水电站未来的发展趋势,是拆、还是建?
水电站由水利系统、机械系统和电能产生装置等组成,是实现水能到电能转换的水利枢纽工程,电能生产的可持续性要求水电站水能的利用具有不间断性。通过水电站水库系统的建设,人为地调节和改变水利资源在时间上和空间上的分布,实现对水利资源的可持续利用。
为了将水库中的水能有效地转化为电能,水电站需要通过一个水机电系统来实现,该系统主要由压力引水管、水轮机、发电机和尾水管等组成。
我国有一座全球最古老的水坝,迄今为止已经使用了2300年,那就是位于四川成都市城西的都江堰。
人类历史上最早修建水坝已经有几千年的历史了,水坝在农业灌溉、防洪减灾、水力发电等方面都发挥了巨大的作用,为国家发展创造了巨大的经济效益。世界上最早出现的水坝,就是公元3000多年前,我国杭州良渚古城修建的水坝。
而我国的都江堰则是当今世界上年代久远、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程,它担负着四川盆地中西部地区7市40县1130余亩土地的灌溉。都江堰是世界文化遗产、世界自然遗产的重要组成部分、世界灌溉工程遗产、全国重点文物保护单位、国家级风景名胜区。
目前,我国是世界上第一大能源消耗国。中国占全球能源消费量的23%,占全球能源消费增长的27%,中国能源发展进入了新的阶段,我国已经成为世界上第一大能源生产国和消费国。未来需要加快风能、太阳能、生物质能等非化石能源开发利用,推动低碳能源来替代高碳能源。
据统计,我国共有水电站46758座,水电装机容量为33289万千瓦,其中规模以上的水电站22190座,装机容量32730千瓦,规模以下水电站24568座,装机容量559万千瓦。中国发电量占全球1/4,拥有世界20强水电站中的11个。
我国发电主要依靠水电和火电,占总发电量的90%,其中:火电占72%、水电占18%、核电4%、风电4.5%、太阳能1.5%,其余地热电、潮汐电、生物电可以忽略不计。
发达国家美国,共有1436个水电站,占全国电力的7%,511个燃煤发电厂,占全国电力的34%,1740个天然气发电厂,发电量占全国电力的30%,99个核电站,占全国电力的20%,843个风力发电厂占全国电力的5%,722个太阳能发电厂,占全国电力的1%,石油发电量占全国发电量的1%。
美国当初修建这些水坝的目的,是为了给机器提供动力、蓄水、灌溉或利用水力发电。然而,近些年来,与中国不断地修建水电站的情况相反,美国却在不停地拆除水坝。统计数据显示,近25年来,美国拆除了近900座水坝,每年拆除水坝远远多于新建的水坝数量。
那么,美国为何要将国内这些在正常使用的水坝拆除呢?原因在于以下几点:
1、水坝的建设破坏了大自然原有的生态平衡
因为水坝库区的淹没,许多天然的森林、草地以及野生动物的栖息地被损害,水生动物的多样性也开始丧失。
同时由于水流减缓,导致水体的自净能力下降,水污染也开始加重。水坝抬高了河水水位,也容易导致下游土地的盐碱化。与此同时,水坝库区淹没的大量植物和动物,在腐烂后,还会在库区释放出大量的甲烷等温室气体。
现在,美国每年都有50-60座水坝被拆除。环保人士说,随着大坝被拆除,大自然复原的速度令他们吃惊。
虽然意识到水电站建设对于生态所带来的危害,但是,美国对于水坝的拆除还是十分谨慎的,并非要拆除所有水坝,而是经过认真评估,以使用期超过50年,而且存在安全隐患,维修加固费用过高的水坝为主。
同时,为了防止拆坝引发新的生态问题,美国拆除水坝需要经过严格的程序批准后,方可实施拆除。目前美国还在不断利用新技术,挖掘水坝的潜能,充分发挥剩余水坝的功能,合理开发和利用水能源
2、水电站建设存在着投资大、工期长、建设费用超标等弊端,而且现存的许多大坝已经到了使用年限,维护费用已经超过了使用价值,还容易引起垮坝事故的发生
水坝在美国的基础设施建设中,超标最多,平均超标90%以上。大型水电站建设的工期时间较长,一般都会超过10年,这也使得水电站在解决能源危机中起不了多大作用。
现在美国的许多水坝已经到了使用年限,继续使用存在着垮塌风险。美国历史上曾发生过数次水电站垮坝事故,造成自然灾害并导致重大人员财产损失。
1972年,西弗吉尼亚州法罗克里克的一座水坝崩溃,导致123人丧失。同年,南达科他州峡谷胡大坝垮塌,238人遇难。1977年,乔治亚州的一座大坝倒塌,导致洪水冲进圣经学院,造成39人死亡。
近年来,在美国的影响下,世界各国对于水电站建设也开始采取谨慎态度,一些发达国家已经率先停止了水电站建设,而部分发展中国家,也转变了原来一味支持水电站建设的态度。
