水電在可持續(xù)發(fā)展中的作用

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摘要：水電是利用水的落差所產(chǎn)生的電能，發(fā)電過程簡單。實際上，按照電力服務(wù)要求以及特定的站址情況，水力發(fā)電過程具有許多不同的用途。相應(yīng)的，水電項目種類繁多，每一個水電項目將提供不同種類的服務(wù)，產(chǎn)生不同的環(huán)境和社會影響，以及取得不同性質(zhì)和幅度的效益。因此，必須對每一個水電項目所提供的有關(guān)服務(wù)進行評估。在提供社會相同服務(wù)的基礎(chǔ)上，必須對供電項目進行比較。

　　關(guān)鍵詞：水電 可持續(xù)發(fā)展 作用

　　水電是利用水的落差所產(chǎn)生的電能，發(fā)電過程簡單。實際上，按照電力服務(wù)要求以及特定的站址情況，水力發(fā)電過程具有許多不同的用途。相應(yīng)的，水電項目種類繁多，每一個水電項目將提供不同種類的服務(wù)，產(chǎn)生不同的環(huán)境和社會影響，以及取得不同性質(zhì)和幅度的效益。因此，必須對每一個水電項目所提供的有關(guān)服務(wù)進行評估。在提供社會相同服務(wù)的基礎(chǔ)上，必須對供電項目進行比較。水庫的蓄水和狀況成為最重要的影響因素。然而，水庫也提供了最大限度的供電服務(wù)，因為它是儲存大量能源的最有效方式，同時，電站能夠通過大量釋放能源對電力需求立即進行調(diào)節(jié)。而且，除了儲存能源外，水庫還有許多其它用途，例如，在下游進行低成本徑流式電站的開發(fā)，而不會對環(huán)境造成任何影響。

　　1.水電對世界上目前電力供應(yīng)的貢獻

　　2001年，水力發(fā)電量為2，740TWh（2740×109度），占世界發(fā)電總量的19%.在66個國家的電力供應(yīng)中，水電占了至少50%；24個國家中占了90%多。歐洲和北美占了這些容量和發(fā)電量的一半左右。但是，隨著亞洲和拉美對新的水電站進行大量開發(fā)，這一比例正在改變。對于那些貧窮的山區(qū)國家，如老撾或尼泊爾，水電出口為經(jīng)濟的增長提供了新的財政收入。在許多發(fā)展中國家，如：安哥拉、布隆迪、喀麥隆、扎伊爾、剛果、埃塞俄比亞、莫桑比克、納米比亞、盧旺達、烏干達、阿富汗、不丹、格魯吉亞、老撾、尼泊爾、斯里蘭卡以及所有的中南美洲，水電已經(jīng)在電力生產(chǎn)中占據(jù)主導(dǎo)地位。即便如此，水電的發(fā)展?jié)摿θ匀皇志薮蟆?/p>

　　2.充分利用現(xiàn)有的水電設(shè)施

　　雖然我們對能源需求的增長深信無疑，但不必自動地按比例增加發(fā)電設(shè)施，改善現(xiàn)有電站的運行狀況和容量將減少對更多發(fā)電設(shè)施的需求壓力。事實上，對世界上已有方案進行升級的潛力巨大，從而能夠增加新的容量而不必耗資進行新的施工建設(shè)。對水電而言，世界上只有大約20%的大壩用于發(fā)電，增加現(xiàn)有大壩的水力發(fā)電容量空間巨大。例如，美國最近對水電資源評估后得出，通過對約2，500個已經(jīng)開發(fā)的壩址增加發(fā)電機組，可以獲得大約20GW的新增水電容量。

　　水電技術(shù)的蓬勃生機已經(jīng)由無數(shù)運行上百年的項目驗證。譬如，位于瑞士弗里堡的梅格洛基水電項目，自從1872年投入運行，在過去的120多年來為當?shù)爻鞘械慕?jīng)濟發(fā)展起到了重要作用。由于在水庫區(qū)域內(nèi)建立了生物的多樣性，此電站項目現(xiàn)在處于保護區(qū)內(nèi)。

　　通過采取不同的措施，水電項目的運行壽命能夠超出最初規(guī)劃的年限，得以延長幾十年。同時，電站出力能夠在其使用年限內(nèi)得到優(yōu)化以滿足電力市場的需要?？梢圆捎靡幌盗械募夹g(shù)來增加現(xiàn)有設(shè)備的出力。通過用水管理，對能源產(chǎn)出進行優(yōu)化，如使電站在最優(yōu)的效率狀態(tài)下運行，或者調(diào)整流量增加水頭，能夠獲得重大的收益。這并不需要任何投資，唯一的耗費只是進行設(shè)備性能測試和對運行人員開展培訓(xùn)。在加拿大魁北克的博哈諾埃和蓋提羅兩電站采取了此種方法。一些土建工程能夠增加水輪機的進水量，通過使水流通道更暢通并進行一些細微的變化，這利于減少水能損失。其中一個例子便是位于新西蘭、1971年完工的馬拉波里電站。2002年，此電站新增了一條10公里長的尾水渠，將尾水引出水輪機。對渠道的改造設(shè)計使電站的出力大大提高。升級改造常常能夠利用水工建筑物較長的使用壽命，用改進的工藝來更換原有的設(shè)備。經(jīng)過多年的運行經(jīng)驗和取得的水文數(shù)據(jù)，能夠進行再投資，利用現(xiàn)有的技術(shù)來延長其運行年限和/或改變其運行方式。當具備季節(jié)性的較大流量時，通過增容，可以增加電站的發(fā)電量。巴西的許多電站就是通過這種方式進行升級的。一些情況下，決定用新的設(shè)備來全部更換電站的主要設(shè)備。例如，經(jīng)過50多年的運行，位于斯洛文尼亞德拉瓦河上的德拉瓦格雷德電站、委瑞尼卡電站和馬里博斯基電站中的所有發(fā)電設(shè)備都已經(jīng)得到更換。升級換代后，流量增加了，三個電站的發(fā)電量增加了10%多。通過調(diào)整廠房內(nèi)的一些特殊設(shè)備（如：引進先進的控制和調(diào)節(jié)設(shè)備），電站的能源產(chǎn)出、甚至容量都能得到增加。隨著新技術(shù)和計算機模擬，專業(yè)承包商可以對原來陳舊的設(shè)備進行重新設(shè)定，如可以修正水輪機的轉(zhuǎn)輪葉片，使機組的效率比以前大為提高，例如，新西蘭的阿拉普尼電站。一個普遍的趨勢是使帶水庫的電站容量更大，發(fā)電量能夠滿足電力系統(tǒng)的需要。因此，水輪發(fā)電機在運行時可以與電網(wǎng)聯(lián)接，在干旱季節(jié)里能夠立即滿足突然增加的電力需求。當對電站進行長期升級時，可取得顯著的額外收益和完善。甚至出力方面的小小收益和/或發(fā)電靈活性的完善將會帶來實質(zhì)上的區(qū)別。在成熟的系統(tǒng)中對水電站的陳舊設(shè)備進行升級換代所遇到的阻力比開發(fā)一個新的項目要小得多。當具備升級換代的潛力時，考慮到社會、環(huán)境和經(jīng)濟方面的因素，可以進行最小的投資。因而能在可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

　　3.水力發(fā)電容量新增潛力

　　用于水電開發(fā)的資源全球廣布。約150個國家仍存在開發(fā)潛力，大約70%經(jīng)濟可行的水電資源有待開發(fā)——大部分位于能源緊缺的發(fā)展中國家。