“雙碳”背景下水利工程的發(fā)展趨勢與研究進(jìn)展

 

　　據(jù)全球大氣研究排放數(shù)據(jù)庫顯示，我國碳排放總量2020年達(dá)到117億噸，其中燃煤產(chǎn)生的二氧化碳可達(dá)到碳排放總量的80%～90%。從行業(yè)角度分析碳排放，我國碳排放量最大的行業(yè)為電力、制造、采掘和交通行業(yè)，其總和占全國碳排放量的90%。在我國能源利用方式逐漸優(yōu)化的同時(shí)，不可否認(rèn)的是，2020年電力生產(chǎn)的主要來源依舊是依靠燃煤進(jìn)行發(fā)電的火力發(fā)電廠，水電在我國電力生產(chǎn)中的占比僅為17.8%(見圖1)。與火電相比，水電具有巨大的減碳效益，按照0.228公斤/千瓦時(shí)碳排放進(jìn)行核驗(yàn)，每減少10兆瓦火電裝機(jī)容量，那么一年的累計(jì)碳排放量就能夠減少1萬噸以上，與此同時(shí)，利用水力進(jìn)行發(fā)電還可以大量減少二氧化硫、二氧化碳、PM2.5、粉塵和煤灰等廢氣、煙塵的排放。

 

 

　　有關(guān)研究表明：如果將減碳效益按照火電燃煤為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，火電每少消耗1千瓦時(shí)，就相當(dāng)于積存了0.4公斤標(biāo)準(zhǔn)煤；更重要的是，政府部門可以少治理272克碳粉塵、997克的二氧化碳、30克的二氧化硫、15克的氮氧化合物。以這一標(biāo)準(zhǔn)為參照，2020年全國共計(jì)水力發(fā)電1.36萬億千瓦·時(shí)，相當(dāng)于治理了13.56億噸二氧化碳；僅三峽電站一站累計(jì)發(fā)電量就達(dá)1118億千瓦時(shí)，相當(dāng)于排放111500000噸二氧化碳所產(chǎn)生的發(fā)電量，由此可知，水力發(fā)電的碳減排效益十分顯著，還有很大的挖掘潛力。

 

　　為了解決電網(wǎng)的調(diào)峰問題，2022年政府工作報(bào)告中指出，加強(qiáng)抽水蓄能電站建設(shè)，提升電網(wǎng)對可再生能源發(fā)電的消納能力。作為一種新興的水電站，抽水蓄能電站技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠，在社會(huì)上已經(jīng)成規(guī)模地開始建設(shè)與投入運(yùn)營，對我國建設(shè)現(xiàn)代智能電網(wǎng)新型電力系統(tǒng)具有重要支撐作用，可充分發(fā)揮調(diào)峰、填谷、儲(chǔ)能、事故備用等多種功能，是構(gòu)建低碳環(huán)保、安全穩(wěn)定、集約高效新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。抽水蓄能電站作為更經(jīng)濟(jì)、更高效、更成熟的儲(chǔ)能水電站，是我國構(gòu)建新型能源體系的重要依托與組成部分。將調(diào)水工程與儲(chǔ)能工程結(jié)合起來，加強(qiáng)抽水蓄能電站的建設(shè)，有效利用抽水蓄能電站的黑啟動(dòng)功能，減少區(qū)域性電網(wǎng)的啟停成本，減少碳排放，實(shí)現(xiàn)調(diào)水與儲(chǔ)能的雙重建設(shè)。

 

　　近些年來，隨著核電、風(fēng)電和太陽能發(fā)電等新型發(fā)電技術(shù)的高速發(fā)展，所產(chǎn)生的發(fā)電量也與日俱增，逐漸成為電網(wǎng)的重要組成部分，同時(shí)各個(gè)省份的電力荷載主要轉(zhuