我国水力资源分布与开发展望

我国水力资源分布与开发展望
摘要:本文阐述了水力资源是清洁的可再生能源,将为能源结构调整和环境保护做出重大贡献。在阐述中国水力资源分布的基础上分析了中国水力资源利用现状及利用特点提出了水力资源利用亟待解决的问题展望了我国水力利用的前景
关键字:水能;水力发电;现状;前景
引言
水力发电是当今可再生资源发电技术中最成熟最具有大规模开发条件和商业化前景的发展方式,水力发电已经成为我国最重要的可再生能源,是近期发展的重点。本文详细介绍了我国水能资源分布,水力力发电的现状,并展望了水力发电的发展前景。
水力资源
1.1定义
水力资源是能源之一,属水域水力资源的范畴,是水利资源的一部分。通常指河流或潮汐中
长时期内的天然能量或功率,单位为千瓦或马力。通过水力发电工程开发利用,将水流体中含有的能量天然资源,转化为人类利用的能源,例如水力发电。能量大小决定于水位落差和径流量的大小。
1.2我国的水力资源
中国水力资源理论蕴藏量、技术可开发量、经济可开发量及已建和在建开发量均居世界首位,水力资源是中国能源资源的最重要的组成部分之一。我国水电资源蕴藏量世界第一,技术可开发量约为5.4亿kW,经济可开发量约4亿kW2010826日,随着华能小湾水电站4号机组的投产,我国水电装机已突破2亿千瓦,位居世界第一,水电开发程度也达到了36.5%。尽管如此,我们水力资源的开发利用率仍然很低,水能开发问题占世界总量16.7%,居世界之首。
水力资源的特点
由于气候和地形地势等因素的影响,我国的水能资源在不同地区和不同流域的分布很不均匀;此外我国水能资源的突出特点是河流的河道陡峻,落差巨大,发源于"世界屋脊"青藏高
原的大河流长江,黄河,雅鲁藏布江,澜沧江,怒江等,天然落差都高达5000m左右,形成了一系列世界上落差最大的河流,这是其他国家所没有的。充分了解我国水能资源的特点,才能在开发过程中因地制宜,合理地充分地利用水能资源。
2.1数量特点
我国水力资源总量居世界首位,但人均占有量较低。我国常规能源资源探明可采总储量为:煤炭1 145亿t,石油32·6亿t,天然气11 230亿m3,水力资源热点文学19 200亿kW·h/a。以上4种资源折合标准煤1 551亿t,其中水力资源按发电100 a、每千瓦·时抵火电煤耗350 g,即水力资源可开发量占全国常规能源资源探明可采总储量的40%强。
2.2分布特点
水资源在自然界中具有一定的时间和空间分布。我国水资源在区域上分布不均匀。总的说来,东南多,西北少;沿海多,内陆少;山区多,平原少。在同一地区中,不同时间分布差异性很大,一般夏多冬少。
2.2.1空间分布
受季风气候的影响,我国水资源的空间分布极不均匀,总体上由东南沿海向西北内陆逐渐减少,北方地区水资源贫乏,南方地区水资源相对丰富。长江流域及其以南地区,水资源约占全国水资源总量80%,黄、淮、海流域,水资源只有全国的8%。我国水能主要分布在西南和西藏地区,长江水系水能最丰富,其次是雅鲁藏布江水系。另外黄河和珠江水系水能也较多。这些水系河流的上游河段,流经我国地势变化剧烈的地区,而且水量又比较丰富,因此这些河段水能很丰富。
2.2.2时间分布
从时间分配来看,中国大部分地区冬春少雨,夏、秋雨量充沛,降水量大都集中在59月,占全年雨量的70%以上,且多暴雨。黄河和松花江等河,近70年来还出现连续1113年的枯水年和79年的丰水年。中国地下水补给量约为7718亿立方米/年,其中长江流域最多,为2130亿立方米/年。
金山打字通20022.3 质量特点
我国大多数河流年内、年际径流分布不均,丰、枯季节流量相差悬殊,调节困难,水电的总体
