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超級工程1（中國超級工程再次獲得世界第一！）

2021年6月28日，中國的超級工程再次獲得了一項世界第一。位于四川的白鶴灘水電站，百萬千瓦水電機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，這是世界上單機(jī)容量最大的水電機(jī)組。

你可能對百萬千瓦這個數(shù)字沒什么概念，這個百萬千瓦指的是水電機(jī)組的容量。咱們平時說的1度電，就是1kW·h（千瓦時）。那么一臺這樣百萬千瓦的水電機(jī)組滿功率運(yùn)行一個小時所發(fā)的電，就是100萬kW·h（千瓦時），也就是100萬度電。

白鶴灘百萬千瓦水電機(jī)組的巨型葉輪，注意旁邊那個很小的工人

這樣高的水電單機(jī)功率在全世界可謂絕無僅有，堪稱世界第一。

白鶴灘

中國水電在世界排名多少？

其實中國水電工程領(lǐng)跑全世界已經(jīng)不是什么新鮮事了。2009年全面竣工的三峽工程裝有32座70萬千瓦的水電機(jī)組，總?cè)萘窟_(dá)到2240W千瓦，至今無人能敵。

全世界十大水電工程，中國占了4個。如果等到今天的主角白鶴灘水電站完全建成，這個數(shù)字就將變?yōu)?。白鶴灘規(guī)劃建造16臺百萬水電機(jī)組，屆時將成為僅次于三峽的世界第二大水電工程。

為什么只有中國會如此積極建造水電工程？

那么你可能就問了，為什么世界上只有中國這么積極地建造水利樞紐工程。

那么我先問你一個問題，你知道全世界河流資源最豐富的國家是哪個嗎？

沒錯，就是中國。

中國無論是河流數(shù)量還是流域面積都是世界首屈一指。在中國，流域面積在一百平方公里以上的河流超過了5000條，流域面積在一千平方公里以上的超過有1500條。如此巨大的河流資源為我們的河運(yùn)和灌溉提供了便利，但也大幅增加洪澇災(zāi)害的風(fēng)險。

而另一方面，能源，特別是電力，是關(guān)系到國計民生的重要支撐。國家和社會的發(fā)展促使我國的用電需求連年保持增長。

在這種環(huán)境大環(huán)境下，水利水電工程既能充分利用我國河流資源優(yōu)勢，將河水的動能和勢能轉(zhuǎn)換為電能；又能蓄水泄洪，降低洪澇風(fēng)險。就顯得非常重要了。

用水電能省多少錢？

水電的另外一個優(yōu)勢是，運(yùn)營成本相對低廉。我們知道，火力發(fā)電的主要成本來自于煤炭，現(xiàn)在我國先進(jìn)的煤電機(jī)組每發(fā)一度電，需要消耗300g左右的標(biāo)準(zhǔn)煤。

咱們就以，即將完全建成的白鶴灘水電站為例，16臺100萬千瓦水電機(jī)組全功率發(fā)電一個小時，那就是1600萬度。如果這些電由火力發(fā)電來發(fā)，則需要消耗大約4800噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

4800噸，這個數(shù)字好像也沒什么感覺，咱們換算成錢，就明白了。

根據(jù)北極星電力網(wǎng)的數(shù)據(jù)，2021年6月份，進(jìn)口煤炭折算成標(biāo)準(zhǔn)煤后的價格達(dá)到了人民幣921元每噸，如果再考慮各地的浮動，很多火電廠用煤成本已經(jīng)超過1000元每噸。

這么算的話，4800噸標(biāo)準(zhǔn)煤就是480萬人民幣，而這么大的一筆成本，只夠發(fā)一個小時的電而已！

全國每一個小時的用電量都是一個天文數(shù)字

那么，如果是一個天，一個月，或者一年呢？成本絕對是個天文數(shù)字。而水電則不需要這一塊成本，水電的運(yùn)營成本只有火電的1/10到1/15。

以官方估算，白鶴灘水電全部建成后，每年預(yù)計可節(jié)約1968W噸標(biāo)準(zhǔn)煤，屏幕前的你可以自己估算一下這是多少錢~

火電撐起了全國電力的大頭，背后則是巨額的燃煤成本

更重要的其實是水電的環(huán)保性。

我們知道12公斤純碳在空氣中完全燃燒，將生成44公斤二氧化碳。

固定碳是煤的主要成分，如果再考慮到煤所包含的灰分，水分，揮發(fā)分等組分，剛才說的每年節(jié)約1968W噸標(biāo)準(zhǔn)煤，同時將意味著減排5100W噸左右的二氧化碳，17萬噸二氧化硫、15萬噸氮氧化物。

