水電站未來的發展趨勢,是拆、還是建?
水電站由水利系統、機械系統和電能產生裝置等組成,是實現水能到電能轉換的水利樞紐工程,電能生產的可持續性要求水電站水能的利用具有不間斷性。通過水電站水庫系統的建設,人為地調節和改變水利資源在時間上和空間上的分布,實現對水利資源的可持續利用。
為了將水庫中的水能有效地轉化為電能,水電站需要通過一個水機電系統來實現,該系統主要由壓力引水管、水輪機、發電機和尾水管等組成。
我國有一座全球最古老的水壩,迄今為止已經使用了2300年,那就是位于四川成都市城西的都江堰。
人類歷史上最早修建水壩已經有幾千年的歷史了,水壩在農業灌溉、防洪減災、水力發電等方面都發揮了巨大的作用,為國家發展創造了巨大的經濟效益。世界上最早出現的水壩,就是公元3000多年前,我國杭州良渚古城修建的水壩。
而我國的都江堰則是當今世界上年代久遠、唯一留存、以無壩引水為特征的宏大水利工程,它擔負著四川盆地中西部地區7市40縣1130余畝土地的灌溉。都江堰是世界文化遺產、世界自然遺產的重要組成部分、世界灌溉工程遺產、全國重點文物保護單位、國家級風景名勝區。
目前,我國是世界上第一大能源消耗國。中國占全球能源消費量的23%,占全球能源消費增長的27%,中國能源發展進入了新的階段,我國已經成為世界上第一大能源生產國和消費國。未來需要加快風能、太陽能、生物質能等非化石能源開發利用,推動低碳能源來替代高碳能源。
據統計,我國共有水電站46758座,水電裝機容量為33289萬千瓦,其中規模以上的水電站22190座,裝機容量32730千瓦,規模以下水電站24568座,裝機容量559萬千瓦。中國發電量占全球1/4,擁有世界20強水電站中的11個。
我國發電主要依靠水電和火電,占總發電量的90%,其中:火電占72%、水電占18%、核電4%、風電4.5%、太陽能1.5%,其余地熱電、潮汐電、生物電可以忽略不計。
發達國家美國,共有1436個水電站,占全國電力的7%,511個燃煤發電廠,占全國電力的34%,1740個天然氣發電廠,發電量占全國電力的30%,99個核電站,占全國電力的20%,843個風力發電廠占全國電力的5%,722個太陽能發電廠,占全國電力的1%,石油發電量占全國發電量的1%。
美國當初修建這些水壩的目的,是為了給機器提供動力、蓄水、灌溉或利用水力發電。然而,近些年來,與中國不斷地修建水電站的情況相反,美國卻在不停地拆除水壩。統計數據顯示,近25年來,美國拆除了近900座水壩,每年拆除水壩遠遠多于新建的水壩數量。
那么,美國為何要將國內這些在正常使用的水壩拆除呢?原因在于以下幾點:
1、水壩的建設破壞了大自然原有的生態平衡
因為水壩庫區的淹沒,許多天然的森林、草地以及野生動物的棲息地被損害,水生動物的多樣性也開始喪失。
同時由于水流減緩,導致水體的自凈能力下降,水污染也開始加重。水壩抬高了河水水位,也容易導致下游土地的鹽堿化。與此同時,水壩庫區淹沒的大量植物和動物,在腐爛后,還會在庫區釋放出大量的甲烷等溫室氣體。
現在,美國每年都有50-60座水壩被拆除。環保人士說,隨著大壩被拆除,大自然復原的速度令他們吃驚。
雖然意識到水電站建設對于生態所帶來的危害,但是,美國對于水壩的拆除還是十分謹慎的,并非要拆除所有水壩,而是經過認真評估,以使用期超過50年,而且存在安全隱患,維修加固費用過高的水壩為主。
同時,為了防止拆壩引發新的生態問題,美國拆除水壩需要經過嚴格的程序批準后,方可實施拆除。目前美國還在不斷利用新技術,挖掘水壩的潛能,充分發揮剩余水壩的功能,合理開發和利用水能源
2、水電站建設存在著投資大、工期長、建設費用超標等弊端,而且現存的許多大壩已經到了使用年限,維護費用已經超過了使用價值,還容易引起垮壩事故的發生
水壩在美國的基礎設施建設中,超標最多,平均超標90%以上。大型水電站建設的工期時間較長,一般都會超過10年,這也使得水電站在解決能源危機中起不了多大作用。
現在美國的許多水壩已經到了使用年限,繼續使用存在著垮塌風險。美國歷史上曾發生過數次水電站垮壩事故,造成自然災害并導致重大人員財產損失。
1972年,西弗吉尼亞州法羅克里克的一座水壩崩潰,導致123人喪失。同年,南達科他州峽谷胡大壩垮塌,238人遇難。1977年,喬治亞州的一座大壩倒塌,導致洪水沖進圣經學院,造成39人死亡。
近年來,在美國的影響下,世界各國對于水電站建設也開始采取謹慎態度,一些發達國家已經率先停止了水電站建設,而部分發展中國家,也轉變了原來一味支持水電站建設的態度。
