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国外水电发展概况及对我国水电发展的启示(一)

2010-04-17中国水利水电科学研究院中国大坝协会贾金生

中国水能及电气化 2010年3期
关键词:库容发电量水电

中国水利水电科学研究院 中国大坝协会 贾金生

一、世界水电发展概况

1.世界水电与大坝发展概况

水电作为技术最成熟、供应最稳定的可再生清洁能源,在全球能源供应中占有重要地位。2007年全球水电装机达到848400MW,发电量3045000GWh/年,约占全球电力供应量的20%,水电开发程度按发电量与经济可开发量的比值计算达到了35%,其中非洲为11%,亚洲为25%,大洋州为45%,欧洲为71%,北美为65%,南美为40%,见表1。

全球水资源总量约为55万亿m3,由于水资源时空分布的不均衡性,全球可利用的水资源总量仅为9万亿m3。按照国际大坝委员会对大坝的定义(坝高大于15m或者坝高在5~15m之间,水库库容大于300万m3),到目前为止,全世界已经建造了5万多座水库大坝。这些水库大坝控制着大约3.5万亿m3水资源,约占全球可利用水资源量的38%,对水资源综合利用和管理发挥着重要作用。世界不少大坝有发电功能,例如在全球库容超过250亿m3的水库中,有44座水库具有发电功能,其中有16座水库以发电为唯一目的。这44座水库的总库容在1.3万亿m3(大约占世界库容总量的37%),它们提供了超过500TWh/年的电量、大约占世界总水电发电量的20%。2007年,在全球在建的坝高超过60m的370座大坝中,有217座大坝的主要或唯一功能是发电。

5万座处于运营中的大坝在不同地区间的地理分布情况如下:亚洲:59.7%,北美:21.1%,欧洲:12.6%,非洲:3.3%,南美:2.0%,澳大利亚:1.3%。

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如果按坝高30m以上来统计,2006年中国30m以上大坝5191座,占全球的1/10,居世界第一位。在已建、在建高于30m以上的大坝中,居第二至第七名的国家分别为:美国1533座,日本1075座,西班牙517座,印度504座,土耳其376座,意大利332座。按水库功能进行划分,根据国际大坝委员会的统计,具有灌溉、水电、供水、防洪、娱乐及其他功能(包括航运、养鱼和其他用途)的水库占水库总数的比重分别为38%、18%、14%、14%、14%、8%、8%。

为了更好地了解国际大坝水库的建设情况,下面列出了按照数量、高度、水库库容、单个工程发电量等参数进行统计水库大坝发展统计表,因这几年变化不大,数据以国际大坝委员会2003年出版统计报告和中国大坝协会于2005年系统整理的国际大坝典型数据为依据,见表2~8。

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2.各大洲水电与大坝发展概况

(1)欧洲

上世纪初,欧洲绝大部分大坝位于英国(220座)。到2006年底,欧洲注册的大坝超过5280座,其中西班牙已建大坝的数目最多(1188座),其次是法国、英国,均超过500座。

欧洲大坝的主要用途首先是水电,其次是灌溉和供水。在欧洲国家,水库利用(和水库的重要性)具有显著差异,尤其是表现在水电方面,这种差异反应了各国地形、降水和国家政策的差异。许多用作水电的水库(常常位于山区或北欧国家)明显不同于用作灌溉和供水的水库,后者规模一般较小,并且位于低地国家和欧洲南部。欧洲约有1/4的大坝是多用途大坝。有若干个国家的水电占本国电力供给的一半以上,例如阿尔巴尼亚为97%,冰岛为70.1%,拉脱维亚70%,而挪威的水电比重达到了99%。

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表8 世界前十大已建、在建拱坝

1960年,欧洲许多地方的大坝建设和水电发展达到了高峰。而现在的重点是按照新的法规的要求维护和整修现有大坝。2006年,欧洲正在建设的水电装机容量大约是4733.2MW,分布在20个国家,有德国(东部)、希腊、冰岛、意大利、马其顿、葡萄牙、斯洛文尼亚和乌克兰。

(2)亚洲

亚洲已经逐渐步入水电开发高峰,在建60m以上高坝大部分集中在亚洲,共有276座。国际大坝委员会2006年列出了亚洲地区的35070座大坝。亚洲地区大多数大坝是为了灌溉而建造的,其次是为了水电、防洪和供水。当前亚洲国家建坝的首要目的各不相同。印度和土耳其以灌溉为主,中国以防洪、灌溉、发电(包括抽水蓄能电站)为主,日本则偏重防洪和抽水蓄能,伊朗则以灌溉和发电为主要目的。亚洲有9个国家水电占全国电力的比重高于50%。根据国际大坝委员会的统计资料,中国水电所占比重为14%(2007年,按发电量计),印度为17.1%(2007年),俄罗斯占18%,土耳其占25.4%。

