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中国水电开启可持续发展新世纪

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2015-06-02 09:13【

  在地处亚欧大陆东端的中国,广袤的土地上,山川纵横开阖。这里有高耸入云的世界屋脊青藏高原,也有绵延千里的横断山脉,更有蜿蜒其中,从古到今奔流不息的大江大河。无论是奔流到海不复回的黄河,还是滚滚东逝的长江,这片热土上的诸多河流不仅勾勒出了大好河山,滋养了中华民族,更带来了无穷的清洁能源——水电。

  作为目前世界上技术最成熟、可大规模开发利用的可再生能源,水电不仅提供了大量的清洁电力,更以防洪、供水、灌溉、航运等多种综合效益为中国经济的发展做出了巨大贡献。

  从1910年云南昆明郊区的石龙坝水电站,到新世纪湖北宜昌的三峡电站,一百多年以来,中国水电既见证了曾经的苦难,也经历了新时代的辉煌。时至今日,水电已经成为中国能源最强劲的“发动机”。水电兴,则中国兴。水电,将同奔腾不息的江水一起,伴随着中国的崛起而壮大。

  从54万千瓦到3亿千瓦的巨变

  中国具有西高东低的地势特点,水电有着得天独厚的发展条件,根据2003年中国水力资源复查和2009年中国农村水力资源的调查成果,中国大陆水力资源理论蕴藏量100千瓦及以上的水电站技术可开发装机容量达6亿千瓦,年发电量2710 亿千瓦时,居世界第一位。其中,装机容量5万千瓦以下的小水电技术可开发装机容量达1.28亿千瓦,年发电量535 亿千瓦时。

  在旧中国,由于经济发展落后,水电的发展步伐异常缓慢,在1949年之前,全国水电总装机容量仅为54万千瓦,年发电量为1.8 亿千瓦时。

  新中国成立后,水电发展呈现新局面。1957年,我国自主设计、自制设备、自己建设的新中国第一座大型水电站——新安江水电站开建。随后,中国水电发展就进入到一个快速发展的阶段。

  1975年,新中国水电建设史上的又一座里程碑——第一座百万千瓦级水电站刘家峡水电站全部建成投产。此后,水电建设者又陆续建成白山水电站、乌江渡水电站、龙羊峡水电站、葛洲坝水电站等一批百万千瓦级水电站。到改革开放初期,我国水电装机容量已达2031.8万千瓦。

  “改革开放后,中国以经济建设为中心和改革开放的政策极大地促进了水电开发建设热潮。”中国水力发电工程学会理事长张基尧向记者介绍说,上世纪80年代初,水电建设进入了大发展时期,云南鲁布革水电站、四川铜街子水电站等先后开工;此后,随着中国水电建设体制的改革,水口、隔河岩、岩滩、漫湾、广州抽水蓄能电站相继开工建设;进入上世纪90年代后,水电开发又迎来了一个小阳春:五强溪、李家峡、天荒坪抽水蓄能等水电站开工建设并投产;世纪之交时分,更有二滩、小浪底、天生桥一二级、大朝山等一批大型水电站建成投产。

  到2000年,中国水电总容量达到7700万千瓦,超过加拿大,仅次于美国,位居世界第二。

  进入新世纪,中国提出实施西部大开发战略,随着“西电东送”的步伐加快,我国水电建设迎来了第二个春天:三板溪、公伯峡等大型水电站相继建成投产。2004年,以公伯峡1号30万千瓦机组投产为标志,中国水电装机容量突破1亿千瓦,超过美国成为世界水电第一大国。

  迈过1亿千瓦大关后,电力体制改革后的中国水电开发乘势而上,强音迭起。龙滩、小湾、水布垭、构皮滩等超大型水电站陆续投产,跨世纪的世界第一大水电工程——三峡工程也全面竣工。

  2010年,随着小湾4号机组的投产,中国水电总装机容量突破2亿千瓦,稳居世界水电第一大国地位。

  2014年,中国第二大水电站溪洛渡、第三大水电站向家坝和第四大水电站糯扎渡,以及锦屏一二级水电站均全面投产发电,至此,中国水电总装机达3.02亿千瓦,雄冠全球并遥遥领先。

  从规模到质量全面强大

  对一个产业而言,单纯的规模庞大并不代表实力。装机规模世界第一的中国水电,没有沉浸在规模第一的喜悦中。新中国水电人60多年的努力,让站在世界之巅的中国水电有了一副名副其实的健壮体魄,实现了从规模到质量的全面第一!