中国国情决定了修建水电站的必要性
1、中国有着与他国不同的特殊国情
与美国国情不同,基于中国庞大的人口基数,人口数量与水利资源严重不匹配,导致资源与工程性缺水问题十分突出。我国人口数量占世界的18%,但是平均的水资源量仅占世界水资源总量的6%。
由此可见,中国要发展经济,首先必须解决水资源短缺的问题。尤其在中国经济社会快速发展,城镇化水平不断提高的情况下,目前用水量还处于不断增长之中。
据测算,到2030年时,中国的城镇化率将达到70%,超过100万人口的城市将会超过200座,到那时,现有的水库供水量根本无法满足未来城市的用水需求。
此外,由于我国是一个农业大国,农业生产尚未实现现代化、水利化,农业基本上仍是靠天吃饭。要保障粮食安全,就必须保证农田的灌溉,而水库具有蓄丰补枯的作用,可以为农业生产提供充足稳定的灌溉水量。
我国的水资源不仅数量少,而且季节性分布也不均匀,丰水期的降水量约占年降水量的60-70%,而枯水期的降水量则十分少。每当枯水期来临时,江河湖流水量急剧减少,直接影响到农田灌溉,此时只能依靠水库才能保证农业生产得到灌溉用水。
2、出于防洪减灾的需要
我国的河流数量居世界第一,但同时也是一个洪涝灾害频发的国家,基本上每隔4-5年就会发生一次大的洪涝灾害。而应对洪涝灾害最有效的方法,就是修建水坝。
当洪水到来时,水坝能够拦截洪峰,将水源储存在水库中,然后通过错峰泄水的方式,降低下游河段防洪压力,减轻洪灾损失。
3、水力发电不仅能够解决我国的能源短缺问题,还能减少环境污染和碳排放,延缓全球变暖速度,同时还可以促进风光电综合发展,推动能源结构转型
通过以上对于中国国情的综合分析,可以得出结论。目前,中国要保障用水、粮食、能源以及社会安全,仍要大量修建水电站。这是完全是由中国国情所决定的、是无法改变的客观现实。
在修建水坝的建设过程中,必须高度重视环保问题,尽量减少对当地生态环境的破坏
世界各国之所以在水坝建设问题上达成了共识,就是因为人们现在已经看到了水坝修建对于生态环境造成的破坏。因此,我国在今后的水坝修建过程中,必须高度重视环境保护问题,尽量将水坝对当地自然环境所造成的破坏降到最低。
然而,说起来容易,做起来难。要让水电站达到既不破坏生态环境,又能蓄水发电,各方面都面面俱到,的确也不是一件容易的事。例如都江堰作为世界上唯一的无坝工程,可以说是世界水利工程的一个奇迹,两千多年来一直在造福人类。
可是现在有人却提出,要在都江堰上游修建寿命只有200年的紫坪铺大坝,这一工程一旦修建,将会使都江堰遭到破坏,最后在媒体和环保机构的呼吁下,杨柳湖大坝被迫停工。
但是,现在问题并没有得到彻底解决,在都江堰上游兴建大坝的势头并未停息,在经济利益的驱使下,资本仍会蠢蠢欲动,都江堰仍有遭到破坏的可能。
目前正在兴建中的怒江13级水电梯级开发规划和虎跳峡水坝的建设,仍有可能对怒江周边丰富的生物多样性造成不可挽回破坏,而传说中的“香格里拉”也有可能最终因此消失不见,这些问题都需要在工程建设过程中予以妥善解决。
中美处于不同的经济发展阶段,美国早已完成了其国内的水利工程建设,而中国目前则正处于大规模水利建设的过程之中
美国从上世纪30年代就开始修建水坝,现在早已建好了国内需要的所有大坝,目前所拆除的仅仅是那些年代久远、几乎没有多大作用的老旧水坝。事实上,无论如何高喊环保口号、强调环保的重要性,美国政府是绝对不会拆除那些至关重要的水坝的。
与美国的情况完全不同,一方面中国是一个水资源极度缺乏的国家,人均占有水资源少得可怜。另一方面,中国近些年虽然大力发展国内的水电站建设,但是,从我国对于水资源以及水力发电的巨大需求来看,还远远不够。
所以,从中美经济发展状况看,中美处在完全不同的经济发展阶段,目前中国正处于水电站建设的一个高峰时期,而美国水电站建设早已成为过去式,现在已经到了需要拆除那些已经使用了79-80年的水坝的阶段。
目前,我国已经成为水库大坝数量最多、农田灌溉面积最大的国家,并且拥有世界上最大的水电装机容量,开始与西方国家竞争水利建设的国际市场。这就让欧美国家坐不住了,于是借环保为由,抨击中国的水利建设破坏地球生态平衡。
总之,修不修水坝,完全取决于世界各国的经济发展状况,各国完全可以在努力保护环境的前提下,寻找出最适合自己国家的发展方式,作出合理的水利建设发展规划。
责任编辑:叶雨田
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