝发展迅速，碾压混凝土坝方兴未艾，面板堆石坝倍受重视。

目前世界上最高的重力坝是瑞士于1962年建成的大狄克桑斯坝，坝高285m。

目前世界上最高的拱坝是前联于1984年建成的格鲁吉亚英古里坝，坝高271.5m。

最高的支墩坝是加拿大于1968年建成的丹尼尔•约翰逊连拱坝，坝高214m。

最高的土石坝是前联于1986年建成的塔吉克斯坦罗贡坝，坝高335m。

到1999年底，坝高200m及以上的坝已建成35座。

我国二滩双曲拱坝高240m，居世界第12位。

展望未来，世界水电发展将有如下趋势：积极开发水电；重视对现有工程的更新改造，从而提高效率；抽水蓄能电站将倍受重视；加深对水电环境影响评价的研究；对水电效率作出客观全面的评价；依靠科技进步推动水电建设。

三、国开发水电的情况我国水电事业发展极其迅速，2005年装机为1949年的714倍，发电量557倍，平均年增长率分别为12.5%及12%，即平均不到7年就翻一番。

水电在电力工业中的比重，已分别由建国初期的8.8%(按装机)和16.5%(按电量)提高到22.9%和16%。

从世界围来看我国水电装机容量和发电量，从建国初期的第25位和第23位，都上升到第1位。

根据2005年统计，全国已建的100万kW以上的大型水电站21座，总装机容量为3973万kW，占全国水电总装机比重的34.2%；正在建设大型水电站有22座。

由此可见，水电站建造的规模越来越大，在这些电站中多数是以发电为主，兼顾防洪和灌溉；少数是水利枢纽，以防洪灌溉为主，结合水利工程发电，如：万家寨、小浪底等水电工程。

国水电站多分布在当前缺煤及水能资源开发条件较好的省市自治区，如：辽、吉、浙、闽、赣、鄂、湘、粤、桂、渝、川、滇、黔、陕、甘、青16省区，其装机容量均超过百万kW，但开发程度不高，最高的为89.8%，其次为82.43%(以电量计)，水电比重超30%的有闽、鄂、湘、桂、滇、藏、青、川8个省区。

可看出水能资源丰富的省区首推川、滇、藏、黔的西南地区，它们占全国可开发水能资源的66.7%；其次为鄂、桂、湘、粤等中南地区占全国的12%；再次为青、新、甘、陕等西北地区占全国的9.5%。

水能资源依流域分，规划了全国13项水电基地，它们是金沙江、雅砻江、大渡河、乌江、长江上游及清江、红水河、澜沧江、黄河上游、黄河中游、、闽浙赣、东北、怒江。

如果全部开发将有装机容量27602万kW，将占全国可开发水能资源的50.95%。

目前全国经济发达地区都在沿海，即：长江三角洲、珠江三角洲、环渤海地区，这些地区能源紧缺，急需廉价的水电。

考虑到水能丰盛、淹没少、造价低、输电距离短等因素，这13项水电基地国家已优先发展黄河上游、红水河、长江上游及乌江4大水电基地。

2000年国家提出西部大开发，为中国进入小康社会提供能源保障。

水电开发将逐步推进到大渡河、澜沧江、金沙江、雅砻江等边远地区。

仅目前在建项目中有不少属于世界级，如：世界装机容量最大的三峡电站、世界最高双曲拱坝的锦屏一级电站(305m)以及小湾电站(293m)、世界最高面板堆石坝(233m)的水布垭电站、世界最高碾压混凝土重力坝(216.5m)的龙滩电站等。

三峡工程的前期工作，20世纪50年代开始，已持续进行了近40年。

1992年4月3日我国七届人大五次会议通过《关于兴建长江三峡工程的决议》，1994年主体工程开工。

三峡工程位于西陵峡中的三斗坪镇，它具有防洪、发电、航运等巨大综合效益，是治理开发长江的关键工程。

三峡工程由三部分组成：枢纽工程、移民工程、输变电工程。

枢纽工程主要由大坝、水电站房和船闸、升船机等水工建筑物组成。

水库正常蓄水位175m，初期蓄水位156m，大坝坝顶高程185m，总库容393亿m3，其中防洪库容221.5亿m3，可使荆江的防洪由现在的10年一遇提高到百年一遇。

电站共安装26台水轮发电机组，每台发电出口70万kW，总装机容量1820万kW，年均发电量846.8亿kW•h，为了减少弃水调峰，最近又增建三峡地下电站，装机420万kW。

水库蓄水后，使以下川江多处险滩都深埋水下，可大大改善航运条件，万吨级船队可直达港。

三峡水库总面积1084km2，其中被淹没的陆地面积632km2，考虑到人口自然增长及其他因素，规划将移民113万人。

三峡枢纽工程基础土石方开挖10283m3，土石方填筑3198m3，混凝土浇注2794m3，金属结构安装约26万t，工程总工期15年。

三峡工程总动态投资约为2000亿元，其中半数投资来自三峡工程建设基金，其二是洲坝电站和三峡2003年后的发电利润，其三是国外卖方信贷、国家开发银行贷款及债券。

1997年11月8日以三峡二期围堰截流为标志的一期工程早已结束，1998年起进入二期工程，其任务是截止2003年初期蓄水135m，形成50亿m3的防洪库容，双线5级船闸投运。

2003年至2008年为第三期，施工6年，实现全部机组发电和枢纽工程全部竣工。

2003年至2005年3年相继以6台、5台、3台70万kW机组投运，提前打破原来安排的投运计划，2003年发电86.1亿kW•h，2004年发电391.6亿kW•h，2005年发电490.9亿kW•h，适时解决了我国严重电荒时期的燃眉之急。

截止2005年，我国已在10省市建成11座抽水蓄能电站，装机容量约640万kW，占全国装机比例的1.3%。

其型41座，即：、天荒坪、十三陵和家口；中型电站7座，即：白山、沙河、溪口、响洪甸、天堂、回龙、羊雍卓湖。

为达到必需的电网调节能力，电力系统至少应装有占装机总容量5%的抽水蓄能机组，为此目前已开工铜官山、、西龙池、宝泉、桐柏、河湾、、黑麋峰、王郎琊山、白莲河电站，拟建设的还有、仙游、呼和浩特、蒲石河、桓仁、荒沟、响水涧、板桥峪等抽水蓄能电站。