水力发电之最

2018-07-13 11:44:44 无所不能　点击量：评论 (0)

水力发电(hydropower)是运用水的势能转换成电能的发电方式，其原理是利用水位的落差(势能)在重力作用下流动(动能)，例如从河流或水库等高位水源引水流至较低位处，流的水流推动轮机使之旋转，带动发电机发电。

水力发电(hydropower)是运用水的势能转换成电能的发电方式，其原理是利用水位的落差(势能)在重力作用下流动(动能)，例如从河流或水库等高位水源引水流至较低位处，流的水流推动轮机使之旋转，带动发电机发电。高位的水来自太阳热力而蒸发的低位的水分，因此可以视为间接地使用太阳能。由于技术成熟，是目前人类社会应用最广泛的可再生能源。

2016年全球水力发电仅占全球一次能源消费的6.9%，但全球水力发电占再生能源发电的67.8%，远高于光伏、风电。

中国经济发展快速，必然伴随着水力发电发展。中国占据全球水力发电总量的28%;但是发展并没有达到顶峰。根据世界能源理事会发布的《World Energy Resources 2016》报告，中国尚有47%的水力资源没有开发。

水力发电有四种形式：大坝式水力发电、抽水蓄能式水力发电、川流式水力发电和潮汐发电。本文反映截至2016年底全球水力发电的最早、最大和最多。这个加到后面一段后面

世界上最大的水电站——三峡大坝

大坝式水力发电

大坝式水力发电(Conventional hydroelectricity)，又称水库式水力发电。是以堤坝储水形成水库，其最大输出功率由水库容积及出水位置与水面高度差距决定。此高度差称为扬程又叫落差或水头，而水的势能与扬程成正比。

▲世界上第一个水电项目是1878年英格兰诺森伯兰郡拉格塞德(Cragside)乡村酒店用于点灯照明。四年后，美国威斯康星州开设了第一家私营发电站，随后有数百家水力发电站投入运行，供当地照明。

▲石龙坝水电站是中国第一座水电站，位于云南省昆明市郊螳螂川上。1910年(庚戌年)7月开工，1912年5月28日发电，最初装机容量为480 kW。2006年05月25日，石龙坝水电站被国务院批准列入第六批全国重点文物保护单位名单。

▲2016年全球水力发电装机容量为1096GW，其中中国占28%，高于巴西、美国和加拿大的9.0%。

▲世界上电力生产最多的国家是中国。根据BP统计，2016年全球发电量为24816.4TWh，中国发电量为6142.5 TWh，占全球总量的24.8%。

▲水力发电是全球电力生产的主要再生能源。2016年全球水力发电占全球电力生产的16.6%，占再生能源发电的67.7%。

▲2015年中国水力发电占中国再生能源电力的79.3%。占据再生能源的主导地位。

▲根据国际水力发电协会(International Hydropower Association，iha)报告，2017年全球水力发电装机容量为1245GW，中国为331.1GW，占全球总量的26.6%，居世界第一;其次美国102.5GW，巴西98.0GW。

▲按照兆瓦小时每平方公里(MWh/km2)计算，奥地利460.2 MWh/km2，居世界第一，挪威达373 MWh/km2，居第二。

▲按照人均MWh计算，人均发电量依次为加拿大10.46 MWh ，巴拉圭9.27 MWh ，不丹8.87 MWh。中国人均发电量为0.86 MWh。

▲世界上最大的发电站是中国三峡水电站(Three Gorges Dam)，该发电站采用了32台混流式水轮机(弗兰西斯水轮机Francis turbines)，每台700MW，另外还有两台50MW涡轮机发电，装机容量共计22500MW，年发电量达98.8TWh。

▲世界上水电站装机容量在2000MW以上的有70个水力发电站中，其中中国占据了22座，居世界之首。在中国22座水力发电站之中，长江流域就占有17座。

中国投产的水力发电站的世界排行

▲世界上2023年前在建的2000MW以上的18个水力发电站中，中国占据了5座，居世界之首。

中国在建的水力发电站

▲从葛洲坝逆行而上，经由三峡大坝过长江支流，这是中国西电东输的主力，也是世界上最大的梯级发电站：长江主流有葛洲坝和三峡两个、乌江有10座、嘉陵江有16座、岷江有21座、雅砻江有21座、金沙江有20座等约90座水电站。

▲世界上储水量最多的大坝是津巴布韦和赞比西的赞比西河(Zambezi River)上的卡里巴大坝(Kariba Dam)，1959年建成，储水量为180.6km3，其次为俄罗斯安加拉河上的布拉茨克大坝(Bratsk Dam)和加纳沃尔特湖阿科松博坝(Akosombo Dam)。

▲中国储水量最多的是丹江口大坝(Danjiangkou Dam)，1962年建成，位于长江支流——汉水，储水量为51.6km3，居世界第21位。

▲水力发电在一次能源消费中最多的国家是挪威，2016年占挪威一次能源消费的66.7%。

▲挪威是世界上水力发电生产最多的国家。2016年水力发电占挪威电力生产结构的97.9%。

▲世界上最高的大坝在中国雅砻江上流的锦屏-I大坝(Jinping-I Dam)，混凝土高拱坝，坝高305米，2013年建成。

▲2018年中国最高的大坝将是大渡河上的双江口大坝(Shuangjiangkou Dam)，坝高312米。

▲2018年建成的罗贡水坝(Rogun Dam，坝高335米)将超越中国双江口大坝(坝高312米)成为世界上最高的大坝。罗贡水坝位于塔吉克斯坦瓦赫什河，装机容量6×600MW，发电量13.1TWh 。

