水电在可持续发展中的作用

摘要：水电是利用水的落差所产生的电能，发电过程简单。实际上，按照电力服务要求以及特定的站址情况，水力发电过程具有许多不同的用途。相应的，水电项目种类繁多，每一个水电项目将提供不同种类的服务，产生不同的环境和社会影响，以及取得不同性质和幅度的效益。因此，必须对每一个水电项目所提供的有关服务进行评估。在提供社会相同服务的基础上，必须对供电项目进行比较。

　　关键词：水电 可持续发展 作用

　　水电是利用水的落差所产生的电能，发电过程简单。实际上，按照电力服务要求以及特定的站址情况，水力发电过程具有许多不同的用途。相应的，水电项目种类繁多，每一个水电项目将提供不同种类的服务，产生不同的环境和社会影响，以及取得不同性质和幅度的效益。因此，必须对每一个水电项目所提供的有关服务进行评估。在提供社会相同服务的基础上，必须对供电项目进行比较。水库的蓄水和状况成为最重要的影响因素。然而，水库也提供了最大限度的供电服务，因为它是储存大量能源的最有效方式，同时，电站能够通过大量释放能源对电力需求立即进行调节。而且，除了储存能源外，水库还有许多其它用途，例如，在下游进行低成本径流式电站的开发，而不会对环境造成任何影响。

　　1.水电对世界上目前电力供应的贡献

　　2001年，水力发电量为2，740TWh（2740×109度），占世界发电总量的19%.在66个国家的电力供应中，水电占了至少50%；24个国家中占了90%多。欧洲和北美占了这些容量和发电量的一半左右。但是，随着亚洲和拉美对新的水电站进行大量开发，这一比例正在改变。对于那些贫穷的山区国家，如老挝或尼泊尔，水电出口为经济的增长提供了新的财政收入。在许多发展中国家，如：安哥拉、布隆迪、喀麦隆、扎伊尔、刚果、埃塞俄比亚、莫桑比克、纳米比亚、卢旺达、乌干达、阿富汗、不丹、格鲁吉亚、老挝、尼泊尔、斯里兰卡以及所有的中南美洲，水电已经在电力生产中占据主导地位。即便如此，水电的发展潜力仍然十分巨大。

　　2.充分利用现有的水电设施

　　虽然我们对能源需求的增长深信无疑，但不必自动地按比例增加发电设施，改善现有电站的运行状况和容量将减少对更多发电设施的需求压力。事实上，对世界上已有方案进行升级的潜力巨大，从而能够增加新的容量而不必耗资进行新的施工建设。对水电而言，世界上只有大约20%的大坝用于发电，增加现有大坝的水力发电容量空间巨大。例如，美国最近对水电资源评估后得出，通过对约2，500个已经开发的坝址增加发电机组，可以获得大约20GW的新增水电容量。

　　水电技术的蓬勃生机已经由无数运行上百年的项目验证。譬如，位于瑞士弗里堡的梅格洛基水电项目，自从1872年投入运行，在过去的120多年来为当地城市的经济发展起到了重要作用。由于在水库区域内建立了生物的多样性，此电站项目现在处于保护区内。

　　通过采取不同的措施，水电项目的运行寿命能够超出最初规划的年限，得以延长几十年。同时，电站出力能够在其使用年限内得到优化以满足电力市场的需要。可以采用一系列的技术来增加现有设备的出力。通过用水管理，对能源产出进行优化，如使电站在最优的效率状态下运行，或者调整流量增加水头，能够获得重大的收益。这并不需要任何投资，唯一的耗费只是进行设备性能测试和对运行人员开展培训。在加拿大魁北克的博哈诺埃和盖提罗两电站采取了此种方法。一些土建工程能够增加水轮机的进水量，通过使水流通道更畅通并进行一些细微的变化，这利于减少水能损失。其中一个例子便是位于新西兰、1971年完工的马拉波里电站。2002年，此电站新增了一条10公里长的尾水渠，将尾水引出水轮机。对渠道的改造设计使电站的出力大大提高。升级改造常常能够利用水工建筑物较长的使用寿命，用改进的工艺来更换原有的设备。经过多年的运行经验和取得的水文数据，能够进行再投资，利用现有的技术来延长其运行年限和/或改变其运行方式。当具备季节性的较大流量时，通过增容，可以增加电站的发电量。巴西的许多电站就是通过这种方式进行升级的。一些情况下，决定用新的设备来全部更换电站的主要设备。例如，经过50多年的运行，位于斯洛文尼亚德拉瓦河上的德拉瓦格雷德电站、委瑞尼卡电站和马里博斯基电站中的所有发电设备都已经得到更换。升级换代后，流量增加了，三个电站的发电量增加了10%多。通过调整厂房内的一些特殊设备（如：引进先进的控制和调节设备），电站的能源产出、甚至容量都能得到增加。随着新技术和计算机模拟，专业承包商可以对原来陈旧的设备进行重新设定，如可以修正水轮机的转轮叶片，使机组的效率比以前大为提高，例如，新西兰的阿拉普尼电站。一个普遍的趋势是使带水库的电站容量更大，发电量能够满足电力系统的需要。因此，水轮发电机在运行时可以与电网联接，在干旱季节里能够立即满足突然增加的电力需求。当对电站进行长期升级时，可取得显著的额外收益和完善。甚至出力方面的小小收益和/或发电灵活性的完善将会带来实质上的区别。在成熟的系统中对水电站的陈旧设备进行升级换代所遇到的阻力比开发一个新的项目要小得多。当具备升级换代的潜力时，考虑到社会、环境和经济方面的因素，可以进行最小的投资。因而能在可持续发展中发挥重要作用。

　　3.水力发电容量新增潜力

　　用于水电开发的资源全球广布。约150个国家仍存在开发潜力，大约70%经济可行的水电资源有待开发——大部分位于能源紧缺的发展中国家。