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。

通过国内实践，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，葛洲坝将到运行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。葛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，葛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年内，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年投运的委内瑞拉古里电站，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，广州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，定子铁心内径达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苏联于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。最高的土石坝是前苏联于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、国内开发水电的情况

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%。从世界范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。

国内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