國際水電協(xié)會(huì)《2018水電現(xiàn)狀報(bào)告 行業(yè)趨勢及思考》公布了對全球近500座水庫溫室氣體足跡進(jìn)行的一項(xiàng)研究表明，水電是最潔凈的能源之一。作為世界上最大的清潔能源發(fā)電來源，水電同時(shí)為管理水資源和緩解氣候變化提供重要服務(wù)。
什么是水力發(fā)電？
19世紀(jì)末期，隨著機(jī)械技術(shù)、電氣技術(shù)、輸電技術(shù)的發(fā)展，水力發(fā)電逐漸成為人類利用水能的主要方式。1878年，法國建成世界上第一座水電站。
水力發(fā)電先是把天然水流的能量（包括勢能、動(dòng)能）轉(zhuǎn)換成水輪機(jī)的動(dòng)能，之后，再以水輪機(jī)為原動(dòng)機(jī)，推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。發(fā)出的電能通過輸變電設(shè)施送入電力系統(tǒng)，供用電客戶使用。水力發(fā)電是個(gè)“大家庭”，成員包括常規(guī)水電、抽水蓄能發(fā)電、潮汐發(fā)電、波浪發(fā)電。常規(guī)水電利用河川（包括湖泊、地下水）水能發(fā)電，是技術(shù)成熟、開發(fā)最多的水力發(fā)電形式，長江三峽水利樞紐就是這種類型；抽水蓄能發(fā)電利用電力系統(tǒng)在負(fù)荷低谷時(shí)的多余電量將低處水庫（下水庫）內(nèi)的水抽到高處水庫（上水庫），負(fù)荷高峰時(shí)再從上水庫引水發(fā)電，將水排入下水庫；潮汐發(fā)電利用海洋潮汐能發(fā)電；波浪發(fā)電利用波浪能發(fā)電。
水能是可再生能源，水力發(fā)電不排放有害氣體、煙塵、廢渣等污染物。常規(guī)水電站水能利用效率在85%左右，水電效率高。水輪發(fā)電機(jī)組能夠靈活地啟動(dòng)、停機(jī)，是電力系統(tǒng)理想的調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用電源。現(xiàn)代電力系統(tǒng)一般采用水電站、火電廠、核電廠聯(lián)合供電的方式。
數(shù)說水電
國際水電協(xié)會(huì)的分析表明，如果用燃煤代替水電，2017年將會(huì)額外釋放40億噸溫室氣體，化石燃料和工業(yè)的全球排放量將會(huì)高出10％。使用水電代替煤炭，避免了1.48億噸空氣污染顆粒物、6200萬噸二氧化硫和800萬噸氮氧化物的排放。
根據(jù)國際水電協(xié)會(huì)發(fā)布的《2019水電現(xiàn)狀報(bào)告 部門趨勢和洞察》，2018年，全世界水電裝機(jī)容量攀升至1292吉瓦（12.92億千瓦）。前5位依次為：中國（3.52億千瓦）、巴西（1.04億千瓦）、美國（1.03億千瓦）、加拿大（8100萬千瓦）、日本和印度（均為5000萬千瓦）。2018年水電發(fā)電量4200太瓦時(shí)（4.2萬億千瓦時(shí)），是可再生能源有史以來貢獻(xiàn)最大的一次。
2018年，從中國各省份水電裝機(jī)容量來看，四川、云南水電裝機(jī)規(guī)模位居全國前兩位，分別為7824萬千瓦和6666萬千瓦；湖北、貴州水電裝機(jī)容量緊隨其后，分別為3675萬千瓦、2212萬千瓦。預(yù)計(jì)到2019年年底，中國水電裝機(jī)容量將達(dá)到3.6億千瓦。
中國水電
中國水能資源地區(qū)分布不均，主要集中在西部地區(qū)；水能資源時(shí)間分布不均，河川徑流量主要集中在汛期，需要建設(shè)大型水庫進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)中國水能資源復(fù)查成果，并結(jié)合水利部小水電調(diào)查數(shù)據(jù)，中國100千瓦及以上的水電站技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量約6億千瓦，水能資源豐富，技術(shù)可開發(fā)量占全球的17%，居世界第一。
中國的首座大型水電站是黃河上的第一座水電站三門峽。此后，我國自行設(shè)計(jì)、建設(shè)大型水電站新安江水電站。新安江水電站是我國自行設(shè)計(jì)、自制設(shè)備、自主建設(shè)的第一座大型水電站，也是我國第一座百米高的混凝土重力壩。
長江上葛洲壩水電站的建設(shè)，標(biāo)志著我國的水利水電工程建設(shè)達(dá)到了一個(gè)前所未有的新高度。葛洲壩水電站不僅是當(dāng)時(shí)我國最大的水電站，而且還是在長江干流上的第一座水電站，僅就其工程截流的難度而言，就已是空前絕后的。當(dāng)時(shí)，葛洲壩水電站270萬千瓦的裝機(jī)容量和140億千瓦時(shí)的年發(fā)電量，約占當(dāng)時(shí)全國水電的三分之一，為我國華東地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，提供了巨大的動(dòng)力和保障。
目前，世界上最大的水電站是我國2003年建成投產(chǎn)的三峽工程；最高的碾壓混凝土壩（216m）是我國2007年投產(chǎn)的龍灘水電站；世界上最高的混凝土面板堆石壩（233m）是我國2008年投產(chǎn)的水布埡水電站；最高的雙拱壩（305m）是我國2013年建成投產(chǎn)的錦屏一級水電站。目前我國正在建設(shè)的雙江口水電站的堆石壩，高度將達(dá)到312m，建成后將成為全世界第一的高壩，刷新所有的世界紀(jì)錄。
