試析制約我國(guó)水利發(fā)電現(xiàn)狀及因素

 　　論文關(guān)鍵詞：水能,水電站,制約因素

　　論文摘要：水能是可再生能源,我國(guó)河流眾多、徑流豐沛、落差巨大,蘊(yùn)藏著豐富的水能資源。水利發(fā)電因其巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益而有著廣闊的應(yīng)用前景,本文介紹了水電站的原理和類型,并對(duì)制約我國(guó)水利發(fā)電的影響因素進(jìn)行了簡(jiǎn)要探討。

　　我國(guó)能源探明儲(chǔ)量中,原煤、原油、天然氣和水力資源的構(gòu)成比例約為:50%、3%、0.3%、45%。我國(guó)常規(guī)能源以煤炭和水力資源為主,水力資源在我國(guó)能源資源中具有非常重要的作用。水利發(fā)電以其成本低廉,運(yùn)行的高可靠性得到廣泛認(rèn)可并得以迅猛發(fā)展。水利期刊征稿投稿《山西水利科技》為中文期刊，主要刊登我省水利建設(shè)和科學(xué)研究中的新技術(shù)、新成果等科技論文，并介紹交流國(guó)內(nèi)外在水利建設(shè)中的技術(shù)信息，面向全省水利科技工作者提供發(fā)表科技論文的陣地，為山西水利建設(shè)服務(wù)。

　　但是目前,仍以煤炭能源為主的能源消費(fèi)和生產(chǎn)現(xiàn)狀,已形成了嚴(yán)重的污染。盡管水能、風(fēng)能、太陽能、潮汐能發(fā)電都是符合可持續(xù)發(fā)展理念的自然再生能源,但風(fēng)電站的單位千瓦靜態(tài)投資是水電站的大約1.5倍,而每千瓦裝機(jī)年發(fā)電量卻不及水電站的一半,潮汐發(fā)電投資是水利發(fā)電的2~3倍,且選址復(fù)雜并會(huì)造成河岸淤堵。太陽能發(fā)電成本更高�？梢�,水能是目前最為經(jīng)濟(jì)性,也最有開發(fā)潛力的能源,開發(fā)和利用豐富的水力資源、加快水電開發(fā)步伐已刻不容緩。

　　1 水利發(fā)電的原理和分類

　　水力發(fā)電廠按水庫調(diào)節(jié)性能可分為多種。其一是無水庫,基本上來多少水發(fā)多少電的徑流式水電廠;其二是水庫很小,水庫的調(diào)節(jié)周期為一晝夜,將一晝夜天然徑流通過水庫調(diào)節(jié)發(fā)電的日調(diào)節(jié)式水電廠;其三是對(duì)一年內(nèi)各月的天然徑流進(jìn)行優(yōu)化分配、調(diào)節(jié),將豐水期多余的水量存入水庫,保證枯水期放水發(fā)電的年調(diào)節(jié)式水電廠;其四是多年調(diào)節(jié)式水電廠,其將不均勻的多年天然來水量進(jìn)行優(yōu)化分配、調(diào)節(jié),多年調(diào)節(jié)的水庫 容量較大,將豐水年的多余水量存入水庫,補(bǔ)充枯水年份的水量不足,以保證電廠的可調(diào)出力。

　　世界上已建的絕大多數(shù)水電站都屬于利用河川天然落差和流量而修建的常規(guī)水電站。水力發(fā)電廠是把水的勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)變成電能。根據(jù)水力樞紐布置不同,主要可分為堤壩式、引水式、抽水蓄能水電廠等。堤壩式水電廠是在河床上游修建攔河壩,將水積蓄起來,抬高上游水位,形成發(fā)電水頭,堤壩式水電廠又可分為壩后式、河床式及混合式水電廠等。壩后式水電廠的廠房建筑在壩的后面,全部水頭由壩體承受,水庫的水由壓力水管引入廠房,轉(zhuǎn)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。壩后式水電廠適合于高、中水頭的情況。河床式水電廠的廠房和擋水壩聯(lián)成一體,廠房也起擋水作用,因修建在河床中,故名河床式。河床式水電廠水頭一般在20~30m以下�；旌鲜剿�電廠是引水與大壩混合使用獲得落差發(fā)電的。引水式水電廠是水電廠建筑在山區(qū)水流湍急的河道上或河床坡度較陡的地方,由引水渠道造成水頭,一般不需修壩或只修低堰。抽水蓄能水電廠,具有上池(上部蓄水庫)和下池(下部蓄水庫),在低谷負(fù)荷時(shí)水輪發(fā)電機(jī)組可變?yōu)樗�泵工況運(yùn)行,將下池水抽到上池儲(chǔ)蓄起來,在高峰負(fù)荷時(shí)水輪發(fā)電機(jī)組可變?yōu)榘l(fā)電工況運(yùn)行,利用上池的蓄水發(fā)電。抽水蓄能電站是20世紀(jì)60年代以來發(fā)展較快的一種水電站。而潮汐電站由于造價(jià)昂貴,尚未能大規(guī)模開發(fā)利用。其他形式的水力發(fā)電,如利用波浪能發(fā)電尚處于試驗(yàn)研究階段。

