正文 3 水能——古老而現代的可再生清潔能源(2 / 3)

3.2.2引水式

引水式水電站是在地勢險峻、水流湍急的河流中上遊,或在坡度較陡的河段上,采用人工修建引水建築物(如明渠、隧道、管道等)的方式,引水以集中落差發電。引水式水電站多建在山區河道上,受天然徑流的影響,發電引用流量不會太大,故多為中、小型水電站。這種水電站不存在淹沒,不僅可沿河引水,甚至可利用相臨兩條河流的高程差進行跨河引水發電。如在我國川滇交界處,金沙江和以禮河之間的高程相差1400米,兩河最近點相距僅12千米,可以實現跨河引水發電。

3.2.3混合式

混合式水電站的水頭是由築壩和引水道共同形成,它多建在上遊地勢平坦宜於築壩形成水庫、且下遊坡度較陡或有較大河灣的地方。如魯布格水電站(裝機60萬千瓦,水頭372米),是目前我國最大的混合式水電站。

3.2.4抽水蓄能式

抽水蓄能式水電站是一種特殊的水電站,是利用電力係統負荷低穀時的剩餘電能,把水從下水池(庫)由抽水蓄能機組抽到上水池(庫)中,以位能(勢能)形式儲存起來;當電力係統負荷不足時,將上水池存水放出用於發電,供電力係統調峰之用。其主要特點:適用於電力係統峰穀差顯著的情況,是靈活性很高的調峰電源,能適應急劇的負荷變化。2000年3月14日,廣東省廣州抽水蓄能電站8號機組移交生產,標誌著該水電站的建設已全麵完成,成為世界上最大的抽水蓄能式水電站。

按裝機容量的大小,水電站可分為:大型水電站,一般裝機容量為10萬千瓦或10萬千瓦以上;中型水電站,一般裝機容量為5萬~10萬千瓦;小型水電站,一般裝機容量為5000千瓦以下。

水力發電有以下優點:第一,水電是可再生的清潔能源,對環境影響較小。第二,水力發電事業和其他水利事業可以互相結合。水電有防洪、灌溉、航運、供水、養殖、旅遊等眾多社會效益,可以實現洪水資源化和水量的調節,解決水資源時空分布不均的問題。第三,發電效率高,廠用電率小。大中型水電站為80%~90%,而火電廠隻有40%左右;水電站的廠用電率為0.3%,而火電廠為8.22%。第四,發電成本低,經濟效益高。水電的成本僅為火電的1/4左右,而水電的經濟效益是火電的3倍左右。第五,調節控製靈活。水電機組啟停靈活,輸出功率增減快,可變幅度大,是電力係統理想的調峰、調頻、調相和事故備用的變動用電器,有利於保證供電質量。

3.3星羅棋布水資源

說到對水能的利用,我們不得不對我國水能資源分布有一個全麵的了解,知道哪些地方水利資源豐富,可以開動腦筋對其加以利用,讓這隻馴服的小老虎全心全意地為我們服務!

我國幅員遼闊,地形多變,河流眾多,且大部分地區雨量充沛,因而水力資源極為豐富,排在世界第一位。我國可開發的水力資源分布西南占67%,其他地區總共占33%。由於水力資源為可再生能源,無汙染,一次投資長期受益,包括我國在內的世界上很多國家都在大力發展水電事業。我國繼葛洲壩水電站建成後,現又開發了長江三峽和黃河小浪底兩個大型水利工程。

根據2005年發布的水力資源複查顯示,我國大陸水力資源理論蘊藏量在1萬千瓦以上的河流共3886條,水力資源理論蘊藏量年發電量為60829億千瓦·時,平均功率為69440萬千瓦;理論蘊藏量1萬千瓦及以上的河流,單站裝機容量500千瓦及以上水電站,技術可開發裝機容量54164萬千瓦,年發電量24740億千瓦·時;其中經濟可開發水電站裝機容量40179.5萬千瓦,年發電量17534億千瓦·時,分別占技術可開發裝機容量和年發電量的74.2%和70.9%。全國水力資源總量,包括理論蘊藏量、技術可開發量和經濟可開發量均居世界首位。