1910年 中國大陸第一座水電站——石龍壩水電站開工建設(shè)。電站位于云南昆明市郊，裝機(jī)容量480千瓦，1912年4月發(fā)電。
1957年 浙江新安江水電站開工建設(shè)。
1958年 甘肅劉家峽水電站開工建設(shè)。1969年第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電，1974年竣工。設(shè)計(jì)裝機(jī)容量122.5萬千瓦，是中國自行設(shè)計(jì)和建設(shè)的第一座百萬千瓦水電站。
1982年 云南魯布革水電站開工建設(shè)。1988年第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電，1992年通過竣工驗(yàn)收。裝機(jī)容量60萬千瓦，是中國首次利用世界銀行貸款并實(shí)行國際招投標(biāo)、業(yè)主負(fù)責(zé)制和項(xiàng)目監(jiān)理制的工程。
1991年 四川雅礱江二灘水電站主體工程開工建設(shè)。1998年并網(wǎng)發(fā)電，2000年通過竣工驗(yàn)收。裝機(jī)容量330萬千瓦，是中國20世紀(jì)建成的最大水電站。
1992年 第七屆全國人民代表大會(huì)第五次會(huì)議通過《關(guān)于興建長江三峽工程的決議》。1997年11月，長江三峽工程順利實(shí)現(xiàn)大江截流。2003年11月，三峽工程首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。2008年10月，左、右岸電站26臺(tái)機(jī)組全部投入運(yùn)行。
2004年 以黃河公伯峽水電站1號機(jī)組（30萬千瓦）投產(chǎn)發(fā)電為標(biāo)志，中國水電裝機(jī)突破1億千瓦。
2017年 白鶴灘水電站全面開工建設(shè)，總裝機(jī)1600萬千瓦，僅次于三峽水電站，居世界第二；單機(jī)容量達(dá)100萬千瓦，居世界第一。
截至2018年年底 中國水電裝機(jī)達(dá)3.52億千瓦。
長江三峽水利樞紐
長江三峽水利樞紐（以下簡稱三峽工程）壩址地處長江干流西陵峽河段、湖北省宜昌市三斗坪鎮(zhèn)，控制流域面積約100萬平方公里。三峽工程自2008年汛末開始試驗(yàn)性蓄水以來，防洪、發(fā)電、航運(yùn)、補(bǔ)水、生態(tài)等巨大綜合效益全面發(fā)揮，為促進(jìn)長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施做出了重大貢獻(xiàn)。
三峽工程規(guī)模大、地理位置特殊，是長江防洪的關(guān)鍵骨干工程，能控制荊江河段洪水來量的95%以上，控制武漢以上洪水來量的2/3左右，特別是能夠有效控制上游各支流水庫以下至壩址約30萬平方公里暴雨區(qū)產(chǎn)生的洪水。三峽工程使荊江河段的防洪標(biāo)準(zhǔn)由10年一遇提高到100年一遇，有效保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，為長江中下游經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)I造安瀾環(huán)境。
截至2018年年底，三峽工程累計(jì)攔洪運(yùn)用47次，總蓄洪量1440億立方米，有效攔蓄了上游洪水，干流堤防沒有發(fā)生一處重大險(xiǎn)情。據(jù)中國工程院試驗(yàn)性蓄水評估報(bào)告測算，三峽工程多年平均防洪效益88億元；其中2008年～2013年，三峽工程累計(jì)產(chǎn)生的防洪經(jīng)濟(jì)效益高達(dá)925.2億元。
三峽電站總裝機(jī)容量為2250萬千瓦，輸電范圍覆蓋大半個(gè)中國，在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)全國電網(wǎng)互聯(lián)互通、促進(jìn)節(jié)能減排等方面作用巨大。
截至2018年11月，三峽電站累計(jì)發(fā)電量突破11800億千瓦時(shí)。其中：2014年發(fā)電988億千瓦時(shí)，創(chuàng)單座電站世界紀(jì)錄；2018年發(fā)電1016.2億千瓦時(shí)，首次突破1000億千瓦時(shí)，創(chuàng)造國內(nèi)單座水電站年發(fā)電紀(jì)錄。三峽電站地處華中腹地，電力系統(tǒng)覆蓋長江經(jīng)濟(jì)帶，在全國互聯(lián)電網(wǎng)格局中處于中心位置，對全國電網(wǎng)互聯(lián)互通起到關(guān)鍵性作用，成為“西電東送”的中通道，實(shí)現(xiàn)了華中與華東、南方電網(wǎng)直流聯(lián)網(wǎng)。
三峽電站歷年累計(jì)發(fā)電量相當(dāng)于替代燃燒原煤5.9億噸，減少11.8億噸二氧化碳、1180萬噸二氧化硫、11.8萬噸一氧化碳、437萬噸氮氧化物的排放。
三峽水庫蓄水極大改善了長江重慶至宜昌間航運(yùn)里程570公里～650公里，庫區(qū)干流航道等級由建庫前的III級航道提高為I級航道，庫區(qū)航道年通過能力由1800萬噸提高到1億噸以上。2016年9月18日，世界上規(guī)模最大、技術(shù)最復(fù)雜、建設(shè)難度最高的三峽升船機(jī)進(jìn)入試通航階段，使三峽工程增加了一個(gè)近千萬噸的快速過壩通道，進(jìn)一步提升了三峽工程航運(yùn)通過能力。
