水能变电能,是怎样的“洪荒之力”点亮世界?

2018年11月21日
撰文/陆佑楣(中国工程院院士)
本文选自《知识就是力量》杂志
 
人类生存繁衍向来逐水而居,从而衍生出了恒河、尼罗河、两河流域、黄河这四大古代文明。随着社会和工程科技的发展,人们逐水兴利,在一些大江大河上开河筑坝。从古代都江堰的引水灌溉,到当代的阿斯旺大坝和三峡工程,我们通过建筑堤坝,有效地控制洪水和利用水资源,将“洪荒之力”化为推动人类文明进步的重要动力。
一、水电,绿色能源主力军
地球上的能源,从性质上可以分为三大类:化石能源、可再生能源和核子能源。化石能源是通过C元素的燃烧释放热量;核子能源是利用物质元素的原子核裂变或聚变产生能量;可再生能源是由自然界存在的动能、势能、太阳辐射等能量转化而来,它们不需要进行化学反应,只是一个可再生的物理转化过程。可再生能源主要包括水能、风能、太阳能等。
水电是清洁、低碳、绿色、经济性好的可再生能源,除发电外,还具有防洪、航运、节能减排、抗旱补水等综合效益,是我国非常具有资源优势的优质能源。
二、水能变电能的秘密
水电站是将水能转化为电能的工程设施,其原理是通过拦河筑坝,形成上下游水位落差,从而积蓄水的势能,然后通过引水管道将水的势能转化为水轮机的动能,水轮机带动发电机,通过电磁感应原理将动能转化为电能。
1878年,法国建成世界上第一座水电站。1912年,中国建成第一座水电站—石龙坝水电站。到今天,世界水电发展的历史已经超过140年,水电持续地为越来越多的居民提供清洁、绿色的能源。目前,全球有65个国家依靠水电为其提供50%以上的电力,有32个国家依靠水电为其提供80%以上的电力,有13个国家依靠水电为其提供几乎100%的电力。
三、中国坐拥丰富水电资源
中国大陆地势西高东低,全国主要河流均自西向东流,有丰沛的径流和巨大的落差,形成了珍贵的水电资源。
中国现代水电开发始于20世纪50年代,在70年代取得快速发展。21世纪前后进入高速发展时期,先后建成了三峡工程、溪洛渡等一批超大型水电站。水电站坝高达到300米级,水轮机单机容量达到70~100万千瓦级,梯级水库群初具规模,并逐步实现联合调度。中国水力发电技术得以快速提高,跻身世界前列。
我国水电比例约为21%,水电是我国目前最大的可再生能源,它对调整电力结构、减少有害气体排放、改善气候、提高可持续经济的发展贡献突出!
本文来源:知识就是力量公众号
工作动态