1、水是怎樣發(fā)電的

在我國(guó)，水力發(fā)電的市場(chǎng)份額是僅次于火力發(fā)電排在第二位的，約占全國(guó)總發(fā)電量的七分之一左右，而與復(fù)雜的火力發(fā)電不同，水力發(fā)電原理相對(duì)較為簡(jiǎn)單，以下將從非專業(yè)角度對(duì)水力發(fā)電做一下科普。

如上圖所示，水力發(fā)電站必須要靠水吃水，一般都是建在大江大河上面，需要人為修建攔河水壩，以便造成水壩上游水面和下游水面的落差，這樣使上游的水向下流動(dòng)的時(shí)候就會(huì)形成一個(gè)巨大的沖力，這個(gè)沖力沖擊水輪機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，水輪機(jī)又帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，切割磁力線從而產(chǎn)生電能，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電通過(guò)變壓器升壓以后通過(guò)電網(wǎng)進(jìn)行輸送，后面的就都是一樣的了。

2、我國(guó)水力發(fā)電資源分布

一般來(lái)講，大江大河的中上游是水力發(fā)電選址的優(yōu)先選擇，而按照我國(guó)地理地形的特點(diǎn)，大江大河的中上游基本都位于中西部地區(qū)，這些地區(qū)也是水電站比較密集的區(qū)域，特別是華中、西南和西北等地，從區(qū)域占比來(lái)看，2020年西南地區(qū)水力發(fā)電量占比達(dá)58.51%，華中地區(qū)水力發(fā)電量占比達(dá)18.5%，前二地區(qū)占比達(dá)77.01%。西北水力發(fā)電量占比居中位，為10.9%。華南、華東、東北、華北水力發(fā)電量占比較少，分別為5.9%、4.2%、1.1%、0.9%。如果按省級(jí)單位來(lái)看，2020年1-12月全國(guó)水力發(fā)電量前十省市分別為四川省、云南省、湖北省、貴州省、青海省、廣西、湖南省、甘肅省、新疆、重慶市。其中，2020年四川水力發(fā)電量排名第一，累計(jì)水力發(fā)電量為3349.1億千瓦時(shí)。

3、“水能寶庫(kù)”之長(zhǎng)江系水力發(fā)電

長(zhǎng)江是我國(guó)最大的河流，水能蘊(yùn)藏量極其豐富，約占全國(guó)的2/3，干支流水能資源蘊(yùn)藏量共約2.68億千瓦，其中可開(kāi)發(fā)的水能資源約1.97億千瓦，年發(fā)電量至少可達(dá)1萬(wàn)億千瓦時(shí)（度），大約相當(dāng)于三峽水電站年發(fā)電量的10倍，被譽(yù)為“水能寶庫(kù)”。這么好的一條河流，我們肯定不能讓它的水能白白流失，因此我國(guó)在長(zhǎng)江干支流上也建造了很多水電站，僅是在長(zhǎng)江干流上，規(guī)劃中和已建成的大大小小的水電站就有近30座，比較著名的有三峽、葛洲壩、白鶴灘、溪洛渡電站、烏東德、向家壩等。

在這些水電站中，三峽是世界第一大水電站，裝機(jī)容量高達(dá)2,250萬(wàn)千瓦；白鶴灘水電站世界第二，裝機(jī)容量為1,600萬(wàn)千瓦，首批機(jī)組已于去年6月底發(fā)電；溪洛渡是目前我國(guó)第三大、世界第四大水電站，總裝機(jī)容量為1386萬(wàn)千瓦；烏東德是我國(guó)第四大世界第五大水電站，總裝機(jī)容量為1020萬(wàn)千瓦，向家壩水電站排名我國(guó)第六，世界第九，裝機(jī)容量為775萬(wàn)千瓦。

4、國(guó)內(nèi)水力發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)格局

目前，中國(guó)水電行業(yè)六大龍頭企業(yè)分別是長(zhǎng)江電力、大唐集團(tuán)、華電集團(tuán)、華能集團(tuán)、國(guó)家電投、國(guó)家能源。根據(jù)企業(yè)的公開(kāi)數(shù)據(jù)以及國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算，2020年，按在水電裝機(jī)總?cè)萘糠治觯L(zhǎng)江電力的市場(chǎng)份額達(dá)12.32%，其余五大集團(tuán)的市占率均在5-7.5%之間。按照水電發(fā)電量分析，長(zhǎng)江電力的市場(chǎng)份額達(dá)16.75%，其余五大集團(tuán)的市占率均在5.5-8.5%之間。

從企業(yè)水電業(yè)務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)看，長(zhǎng)江電力的競(jìng)爭(zhēng)力大幅領(lǐng)先;其次是五大集團(tuán)中的大唐集團(tuán)、華電集團(tuán)、華能集團(tuán)、國(guó)家電投，國(guó)家能源在五大集團(tuán)中水電業(yè)務(wù)相對(duì)不占優(yōu)勢(shì)。但總體上述長(zhǎng)江電力以及五大集團(tuán)相較于我國(guó)其他的水電企業(yè)具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

5、水力發(fā)電的利弊

水力發(fā)電作為長(zhǎng)期以來(lái)的一種主流發(fā)電方式，有著非常多的優(yōu)點(diǎn)：

安全和清潔-與化石燃料等其他能源不同，它與核能、生物質(zhì)能一樣清潔綠色。這些發(fā)電廠不使用或釋放燃料，因此不會(huì)排放任何溫室氣體。

可再生-被認(rèn)為是可再生能源，因?yàn)樗玫厍虻乃l(fā)電。水以自然的形式被循環(huán)回到地球，沒(méi)有任何污染。由于天然水循環(huán)，它永遠(yuǎn)不會(huì)耗盡。

成本效益-盡管建設(shè)成本巨大，水電是一個(gè)具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的能源，因?yàn)榫S護(hù)和運(yùn)營(yíng)成本非常低。

靈活的來(lái)源-這是一個(gè)靈活的電力來(lái)源，因?yàn)檫@些發(fā)電廠可以根據(jù)能源需求迅速放大和縮小。水輪機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于蒸汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)。

其他用途-由于水電項(xiàng)目形成了巨大的水庫(kù)，因此這種水也可以用于灌溉和水產(chǎn)養(yǎng)殖。在大壩后面形成的湖泊可以用于水上運(yùn)動(dòng)和休閑活動(dòng)等目的，使之成為旅游勝地，可以創(chuàng)造收益。

與此同時(shí)，再好的東西總會(huì)有負(fù)面的問(wèn)題，水力發(fā)電也不可避免的產(chǎn)生以下一些弊端：

非常高的資本成本-這些發(fā)電廠和水壩有時(shí)非常昂貴，建設(shè)成本非常高。

失敗的風(fēng)險(xiǎn)-由于洪水泛濫，水壩阻擋了大量的水，自然災(zāi)害、人為破壞、施工質(zhì)量，可能會(huì)對(duì)下游區(qū)域和基礎(chǔ)設(shè)施造成災(zāi)難性的后果。這樣的故障可能會(huì)影響電力供應(yīng)和動(dòng)植物，也可能造成很大的損失和人員傷亡。

生態(tài)系統(tǒng)破壞-大型水庫(kù)造成大壩上游大面積淹沒(méi)，有時(shí)會(huì)破壞低地、河谷森林和草原。同時(shí)也會(huì)影響廠區(qū)周邊的水生生態(tài)系統(tǒng)。對(duì)魚(yú)類(lèi)，水鳥(niǎo)和其他動(dòng)物產(chǎn)生很大的影響。

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