  据中国水力发电工程学会副理事长李菊根介绍,在常规水电站方面,中国大陆目前已建成百万千瓦级常规水电站46座,装机容量之和超过1.33 亿千瓦;单机容量超过55万千瓦的大机组有130台,囊括了世界上装机容量最大和单台机组容量最大的水电站。其中,有世界上装机容量最大的长江三峡水电站和金沙江溪洛渡水电站,以及拥有世界第一高拱坝的雅砻江锦屏一级水电站,安装有迄今为止全球单机容量最大的80万千瓦水轮发电机组的向家坝水电站,以及二滩、小湾、糯扎渡、龙滩、拉西瓦等众多巨型水电工程。

  在小水电方面,目前中国大陆已建成小水电站46000多座,总装机容量约7200万千瓦,占中国水电总装机容量的23.9%。农村小水电的迅速发展,提高了农村电气化和现代化水平,带动了农村经济社会发展,为全面推进农村的经济发展和现代化建设做出了重大贡献。

  在抽水蓄能电站方面,1968年在河北岗南水库建设安装了第1台抽水蓄能机组。此后,随着社会经济快速发展,抽水蓄能电站的建设逐步得到发展。迄今为止,已建成广州、天荒坪、十三陵、西龙池、仙游等一批大型抽水蓄能电站,总装机容量超过2200万千瓦。目前,世界上装机容量最大的河北丰宁360万千瓦抽水蓄能电站也正在建设之中。

  科学技术是第一生产力。1949年以后,新中国十分重视水电科技工作,在一无技术、二无施工能力、三无设备制造能力的基础上,学习国外的先进技术和管理经验,引进消化和吸收国外先进技术以及仪器设备等。同时,通过不断增加科技投入,不断地推动科技成果在工程中的应用。目前,中国水电已经成功地解决了水电工程中一系列世界级的技术难题,在筑坝技术、泄洪消能、高边坡治理、地质灾害防治、地下工程、设备安装、工程材料、装备制造、运行和管理、安全和风险管理以及电厂智能化技术等方面,都取得了创新性的突破。

  人是科技创新最关键、最活跃的因素。支撑中国水电发展的基石是人才培养和队伍建设。在新中国60多年的水电征程中,大批人才涌现。据不完全统计,目前,从事水电科学研究、勘测设计的专业技术人员有3万多人,涉及水电领域的中国科学院和中国工程院院士48人;水电施工企业的员工人数之和超过20万人,其中专业技术人员近3万人。还有分布在众多制造企业的技术人员也超过了1万人。

  中国的装备制造也伴随着水电建设取得了巨大成就。从1951年哈尔滨电机厂成立,并自主开发成功制造了新中国第一台水轮发电机组,到2014年底,中国已经投运的单机容量70万千瓦及以上水轮发电机组达到了80台。目前,为建设中的白鹤滩水电站研制的单机容量达100万千瓦水轮发电机组已具备正式投产条件。这些成绩标志着中国水电装备制造水平已居于世界前列。

  在技术标准方面,目前已编制完成与水力发电有关的技术标准1200多个。这些标准大多数与有关国际标准或发达国家的技术标准相当,有的比国际标准技术要求更严格。并且随着中国企业广泛走向国际市场,中国的水电技术标准也在国际上得到许多国家的认可,已有超过100个主要的技术标准已翻译成英文版。

  同时,中国水电企业还积极实施“走出去”战略,凭借自身丰富的工程经验和业绩,经过20多年的开拓经营,目前已在亚洲、非洲和南美洲的80多个国家和地区拥有在建项目,占有全球水利水电建设市场份额50%以上,成为当今世界水电水利建设行业名副其实的引领者。

  从生态到经济和谐发展

  随着经济社会的发展,人类对环境问题越来越关注。为了减少温室气体排放和大气污染,积极应对全球气候变化,中国政府在2009年提出,到2020年非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。要实现这个目标,除了控制能源消费总量外,还必须大力发展水电等清洁可再生能源,走绿色发展之路。

  作为中国仅次于煤炭的第二大常规能源,水电不仅为中国经济社会的发展提供了源源不断的能源,并且随着社会发展,作为目前中国可开发程度最高、技术相对成熟的清洁可再生能源,水电在节能减排方面的重要意义也突显出来。

  目前,在中国的能源结构中,非化石能源发电的占比还不到30%。近年来,虽然风电、太阳能等可再生能源发展较快,但由于其故有的随机性、间歇性和发电成本相对较高等原因,受技术和经济条件制约,还不能作为稳定电源进行单一的电力供应。

  来自中国国家能源局的数据显示,在2014年中国非化石能源发电量中,风电为156.3亿千瓦时,核电为126.2 亿千瓦时,太阳能发电只有23.1 亿千瓦时,水力发电为1066.1 亿千瓦时,占总量的2/3以上,是清洁能源发电的第一主力。

  对于水电的发展,国际上一致认为水电在节能减排、应对气候变化等方面具有巨大的优势,中国水电的发展也有力地证明了这一点。

  以国际关注度最高的长江三峡工程为例。2012年长江三峡水电站全面建成,32台70万千瓦机组全部投产,工程设计的防洪、发电、供水、灌溉、航运等综合效益全面发挥。三峡和其下游的葛洲坝水电站当年总发电量达到114.8 亿千瓦时 (相当于节约38百万吨标准煤,减少二氧化碳排放96百万吨), 经济效益和社会效益十分巨大。

