[摘要]为什么中国三峡大坝年发电量还不如第二名高呢?三峡大坝总工期18年,总投资超过了2000亿元,库区最终的移民数量达到140万人,可每年的发电量比不上全球第二大水利...
为什么中国三峡大坝年发电量还不如第二名高呢?
三峡大坝总工期18年,总投资超过了2000亿元,库区最终的移民数量达到140万人,可每年的发电量比不上全球第二大水利设施,难道三峡大坝真如人们想象中的那么不堪么?
三峡水电站,是我国有史以来建造最大的工程项目,从它开工的那天起,争议一直伴随左右。例如环境问题、移民问题、投资回报问题等等。就算是现在,仍然有很多人认为,建设三峡水电站完全没有必要。
甚至还有人提出疑问,三峡水电站做为世界上最大的水利枢纽,每年的发电量还比不上世界第二的水利枢纽,可事实真的是这样么?
首先,我们先了解下世界第二大水利枢纽
很多人对“世界第一”非常熟悉,但对“世界第二”知之者甚少。说道世界第二大水利枢纽,就是位于巴西和巴拉圭交接的伊泰普水电站,在三峡水电站建成之前,伊泰普是世界上最大的水利枢纽。
从上世纪初开始,巴西经济增长强劲,对应而来的是电力供不应求。为了满足国内的用电需求,上世纪七十年代,巴西决定和巴拉圭合作,在巴拉那河建造当时世界上最大的水电站—伊泰普水电站。
伊泰普水电站于1975年正式开工建造,到1983年第一台发电机投入运行,再到1991年工程的全面竣工,整个建设周期长达16年,耗资180亿美元。
水电站主坝高196米,长1500米。左接溢洪道,溢洪闸长483米,最大泄洪量为62200立方米/秒。水库控制流域面积82万平方公里,总库容290亿立方米,有效库容190亿立方米。
2001年,伊泰普水电站进行工程扩建,又增加了两台发电机组,最终的发电规模为20台70千瓦水轮发电机组,总装机容量达到了1400万千瓦。
该水电站在发电量上已连续15年保持世界第一。2016年,伊泰普水电站创下了其最高发电量——1030亿度,其巨大的产能令人叹为观止。无论是总装机容量还是年发电量都创下了当时的世界之最。
伊泰普水电站不仅满足了巴拉圭的全部用电,而且还供应着巴西全国20%以上的用电量。2009年11月10日,强烈雷雨天气引发巴西电网故障,导致伊泰普水电站中止工作,结果半个巴西陷入漆黑,5000多万人受到影响。
这一方面反映出巴西电网脆弱的现实,另一方面也体现出了伊泰普水电站的重要地位。
三峡大坝的年发电量真的不如伊泰普水电站高么?
有人提出这样的疑问,其实是来源于下图中的一组数据。
从图中的数据我们可以看出,三峡水电站的年发电量为847亿千瓦时,伊泰普水电站的年发电量为900亿千瓦时。仅凭此项数据的话,三峡的发电量确实比不上伊泰普水电站。
事实真的如此么?
实际上,这张图片的数据是几年前的老数据了。三峡水电站初期的规划是26台70万千瓦的发电机组,总装机容量1820万千瓦时,年发电量847亿千瓦时。后来在右岸大坝白石尖山体内增加了6台70万千瓦的水轮发电机,再加上三峡电站自身的两条5万千瓦的电源电站,总装机容量达到了2240万千瓦时。
加装数台发电机组的三峡大坝,2014年全年发电量达988亿千瓦时,创单座水电站年发电量新的世界最高纪录,首次超越伊泰普并成为世界上年度发电量最高的水电站。
2020年,三峡水电站的年发电量达到了1031亿千瓦时,打破了2016年伊泰普水电站以1030亿千瓦时创造的世界纪录。
两座水电站的总装机容量相差巨大,为何年发电量相差不大呢?
三峡水电站的装机总容量是2240万千瓦时,伊泰普水电站装机总容量为1400万千瓦时,两者的差距这么明显,但年发电量相差始终不是很大。
伊泰普水电站建在世界第五大河—巴拉那河上。巴拉那河全长5290公里,总流域面积280万平方公里,平均年径流量7250亿立方米,水量充沛、落差也较大。
最主要的是,巴拉那河所处的气候属于热带季风气候,几乎全年降雨,每年大量的雨水补充到巴拉那河之上,一年四季高水位运行,水库具有年调节性,因而能基本持续保持高水头、高功率满发电。
反观三峡大坝,地理位置上属于温带季风气候,虽然南方的降雨量同样充沛,但和巴拉那河相比还是差了不少,一年中有明显的枯水期和泄洪期,真正做到全力发电的只有降雨充沛的那几个月。
除此之外,三峡大坝是个以防洪为主,兼顾发电、航运、供水、生态等多方面的综合性水利工程,为保防洪,三峡大坝有三分之二的时间是低水位发电,甚至在汛前和汛初将近四个月的时间,是超低水位发电。为了保证航运和中下游的供水,还要在枯水期加大下泄流量,导致发电能力损失巨大。
而伊泰普只是一个纯水力发电站,没有防洪、航运、供水、生态上影响发电的因素。
说在最后
有人问,三峡工程投资那么多,到底值不值?要我说,值。
一个三峡水电站相当于3个内蒙古托克托火电厂(世界第一大燃煤电厂),每年的发电量能省下来的煤炭数以亿吨。不但减小了对环境的污染,成本方面也节省很多。
三峡工程从1993年开工,到2003年首批机组发电的这11年时间里,工程不产生任何回报,但水电机组一旦投产之后,养护成本、原材料成本、运行维护费用等都要优于其它发电形式。
为什么中国三峡大坝年发电量还不如第二名高呢?