▲世界上最大的坝体是巴基斯坦塔贝拉大坝(Tarbela Dam)，1976年建成，构筑物高达143米，大坝体积为153百万立方米，装机容量3478MW。

▲中国最大的坝体是三峡大坝(Three Gorges Dam)2008年建成，构筑物高达181米，大坝体积为27.4百万立方米，装机容量22500MW。世界排名第21位。

▲拟建的英戈大坝(Grand Inga Dam)位于刚果民主共和国刚果河英戈瀑布。坝高205 m，预计装备52台水轮机，每台750MW，装机总容量39000 MW。投资800亿美元，预计开工时间2020-2025年。一旦建成，英戈大坝将是三峡水电站(22500MW)近两倍。

▲雅鲁藏布江是中国最长的高原河流，位于西藏自治区境内，也是世界上海拔最高的大河之一。理论上雅鲁藏布江水电站建成后，装机容量达50000MW，发电量将是三峡大坝发电量(98.8 TWh)的3倍，达到300TWh，将是世界上发电量最大的发电站。

抽水蓄能式水力发电

抽水蓄能式水力发电(Pumped-storage hydroelectricity)，是一种储能方式，但并不是能量来源。当电力需求低时，多出的电力产能继续发电，推动电泵将水泵至高位储存，到电力需求高时，便以高位的水作发电之用。此法可以改善发电机组的使用率，在商业上非常重要。

▲世界上最大的抽水蓄能电站是美国巴斯县抽水蓄能电站(Bath County Pumped Storage Station)，装机容量达3003MW。

▲中国最大的抽水蓄能电站是(Huizhou Pumped Storage Power Station)，装机容量为2448MW。

▲中国第二大的抽水蓄能电站是广东抽水蓄能水电站(Guangdong Pumped Storage Power Station)，装机容量为2400MW。

▲中国在建的抽水蓄能电站居世界第一。装机容量在1000MW以上有三座：丰宁抽水蓄能电站(Fengning Pumped Storage Power Station，装机容量3600MW，2019-2021年建成)、绩溪抽水蓄能电站(Jixi Pumped Storage Power Station，装机容量1800MW，2018年建成)和荒沟抽水蓄能电站(Huanggou Pumped Storage Power Station，装机容量1200MW，2019年建成)。

川流式水力发电

川流式水力发电(Run-of-the-river hydroelectricity，ROR)，也称作径流式水电，为一种虽借由水力但仅需要少量的水或不需储存大量的水来进行发电的水力发电形式。川流式水力发电几乎完全不需要水的储存，或仅需要兴建极小的储水设施，而在兴建小型储水设施时，这种储水设施便被称为调整池或是前池。由于没有大型储水设施的建置，川流式发电对于引用水源的季节性水量变化十分敏感，因此川流式发电厂通常被定义为间歇性的电力(intermittent energy source)来源。而如果川流式发电厂中建置一座可在任何时间调节水流量的调整池，将可作为一座调峰电厂或是基载电厂。

▲世界上最大的的川流式水力发电站是巴西马德拉河上的杰瑞大坝(Jirau Dam)，坝高63m，坝长1500m，装机容量3075MW，2016年竣工。

▲世界上第二大的川流式水力发电站是美国哥伦比亚河上的约瑟夫酋长大坝(Chief Joseph Dam)，坝高72m，坝长1817m，装机容量为2620MW，年发电量9780 GWh，1979年竣工。

▲中国最大的的川流式水力发电站是天生桥二级水电站(Tianshengqiao-II Dam)，位于南盘江上，坝高58.7m，坝长471m，大坝体积4800000m3，装机容量为1320MW，1997年竣工。

潮汐发电

潮汐发电(Tide power)是以因潮汐引致的海洋水位升降发电。一般都会建水库储内发电，但也有直接利用潮汐产生的水流发电。全球适合潮汐发电的地方并不多，英国有八处地适合，估计其潜能促以满足该国20%的电力需求。

▲世界上第一座潮汐电站是朗斯潮汐电站(Rance tidal power plant)，位于法国朗斯，从1960年到1966年建造了6年。装机容量240MW。

▲世界上最大的潮汐电站是韩国华湖潮汐电站(Sihwa Lake Tidal Power Station)，装机容量为254MW，2011年竣工。

▲北美洲第一座潮汐发电站是安纳波利斯潮汐电站(Annapolis Royal Generating Station)，位于加拿大新斯科舍省安纳波利斯罗亚尔，在芬迪湾的入口处。装机容量20MW，1984年竣工。

▲中国最大的潮汐电站是江厦潮汐电站(Jiangxia Tidal Power Station )，位于杭州南边，装机容量仅为3.2MW，1985年开始运行。

▲北美洲岩滩潮汐发电示范工程((Race Rocks Tidal Power Demonstration Project)第一台潮汐流能发电机(in-stream tidal current generator)2006年9月安装在加拿大温哥华岛 (Vancouver Island)瑞斯礁岩(Race Rocks)。

▲目前世界上最大的潮汐发电项目—— MeyGen(MeyGen tidal energy project)在苏格兰北部彭特兰湾( Pentland Firth)建造，装机容量398MW，预计2021年竣工。

▲印度古吉拉特邦计划建造南亚第一个商用潮汐发电站。在印度西海岸卡奇湾(Gulf of Kutch)安装装机容量为50MW的电站，2012年初动工。

▲拟建中的俄罗斯勘察加半岛品仁纳湾潮汐电站( Penzhin Tidal Power Plant Project)，装机容量达87100MW，年发电量可达200TWh，将成为世界上最大的潮汐电站。一旦品仁纳湾潮汐电站建成将是目前三峡发电站的装机容量的四倍。