  不仅如此,有了三峡工程,中国长江中游荆江河段防洪标准由十年一遇提高到百年一遇,大大降低了洪灾对人民生命财产的威胁,江汉平原和洞庭湖区1500万人口得到安全保护,长江中下游更加广大的地域和更多的人口减少了水患之苦。

  在其它方面,公众所关心的水库泥沙淤积比设计预期的少,生物多样性及珍稀水生生物及其环境问题和库区人群健康、气候影响等,都比预先估计的要好。如今的三峡,坝区和库区风景如画,空气质量优良,工程的生态环境效益日渐显现。

  今天,环境友好的水电站不仅只有三峡。包括乌江、澜沧江、雅砻江、大渡河、红水河和南盘江、金沙江等流域中,已建成的绝大多数水电工程,处处山青水秀、空气清新、环境优美,水电站与自然环境有机融为一体,形成了新的靓丽景观,成为了人们旅游、休闲的好地方。

  中国国家能源局的统计数据显示,2014年,中国水力发电装机容量和发电量分别历史性地突破3亿千瓦和1000 亿千瓦时,成为了中国非化石能源和清洁可再生能源的头号主力。全国电力每5千瓦时中约有1千瓦时来自清洁环保的水力发电,大量的水能资源被转化为清洁的电力。作为绿色能源的水电,实现了对社会从生态到经济的全面支持,为我国能源电力结构调整、温室气体减排、气候环境改善、经济社会发展做出了重大贡献。

  中国的水电建设实践已证明:绿色水电是环境友好的,科学有序的发展水电不仅不会破坏生态环境,而且有助于改善生态环境。水电开发可以与环境保护并行。

  未来发展前景依然广阔

  中国水电取得了巨大的成绩,水电开发程度不断提高,但是中国水电开发的潜力仍然巨大。记者从水电水利规划总院了解到,中国水力发电资源丰富但地域分布不均。目前,东部和中部水电资源基本开发完毕,但西部的开发程度还很低,尤其是金沙江和澜沧江上游、云南、西藏的水能资源,基本上都还处于待开发状态,未来中国水电的发展前景仍然广阔。

  在当前中国进行能源革命的背景下,国家制定了优先发展风电、太阳能和水电的方针,因此,中国将长期保持对水电开发的积极支持政策。

  预计到2050年,中国水电总装机容量将达到6.6亿千瓦(包括抽水蓄能电站),将比目前增长约1倍。水电年发电量将达到2190亿千瓦时,也将在目前基础上增长约1倍。到那时,中国水能资源的技术可开发率将达到80%,技术可开发的水能资源将绝大部分得到开发利用。

  国际水电协会(IHA)提出了世界水电“2050年2050GW”的发展构想,中国水电占其中的1/3。因此,中国水电不仅是中国经济和社会发展的需要,同时,也将为全球的经济发展和环境保护做出巨大贡献。

  据水电水利规划总院的调查显示,在大中型常规水电方面,中国将采取“三步走”的发展战略。第一步,到2020年,实现规划的西部地区大中型水电基地水能开发初具规模,各河流龙头水库全面开工、部分投产,实现常规水电(包括小水电)装机容量达到3.5亿千瓦的目标;第二步,到2030年,在2020年基础上新增水电装机容量7000万千瓦左右,西南地区规划水电基地全面形成,各河流龙头水库全部投产运行,澜沧江、金沙江等主要河流干流水能开发基本完毕;第三步,到2050年,实现在2030年基础上新增水电装机7000万千瓦,雅砻江、大渡河和怒江等大江大河的水能资源基本开发完毕。

  在小水电方面,在国家的政策支持下,发展目标是到2050年达到小水电装机总量约1亿千瓦,在2020年的基础上增加小水电装机容量至少2000万千瓦。在此期间,持续不断地进行小水电和老旧电站的增效扩容改造,改善农村生产生活条件,实现小水电开发与农民利益、地方发展、环境保护和生态建设有机结合,促进人口、资源和环境协调发展。

  在抽水蓄能电站方面,随着经济社会的发展,电力系统规模不断扩大,用电负荷和峰谷差持续加大。在清洁能源发电快速增长的同时,为解决风能、太阳能发电的不稳定性问题,对电网调峰负荷的需求也越来越大。为了电力系统安全稳定经济运行、缓解电网调峰矛盾、增加新能源电力消纳、促进清洁能源开发利用和能源结构调整等,国家将不断加大对发展抽水蓄能电站的政策支持力度,促进抽水蓄能电站的快速发展。预计抽水蓄能电站建设的规模将以2020年的7000万千瓦为起点,到2030年为接近1亿千瓦,2050年将达到1.50 亿千瓦,界时中国将成为世界上拥有抽水蓄能电站最多的国家。

中国水电开启可持续发展新世纪

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