电能质量较差,造成水电比重较大的电力系统在汛期水电电能多、弃水电量较大,而枯水期水电电能少,需要其他电源补充,影响了系统运行的经济性。另外,我国的水力资源开发大都受综合利用限制,这些限制也影响了发电质量。
3 我国水力资源的利用现状
3.1水力发电现状
我国河流众多,径流丰沛,落差巨大,蕴藏着丰富的水能资源。据统计,我国河流水能资源蕴藏量6.76亿kw,年发电量5922亿kwh;可能开发水能资源的装机容量3.78亿kw,年发电量9200亿kwh
一个世纪,特别是建国以来,经过几代水电建设者的艰苦努力,中国的水电建设从小到大,从弱到强不断发展壮大。改革开放以来,水电建设更是迅猛发展,工程规模不断扩大。50年代至60年代初,主要修复丰满大坝和电站,续建龙溪河。古田等小型工程,着手开发一些中小型水电(如官厅,淮河,黄坛口,流溪河等电站)。在50年代后期条件逐步成熟后,对一些河流进行了梯级开发,如狮子滩,盐锅峡,拓溪,新丰江,新安江,西津和
猫跳河,以礼河等工程。60年代中期到70年代末这段时期内开工的有龚嘴,映秀湾,乌江渡,碧口,凤滩,龙羊峡,白山,大化等工程。70年代初第一座装机容量超过1000MW的刘家峡水电站投产。80年代容量2715MW的葛洲坝水电站建成,之后一系列大水电站相继建设,容量18200MW的三峡工程也于1994年正式开工;2000年底,到全国规模超过1000MW已建和在建的大水电站(不包括蓄能电站吕宋岛)已有18座。除了常规水电站以外,我国抽水蓄能电站的建设也取得很大的成绩。抽水蓄能电站主要建于水力资源较少地区,以适应电力系统调峰的需要。已建的主要抽水蓄能电站如下:广州抽水蓄能电站总装机容易240kw,是中国第一座也是目前世界上最大的抽水蓄能电站。电站分两期建设,总装机8台,每期4台,采用30kw容量可逆式高参数抽水蓄能机组,设计水头535m,额定转速500r/min,综合效率76%。江天荒坪抽水蓄能电站,总装机容量为180kw(6×30kw),属日调节纯抽水蓄能电站,年抽水耗电量42.80亿kwh。华北电网最大的抽水蓄能电厂十三陵抽水蓄能电站,以"十三陵水库"为下池,采用悬挂式塑性混凝土防渗墙技术进行防渗处理,电厂安装420kw混流河逆式水泵水轮机,电动一发电机组,装机容量80kw。河北潘家口的混合式抽水蓄能电站,装有115kw常规水轮发电机组,还有3台抽水蓄能机组,每台9kw,合计装机容量挽救的文档42kw。此外,我国在西藏还建设了世界上海拔最高的抽
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水蓄能电站羊卓雍湖抽水蓄能电站。其它抽水蓄能电站还有河南宝泉抽水蓄能电站,安徽琅琊山抽水蓄能电站,山东泰安抽水蓄能电站,浙江桐柏抽水蓄能电站,江苏宜兴抽水蓄能电站,河北张河湾抽水蓄能电站。
3.2我国水力发电的特点
能源的再生性。由于水流按照一定的水文周期不断循环,从不间断,因此水力资源是一种再生能源。所以水力发电的能源供应只有丰水年份和枯水年份的差别,而不会出现能源枯竭问题。但当遇到特别的枯水年份,水电站的正常供电可能会因能源供应不足而遭到破坏,出力大为降低。
发电成本低。水力发电只是利用水流所携带的能量,无需再消耗其他动力资源。而且上一级电站使用过的水流仍可为下一级电站利用。另外,由于水电站的设备比较简单,其检修、维护费用也较同容量的火电厂低得多。如计及燃料消耗在内,火电厂的年运行费用约为同容量水电站的10倍至15倍。因此水力发电的成本较低,可以提供廉价的电能。
高效而灵活。水力发电主要动力设备的水轮发电机组,不仅效率较高而且启动、操作灵活。新婚熄与翁公李钰雯