我國水力資源在地域分布上也不平衡,西部多、東部少。按照技術可開發裝機容量統計,我國西部雲、貴、川、渝、陝、甘、寧、青、新、藏、桂、蒙等12個省(自治區、直轄市)水力資源量約占全國總量的81.46%,特別是西南地區雲、貴、川、渝、藏就占66.70%;其次是中部的黑、吉、晉、豫、鄂、湘、皖、贛等8個省占13.66%;而經濟發達、用電負荷集中的東部遼、京、津、冀、魯、蘇、浙、滬、粵、閩、瓊等11個省(直轄市)僅占4.88%。我國的經濟發展東部相對發達、西部相對落後,因此,西部水力資源開發除了滿足西部電力市場自身需求外,還要考慮東部市場,於是,我國建設了水電的“西電東送”工程。

我國水力資源富集於長江上遊、金沙江、雅礱江、大渡河、瀾滄江、烏江、南盤江、紅水河、黃河上遊、湘西、閩浙贛、東北及怒江等13大水電基地,其總裝機容量約占全國技術可開發量的50.9%。特別是地處西部的金沙江中下遊幹流總裝機規模為5858萬千瓦,長江上遊幹流為3320萬千瓦,長江上遊的支流雅礱江、大渡河以及黃河上遊、瀾滄江、怒江的裝機規模均超過2000萬千瓦,烏江、南盤江紅水河的裝機規模均超過1000萬千瓦。這些河流水力資源集中,有利於實現流域、梯級、滾動開發,有利於建成大型的水電基地,有利於充分發揮水力資源的規模效益,實施“西電東送”。

3.4神女無恙驚世界

毛澤東主席於1956年6月在《水調歌頭·遊泳》裏麵讚歎長江三峽的詩句“神女應無恙,當驚世界殊”,可見三峽之宏偉壯觀。長江三峽水利樞紐工程(簡稱“三峽工程”),是當今世界上最大的水利樞紐工程;大壩為混凝土重力壩,大壩壩頂總長3035米,壩高185米,設計正常蓄水水位枯水期為175米(豐水期為145米),總庫容393億立方米,其中防洪庫容221.5億立方米。

3.4.1長江三峽水利樞紐工程的主要功能

(1)防洪。三峽大壩建成後,形成了巨大的水庫,滯蓄洪水,使下遊荊江大堤的防洪能力,由防禦10年一遇的洪水,提高到抵禦百年一遇的大洪水,防洪庫容在73億~220億立方米。如遇1954年那樣的洪水,在堤防達標的前提下,三峽能減少分洪100億~150億立方米,荊江至武漢段仍需分洪350億~400億立方米。如遇1998年洪水,可有效防禦。

(2)發電。三峽水電站是世界最大的水電站,總裝機容量1820萬千瓦。這個水電站每年的發電量,相當於4000萬噸標準煤完全燃燒所發出的能量。主要供應華中、華東、華南、重慶等地區,緩解了我國的電力緊張問題。

(3)航運。三峽工程位於長江上遊與中遊的交界處,地理位置得天獨厚,對上可以渠化三鬥坪至重慶河段,對下可以增加葛洲壩水利樞紐以下長江中遊航道枯水季節流量,能夠較充分地改善重慶至武漢間通航條件,滿足長江上、中遊航運事業遠景發展的需要。通航能力可以從現在的每年1000萬噸提高到5000萬噸。三峽工程在水產養殖、旅遊、保護生態、淨化環境、開發性移民、南水北調、供水、灌溉等方麵均有巨大效益。

3.4.2長江三峽水利樞紐工程的世界之最

2012年10月30日,三峽水庫水位升至175米,這標誌著世界最大的水利樞紐工程順利完成了當年試驗性蓄水。三峽工程被列為全球超級工程之一,創造了“十大世界之最”。