白鶴灘水電站

這個數(shù)字對于我國的環(huán)保事業(yè)太可觀了，中國的目標(biāo)是在2030年碳達(dá)峰，2060年碳中和，而這其中，使用水電等清潔能源逐步替代火電就是重要路徑之一。

水電的獨門絕技

水電還有一個獨門絕技，那就是極其優(yōu)秀的調(diào)峰能力。

社會用電量在不斷變化

調(diào)峰這個詞是一個電力行業(yè)的專業(yè)詞匯。咱們可以這么理解：

我們首先要知道，電能是難以大規(guī)模儲存的。電網(wǎng)上的電在不停地流動，這一刻社會用多少電，電站就發(fā)多少電，并維持一定的平衡。

當(dāng)然了，社會的用電量每時每刻都在變化。早上，大家起床上班，工廠開工，社會用電量猛增，出現(xiàn)了一個高峰。到中午大家停工吃飯，社會用電量下降，出現(xiàn)一個低谷。

如果今天天氣很熱，人們紛紛打開空調(diào)，社會用電量大增；如果今天下了大雨，氣溫下降，人們又不開空調(diào)了，社會用電量下降。

火力發(fā)電廠集中控制室，根據(jù)社會用電量不斷調(diào)整發(fā)電機(jī)組出力

總電量就是這樣不斷地起起伏伏，這就要求電站必須隨時調(diào)整發(fā)電量，跟著社會走，這個過程就叫做調(diào)峰。

要做到調(diào)峰，需要快速改變機(jī)組的運(yùn)行出力，或者是在用電低谷時快速停掉一些機(jī)組，在用電高峰時再啟動一些機(jī)組，但是并不是所有發(fā)電站都有這個能力。就比如核電，為了保證核安全，我國大部分核電都只帶基本負(fù)荷，盡量不改變運(yùn)行工況，所以核電無法進(jìn)行調(diào)峰。

核電廠

那么重任就落在了煤電和水電的肩上。

煤電只有部分調(diào)峰能力，發(fā)電功率在40%~100%直之間時可以自由調(diào)節(jié)，但如果功率下調(diào)至40%以下，煤電機(jī)組的鍋爐燃燒將出現(xiàn)不穩(wěn)定，直接威脅到生產(chǎn)安全。

另外，煤電機(jī)組也不可能通過快速啟停來調(diào)峰，煤電從鍋爐點火到發(fā)電一般需要幾個小時到十幾個小時，速度太慢。而且煤電機(jī)組啟動一次的額外成本太高，要十幾萬到幾十萬人民幣。

水電站大壩

這個時候，水電的優(yōu)勢再一次顯現(xiàn)出來了，水電機(jī)組的啟動和停止都極其迅速，只需要幾分鐘。社會用電量低了，我可以馬上停下幾臺水電機(jī)組，社會用電高了，我也可以立即啟動幾臺水電機(jī)組，響應(yīng)快速成本又低。

說到這里你可能又會問了，既然水電優(yōu)勢這么多，那為什么不立刻取代火電呢？

首先，即便我們大力發(fā)展水利水電工程，但截至2020年，我國水電仍只占全國總裝機(jī)的18%。而火電占比雖然逐年降低但仍高達(dá)56%，而且我國的化石能源組成，俗稱“富煤，貧油，少氣”，因此想要支撐起中國這個世界第二大經(jīng)濟(jì)體，在短時間內(nèi)我們離不開燃煤發(fā)電。

而且，水電的選址是很苛刻的，也不是哪里都能建造的，既要考慮其對航運(yùn)的影響，也要水流落差，因為這將直接關(guān)系到水電的發(fā)電能力。就比如說金沙江，從青藏高原經(jīng)云貴高原流入四川盆地，天然落差達(dá)到了3300米，是我國的最重要的水電基地。

除了三峽工程，我國其他幾座躋身世界前十的水電站，烏東德，溪洛渡，向家壩，以及最近剛投產(chǎn)的白鶴灘，全部都建設(shè)在金沙江下游。全國像金沙江流域這樣適合建造大型水利水電工程的地方，其實并不多。

金沙江

再加上建設(shè)水電站是否會影響到周圍的生態(tài)環(huán)境，都必須經(jīng)過科學(xué)調(diào)研和論證，以及可能造成的征地和居民安置問題，這些都讓水電不可能像下餃子一樣的全面鋪開。

我國是世界上最大能源消費(fèi)國，我們需要足夠的電能去支撐起我們的經(jīng)濟(jì)和民生。但同時，我也在想辦法逐步降低對化石能源的依賴，逐步發(fā)展水電和其他清潔環(huán)保的新能源，逐步降低火力發(fā)電的占比，減少排放和環(huán)境污染。希望在不遠(yuǎn)的將來，我們不僅擁有發(fā)達(dá)的社會，也擁有綠色健康的生活環(huán)境。

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