中國國情決定了修建水電站的必要性
1、中國有著與他國不同的特殊國情
與美國國情不同,基于中國龐大的人口基數,人口數量與水利資源嚴重不匹配,導致資源與工程性缺水問題十分突出。我國人口數量占世界的18%,但是平均的水資源量僅占世界水資源總量的6%。
由此可見,中國要發展經濟,首先必須解決水資源短缺的問題。尤其在中國經濟社會快速發展,城鎮化水平不斷提高的情況下,目前用水量還處于不斷增長之中。
據測算,到2030年時,中國的城鎮化率將達到70%,超過100萬人口的城市將會超過200座,到那時,現有的水庫供水量根本無法滿足未來城市的用水需求。
此外,由于我國是一個農業大國,農業生產尚未實現現代化、水利化,農業基本上仍是靠天吃飯。要保障糧食安全,就必須保證農田的灌溉,而水庫具有蓄豐補枯的作用,可以為農業生產提供充足穩定的灌溉水量。
我國的水資源不僅數量少,而且季節性分布也不均勻,豐水期的降水量約占年降水量的60-70%,而枯水期的降水量則十分少。每當枯水期來臨時,江河湖流水量急劇減少,直接影響到農田灌溉,此時只能依靠水庫才能保證農業生產得到灌溉用水。
2、出于防洪減災的需要
我國的河流數量居世界第一,但同時也是一個洪澇災害頻發的國家,基本上每隔4-5年就會發生一次大的洪澇災害。而應對洪澇災害最有效的方法,就是修建水壩。
當洪水到來時,水壩能夠攔截洪峰,將水源儲存在水庫中,然后通過錯峰泄水的方式,降低下游河段防洪壓力,減輕洪災損失。
3、水力發電不僅能夠解決我國的能源短缺問題,還能減少環境污染和碳排放,延緩全球變暖速度,同時還可以促進風光電綜合發展,推動能源結構轉型
通過以上對于中國國情的綜合分析,可以得出結論。目前,中國要保障用水、糧食、能源以及社會安全,仍要大量修建水電站。這是完全是由中國國情所決定的、是無法改變的客觀現實。
在修建水壩的建設過程中,必須高度重視環保問題,盡量減少對當地生態環境的破壞
世界各國之所以在水壩建設問題上達成了共識,就是因為人們現在已經看到了水壩修建對于生態環境造成的破壞。因此,我國在今后的水壩修建過程中,必須高度重視環境保護問題,盡量將水壩對當地自然環境所造成的破壞降到最低。
然而,說起來容易,做起來難。要讓水電站達到既不破壞生態環境,又能蓄水發電,各方面都面面俱到,的確也不是一件容易的事。例如都江堰作為世界上唯一的無壩工程,可以說是世界水利工程的一個奇跡,兩千多年來一直在造福人類。
可是現在有人卻提出,要在都江堰上游修建壽命只有200年的紫坪鋪大壩,這一工程一旦修建,將會使都江堰遭到破壞,最后在媒體和環保機構的呼吁下,楊柳湖大壩被迫停工。
但是,現在問題并沒有得到徹底解決,在都江堰上游興建大壩的勢頭并未停息,在經濟利益的驅使下,資本仍會蠢蠢欲動,都江堰仍有遭到破壞的可能。
目前正在興建中的怒江13級水電梯級開發規劃和虎跳峽水壩的建設,仍有可能對怒江周邊豐富的生物多樣性造成不可挽回破壞,而傳說中的“香格里拉”也有可能最終因此消失不見,這些問題都需要在工程建設過程中予以妥善解決。
中美處于不同的經濟發展階段,美國早已完成了其國內的水利工程建設,而中國目前則正處于大規模水利建設的過程之中
美國從上世紀30年代就開始修建水壩,現在早已建好了國內需要的所有大壩,目前所拆除的僅僅是那些年代久遠、幾乎沒有多大作用的老舊水壩。事實上,無論如何高喊環??谔?、強調環保的重要性,美國政府是絕對不會拆除那些至關重要的水壩的。
與美國的情況完全不同,一方面中國是一個水資源極度缺乏的國家,人均占有水資源少得可憐。另一方面,中國近些年雖然大力發展國內的水電站建設,但是,從我國對于水資源以及水力發電的巨大需求來看,還遠遠不夠。
所以,從中美經濟發展狀況看,中美處在完全不同的經濟發展階段,目前中國正處于水電站建設的一個高峰時期,而美國水電站建設早已成為過去式,現在已經到了需要拆除那些已經使用了79-80年的水壩的階段。
目前,我國已經成為水庫大壩數量最多、農田灌溉面積最大的國家,并且擁有世界上最大的水電裝機容量,開始與西方國家競爭水利建設的國際市場。這就讓歐美國家坐不住了,于是借環保為由,抨擊中國的水利建設破壞地球生態平衡。
總之,修不修水壩,完全取決于世界各國的經濟發展狀況,各國完全可以在努力保護環境的前提下,尋找出最適合自己國家的發展方式,作出合理的水利建設發展規劃。
責任編輯:葉雨田
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