三峡大坝:投入超2000亿,移民124.55万,发电量不如第二名大?
从目前的情况来看,全世界最大的水电站依然是三峡大坝,这个从提出设想到完成建设历时超过100年的水利水电工程,在一开始也存在不少争议,比如:
投入太大,涉及到124.55万人移民,仅仅是修建的时候成本就超过2000亿,收回本都要很长时间;
大坝截流以后,直接封堵了鱼类洄游的通道,三峡库区曾经的四大家鱼产卵场可能都会不复存在;
另外,在项目建设的过程中,以及完成建设后正常运行的时候,难免会产生不少生活垃圾、污水、废水、危险固体废弃物和一些坝前漂浮物,而粉尘和噪音更是不在话下,这些问题不能妥善处理,各种废弃物又不能得到有效管理,便很可能对周围的生态环境、乃至长江下游的城市带来不好的影响,正如2013年的时候,上游城市的一些垃圾就直接顺着江水往下漂流,然后出动了2700多只清漂船。
而全世界排名第二大的水电站,其实是由巴西和巴拉圭两国共建完成,名叫伊泰普水电站,1400万千瓦的总装机容量,可实现900亿度的年发电量水平,比如2008年的发电量就高达948.6亿度,多年来的平均发电量都在900亿kW·h的样子。当然,这个水电站的发电量和发电机组,同样也会平均分到两个国家。
尽管个别年份里,三峡大坝的发电量只有八百多亿千瓦时,但如果真的要论装机容量和累计发电量大小,伊泰普水电站还是排在三峡大坝之后,这不是自己夸自己,我们可以通过三峡电站历年的发电量来证明。
在2018年的时候,三峡水电站就在一年时间里突破1000亿千瓦时的发电量,创下了当时单座水电站年发电量的世界新纪录。而且,在2020年的时候,三峡大坝又再次被刷新了自己此前的记录,达到1118亿千瓦时的清洁电能产出实力,至于伊泰普水电站的最大发电量,则是在2008年创下的948.6亿度。
当然,伊泰普水电站的发电能力不如三峡大坝也不奇怪,这一点我们可以从多个方面来进行对比:
首先,从水电设备本身的硬件条件来说,三峡水电站安装70万千瓦水轮大电机的数量,就达到了32台之多,另有5万千瓦水轮发电机两台,这还不包括6台放置在地下厂房的6台水轮发电机组。
如果把三峡水电站的装机容量加起来,实际就达到了2250万千瓦,这个配备足以实现1000亿度的年度发电量,这也是为什么三峡电站会被称为全世界最大的水电站。而伊泰普水电站则只有1400万千瓦的总装机容量,一共配备了20台70万千瓦的发电机组,从总装机容量这个维度来说,少了好几百万千瓦。
其次,伊泰普水电站的修建地点在世界第五大河巴拉那河上,这条大河全长有5290米,涉及到280万平方公里的流域面积,多年平均年径流量在7250亿立方米的样子。在伊泰普水电站之上的部分,大概有82万平方公里的流域面积,年径流量可以占到整个流域的39%,也就是2860亿立方米。
而水资源总量达到黄河20倍的长江,这是我国水资源最丰富的河流,总量达到了9616亿立方米,全国河流径流量的近36%都在长江里。两个大坝在水位落差大小差不多的情况下,河流的径流量大自然具备更大的发电优势,而长江的水资源明显要比巴拉那河流丰富一些。
不过,这个时候可能会奇怪,既然三峡水电站配备的发电功能这么强大,自身又有更多的水资源可以利用,那为什么两个发电站的实际发电量却并没有很大的差距?
这一点,其实就要从两个水电站的定位来说了!伊泰普的功能单一,就是一个以发电为主的水电工程,只有1米的水库水位消落。
但三峡水电站不过是三峡大坝的一部分,比如汛期的时候,三峡大坝需要泄洪,这些因为泄洪而没有用来发电的径流量,实际是占据了不小的部分。因为,它身上还肩负了众多其它重要用途,比如防洪抗旱和航运效益。
具体来说:
每年南方进入汛期之后,三峡水库都会在防洪工作中发挥巨大作用,该水库运行的时候能够为防洪预留221.5亿立方米的库容,实现27000-33000立方米/秒的洪峰流量削弱能力,世界上没有任何一个水利工程可以做到这么厉害。
三峡大坝还具有改善航运的能力,直接影响了660公里的航运历程,让通航能力从以前的1000万吨,提升到了如今的5000万吨,航运更便捷可以给水上交通带来更大便利,同时也能带来可观的收益,说他是名副其实的枢纽工程也不为过。