　　2 我國(guó)水利發(fā)電制約因素及利弊談

　　經(jīng)過幾代水電人艱苦卓絕的努力,我國(guó)水電事業(yè)從小到大、從弱到強(qiáng)逐步發(fā)展壯大。但還存在很多消極因素制約了水利發(fā)電的健康發(fā)展。其一是電力工業(yè)壟斷體制的阻礙。我國(guó)水利和電力分別由水利部和電力部主管,而目前的情況和發(fā)展趨勢(shì),水電資源的優(yōu)先利用無法得到保證,大量的水電資源被浪費(fèi)。水電上網(wǎng)電價(jià)低廉,水電站發(fā)展受限。開放電力市場(chǎng),打破壟斷的電力工業(yè)體制,是解決水電問題的根本途徑。還應(yīng)對(duì)水電上網(wǎng)電價(jià)進(jìn)行改革,將“還本付息電價(jià)”這種單一電量電價(jià)結(jié)構(gòu)改為兩部制電量電價(jià)的分時(shí)電價(jià)結(jié)構(gòu);其二是存在錯(cuò)綜復(fù)雜的依賴關(guān)系。我國(guó)長(zhǎng)期以火電為主,火電煤礦與火電廠唇齒相依。如果用水電代替火電,面臨困境的不僅是火電廠,更多的是為其供給能源的煤礦。部門或單位受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng),形成了�；痣�,輕水電的局面,這樣就造成了大量的水電資源被白白浪費(fèi),棄損電量大大高于實(shí)際上網(wǎng)電量的現(xiàn)象也是屢見不鮮。

　　水電是清潔能源,可再生、無污染、運(yùn)行費(fèi)用低,便于進(jìn)行電力調(diào)峰,有利于提高資源利用率和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綜合效益。在地球傳統(tǒng)能源日益緊張的情況下,世界各國(guó)普遍優(yōu)先開發(fā)水電,大力利用水能資源。我國(guó)不論是水能資源蘊(yùn)藏量,還是可能開發(fā)的水能資源,都居世界第一位。目前,國(guó)內(nèi)水電總裝機(jī)容量已超過1.5億kW,水電能源開發(fā)利用率從改革開放前的不足10%提高到了將近30%。水電事業(yè)的快速發(fā)展為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn),同時(shí)還帶動(dòng)了中國(guó)電力裝備制造業(yè)的繁榮。三峽機(jī)組全部國(guó)產(chǎn)化,邁出了自主研發(fā)和創(chuàng)新的可喜一步。小水電設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備制造也已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,使中國(guó)成為小水電行業(yè)技術(shù)輸出國(guó)之一。

　　水利發(fā)電可以大量減少SO2、CO2、空氣懸浮顆粒、粉煤灰等污染物的排放,還具有無可替代的天然優(yōu)勢(shì),然而水電的使用也存在弊端,也會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定的影響。水庫是人工湖,湖面景觀令人心曠神怡,很多水庫已成為旅游勝地,但大型水庫會(huì)對(duì)周圍局部氣候產(chǎn)生影響,也會(huì)產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害,在陡峭的黃土類岸坡,由于水的浸泡會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的大范圍的坍塌,危機(jī)居民和耕地。大壩水庫也與地震有某種關(guān)系,曾有大壩因地震而潰壩,而大水庫首次蓄水,引發(fā)庫底地層深部應(yīng)力改變可能誘發(fā)地震,但經(jīng)過實(shí)踐和摸索,水庫分期蓄水,逐步抬高水位會(huì)降低誘發(fā)地震的烈度或者避免。此外,筑壩帶來的淹沒土地、移民、改變?cè)�有生態(tài)、影響水生物的生存和繁殖等等諸多問題都需要有相應(yīng)的政策和措施予以妥善處理。