任务3 了解我国水能资源发展概况

一、水能利用历史

人类利用水能的历史很久，我国是世界上利用水能最早的国家之一，东汉时期就制造了木制水轮，让水流冲击水轮转动，用来吸水、磨粉、碾谷。

1878年法国建成世界第一座水电站——沿革水电站。20世纪30年代后，水电站的数量和装机容量均有很大发展。20世纪世界装机容量最大的水电站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水电站，装机容量1260万kW。世界第一座抽水蓄能电站是瑞士于1879年建成的勒顿抽水蓄能电站。世界装机容量最大的抽水蓄能电站是广州抽水蓄能电站，总装机容量240万kW。世界第一座潮汐电站于1913年建于德国北海之滨。最大的潮汐电站是法国建于圣玛珞湾的朗斯潮汐电站，装机容量24万kW。日本在1978年建成的海明号波浪发电试验船则是世界上第一座大型波能发电站。

我国大陆最早建成的水电站是云南省昆明市郊的石龙坝水电站（1912年）；2008年竣工的长江三峡水电站装机容量2250万kW，是目前世界上装机容量最大的水电站。

二、我国水能资源特点

1.我国水能资源丰富

我国幅员辽阔，江河纵横，湖泊众多，蕴藏着巨大的水能资源，且水电开发建设的自然条件优越。根据2011年我国水能资源普查结果，我国水能资源技术可开发量为5.4亿kW，年发电量为2.5万亿kW·h；经济可开发量为4亿kW，年发电量为1.75万亿kW·h。目前，我国水电开发容量已达到技术可开发量的52%左右，发电量占到技术可能量的40%左右。水电总装机容量和发电量已稳居世界第一位，其次为俄罗斯、巴西和加拿大。当然也应清醒地认识到，我国水能资源总量虽然十分丰富，但人均资源占有量并不富裕。以电量计，我国可开发的水电资源约占世界总量的15%，但人均资源量只有世界均值的70%左右，并不富裕。

2.我国水能资源在地区和时间上分布不均

我国的水能资源集中在经济相对滞后的西部，尤其是西南地区，云、贵、川、渝、陕、甘、宁、青、新、藏等10个省（自治区、直辖市）的水能资源占67.8%，其中西南的云、川、藏三省（自治区）就占全国总资源量的60%，而经济发达的东部13个省及直辖市（辽、吉、黑、京、津、冀、鲁、苏、浙、皖、沪、粤、闽）仅占7%左右，见表1-1。

我国是世界上季风最显著的国家之一，冬季多由北部西伯利亚和蒙古高原的干冷气流控制，干旱少水，夏季则受东南太平洋和印度洋的暖湿气流控制，高温多雨。受季风影响，降水时间和降水量在年内高度集中，一般雨季2～4个月的降水量能达到全年的60%～80%。降水量年际间的变化也很大，年径流最大值与最小值相比，长江、珠江、松花江为2～3倍，淮河达15倍，海河更达20倍之多。这些不利的自然条件，要求设计师在水电规划和建设中必须考虑年内和年际的水量调节，根据情况优先建设具有年调节和多年调节水库的水电站，以提高水电的供电质量，保证系统的整体效益。

3.大型水电站所占的比重较大

我国规模大于200万kW的水电站水能资源量占50%，如已建成的位于雅砻江上的二滩电站总装机容量330万kW；长江三峡工程的装机容量为2250万kW，多年平均年发电量1000亿kW·h；位于四川雷渡县和云南永善县交界处的溪洛渡水电站，装机容量1260万kW；位于雅鲁藏布江的墨脱水电站，经查勘研究，计划开凿35km长的隧洞，引水2000m³/s以上，落差可超过2000m，其装机容量可达5000万kW，多年平均年发电量3000亿kW·h。

建设大型电站，因其水头高、单机容量大，将带来很多技术难题，且淹没损失大，移民数量多，这些问题在人口较密的地区显得尤为突出。

三、我国水电建设发展概况

我国水能资源虽然丰富，但在新中国成立前，水电建设几乎是空白，1912年在云南昆明建成了我国大陆第一座水电站——石龙坝水电站，装机容量仅为480kW，如图1 2所示。之后的几十年，由于旧中国的贫穷落后，我国的水电几乎没有得到什么进展，到1949年，全国的水电装机容量仅为16.3万kW。

新中国成立后，特别是改革开放30多年来，我国的水电建设取得了辉煌的成就，设计和建造了一大批具有世界先进技术水平的大中型水电站。装机容量66万kW的新安江水电站建于20世纪50年代末期，仅用3年时间就建成；在长江中游修建的葛洲坝水电站，装机容量达271.5万kW；贵州乌江渡水电站的建成，为岩溶发育地区修建大型水电站开创了先例；在海拔2600m以上、地质条件极为复杂的青海高原，建造了坝高178m、总库容为247亿m³的龙羊峡大坝；在湖南耒水建造了拱坝高达157m的东江水电站；在四川雅砻江上建造了装机容量338万kW、坝高240m的二滩水电站；在长江干流建造了装机容量为2250万kW、目前世界最大水电站三峡电站；在四川省雷波县和云南省永善县交界的金沙江下游河段，建造了装机容量1260万kW的溪洛渡电站。除常规水电站外，我国抽水蓄能电站的建设也取得了很大的成绩：广州抽水蓄能电站总装机容量240万kW，是我国第一，也是目前世界上最大的抽水蓄能电站，该电站总装机8台，采用30万kW容量可逆式高参数抽水蓄能机组，设计水头535m。

图1-2 石龙坝水电站

2014年，我国水电装机容量历史性突破3亿kW。水电继续稳居我国非化石能源和清洁可再生能源的“头把交椅”。2014年，我国水电发电量达10661亿kW·h，占全国总发电量的19.2%。2014年，水电以外的清洁能源发电量情况为：风电1563亿kW·h，核电1262亿kW·h，太阳能发电突破200亿kW·h，达231亿kW·h，共占全国发电量5.6%左右。2014年，我国清洁能源发电量13717亿kW·h，其中：水电10661亿kW·h，占77.72%；风电1563亿kW·h，占11.39%；核电1262亿kW·h，占9.2%；太阳能发电231亿kW·h，占1.68%。

综合计算，2014年水、风、核、太阳能等非化石能源发电比重共提高了3.3%，达到24.8%左右。2014年，我国火电发电量41731亿kW·h，比上一年下降0.7%，占全国发电量的75.2%。

尽管如此，我们也应认识到，我国当前水能资源的开发率仍然相对较低，而世界发达国家水能资源的开发率多已超过60%，如美国约82%，日本约84%，加拿大约65%，德国约73%，法国、挪威、瑞士也均在80%以上。

我国水电开发利用程度在各流域、各省区之间也不尽相同，总的来讲，东部开发利用程度最高，中部次之，西部最低。各省区开发率差别很大，东、中部经济发达省份远高于西部省份，河南、辽宁、吉林、福建、安徽、北京、天津、河北、湖北和海南等省市都在50%以上，而西藏、云南、四川等水能资源较多的省区开发率则大都很低。