总的来说,中国、印度、土耳其、日本和伊朗是大坝建设最活跃的国家。亚洲大坝建设的高峰出现在1970-1980年,平均每年建坝数目超过200座。2006年共有超过189010MW的水电装机容量正在建设之中,这些大坝主要分布在中国,其次是印度、伊朗和俄罗斯。

印度是人口大国,人均水资源量约1829m3/年,不足世界平均水平的30%,水资源短缺。国内有4083座水坝在运行中,总库容超过2130亿m3,90%的水坝都是土石坝,15m以上的大坝有2600座。全国水电装机容量达37000MW,260.6m高的Tehri土石坝已经完工。

教师端主要是活动的审核和活动开始和结束的时候发起定位信息的功能。学生在活动报名之后,教师可以在线审核活动,支持单个审核和批量审核,审核通过之后,在活动开始的时候,需要教师在活动现场发起一个定位,然后学生通过学生端进行活动签到,根据教师定位的经纬度信息和学生定位的经纬度信息是否在一个范围内判断活动是否签到成功。在活动结束的时候,教师需要在教师端再次发起一次定位,根据教师定位的经纬度信息和学生定位的经纬度信息是否在一个范围内判断活动是否签退成功,否则视为学生活动未签退。教师端功能图如图2所示。

俄罗斯地跨欧亚大陆,有很长的边境与我国国境相接。年平均总降雨量约93480亿m3,平均年径流量为42620亿m3,水资源蕴藏极其丰富。目前,国内运行的大坝有101座。其中,土石坝58座,混凝土坝43座,总库容达7930亿m3。运行中的水电装机容量约47000MW。水电装机容量超过10MW的水电站有85个。此外,还有约7000MW的水电装机正在建设,已规划的水电装机容量约12000MW。正在修建的140m高的混凝土重力坝Bureya大坝,库容350万m3,是其国内目前在建中最高的大坝。

(3)北美和中美洲

根据国际大坝委员会2006年的统计,北美和中美洲共有大坝8252座,其中约6510座在美国境内。本区15个国家中有4个国家水电占电力供应的比重超过了50%,其中包括加拿大、哥斯达黎加、海地和巴拿马。加拿大的水电量是北美地区最高的,居世界第三,美国居世界第四,两国的发电量加在一起超过了世界发电总量的1/5。防洪、发电、灌溉、供水和娱乐是美国大坝的主要用途。

第二次世界大战以后,该地区建成投入使用的大坝迅速增加。在美国,每年退役的大坝数目已经超过新注册建设的大坝数目。

美国约有21000MW的已建大坝2010年前达到许可运营期限,需要重新申请许可证。加拿大的水电蕴藏量极其丰富—最近新规划了很多大坝,特别是在魁北克、拉布拉多和纽芬兰地区。

中美洲建设中的大坝,装机大约3047.1MW(包括墨西哥)。到2006年,墨西哥已建成668座大坝,年发电量25000GWh。在建水电装机达到2250MW。

(4)南美洲

该地区水电开发最积极的是巴西,水电发电量占总发电量的比重超过76.6%,其他还有巴拉圭(99.99%)、哥伦比亚(78%)、秘鲁(65%)、委内瑞拉(73.3%)、法属圭亚那(60%)、智利(43.5%)和厄瓜多尔(43.5%)7个国家。

2007年,南美洲13个国家的在建水电装机容量大约为11327MW。

(5)非洲

非洲国家水电开发度、水资源调控能力都比较低。根据国际大坝委员会2007年的统计资料,非洲已建成1815座大坝,其中南非(1166座大坝)、津巴布韦(250座大坝)和摩洛哥(120座大坝)拥有的大坝数目之和占到了非洲大坝总数的80%以上。2006年非洲有20多个国家正在开发水电,60m以上高坝建设比例不高,仅有13座。17个在建水电的国家2007年的在建装机总量为7489MW,其中3个国家的在建水电装机容量超过了1000MW,分别为埃塞俄比亚(1277MW)、几内亚(1291MW)和苏丹(1300MW)。在干旱和半干旱的北部和南部地区,大坝以灌溉为主。在中部和其他较湿润地区,大坝以发电为主。

《南部非洲电力共同协定》对该地区、对未来电力供应基础设施的投资发挥了一定的作用。在非洲,有22个国家的水电占全国电力的比重超过了50%,赞比亚、莫桑比克、纳米比亚等5个国家的水电比重超过了90%。

(6)大洋洲

这一地区的大坝共621座,主要位于澳大利亚(541座)和新西兰(67座)。大坝以供水为主,其次是水电和灌溉。有3个国家的水电比重在全国电力中的比重超过了50%,分别是斐济(50%)、新西兰(60%)、巴布亚新几内亚(65%)。

在澳大利亚和新西兰,大坝建设的高峰出现在1980年(平均每年新建大坝约10座),到了1990年迅速减缓,现在澳大利亚仅有一座60m高的大坝在建。当前澳大利亚主要发展小水电和供水工程。

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