它可以在几分钟内从静止状态迅速启动投入运行;在几秒钟内完成增减负荷的任务,适应电力负荷变化的需要,而且不会造成能源损失。因此,利用水电承担电力系统的调峰、调频、负荷备用和事故备用等任务,可以提高整个系统的经济效益。
工程效益的综合性。由于筑坝拦水形成了水面辽阔的人工湖泊,控制了水流,因此兴建水电站一般都兼有防洪、灌溉、航运、给水以及旅游等多种效益。另一方面,建设水电站后,也可能出现泥沙淤积,淹没良田、森林和古迹等文化设施,库区附近可能造成疾病传染,建设大坝还可能影响鱼类的生活和繁衍,库区周围地下水位大大提高会对其边缘的果树、作物生长产生不良影响。大型水电站建设还可能影响流域的气候,导致干旱或洪水。特别是大型水库有诱发地震的可能。因此在地震活动地区兴建大型水电站必须对坝体、坝肩及两岸岩石的抗震能力进行研究和模拟试验,予以充分论证。这些都是水电开发所要研究的问题。
一次性投资大。兴建水电站土石方和混凝土工程巨大;而且会造成相当大的淹没损失,须支付巨额移民安置费用;工期也较火电厂建设为长,影响建设资金周转。即使由各受益部门分摊水利工程的部分投资,水电的单位千瓦投资也比火电高出很多。但在以后运行中,年
运行费的节省逐年抵偿。最大允许抵偿年限与国家的发展水平和能源政策有关。抵偿年限小于允许值则认为增加水电站的装机容量是合理的。
水力资源开发中亟待解决的问题
水电事业在新中国成立后虽然有了较大发展,但仍存在着诸多问题。例如四川省的二滩水电站是该省当时投资最密集,工程最大,技术难度最高的建设项目,但是从开始投产就面临着资源浪费和企业巨额亏损的尴尬问题。同样这也是我国的水电站中普遍存在的问题。究其原因,主要有以下几点。首先,在管理体制上,电力工业的高度垄断体制阻碍了水电的发展。我国水利部和电力部分别管理水利和电力,而水力发电是水利和电力的综合工程,但是电力部及其下属电力局的整个生产和调度系统的人员却都来自火电系统,电力行业从本质上说还是高度垄断行业,单一企业全面控制着电力调度,电量分配,电力销售,电费结算等权力。同时电力市场在电力相对过剩时期水电,火电间的矛盾十分尖锐,在我国目前的情况下,优先利用水电资源无法得到保证,大量的水电资源被白白浪费。而且水电上网电价普遍偏低,水电站的状况可想而知。开放电力市场,打破垄断的电力工业体制,是解决水电问题的根本途径。同时,可对水电上网电价进行改革,将"还本付息电价"
这种单一电量电价结构改为两部制电量电价的分时电价结构。其次,在目前经济利益上,火电生产的多少,与各大小煤矿的经济效益直接相关。我国长期以火电为主,各火电厂长期以来与各自的煤矿建立了固定关系,如果用水电代替火电,不仅火电厂将面临压力,煤矿也会面临很大的压力,造成火电厂和煤矿两方面的经济困境。因此,部门或单位受经济利益的驱动,形成了"保火电,轻水电"的局面,这样就造成了大量的水电资源被白白浪费,甚至弃损电量大大高于实际上网电量。三,在技术上,由于水电的调峰或甩负荷相当容易,甚至几分钟即可完成大型水电机组的起动,并网发电或停车,而同级容量的火电机组则可能需要几十个小时来完成起动或停车。因此在大电网调度上,往往用水电机组做调峰或备用机组,在水量充足时以泄洪代发电,却不重视其在常规时期的发电应用,造成水电的巨大浪费。总之,我国水电事业面临的问题归根结蒂是人们在思想上还没有认识到发展水电的必要性和紧迫性,往往因为水电客观上存在一次性投资大,建设周期长,建成初期回报少的特点,就只顾及眼前的经济利益,从而给水电的发展造成了多重客观阻力。因此,我们应该大力宣传在我国发展水电所具有的重大意义,改变人们对水电的观念,从本质上扫除各种障碍。

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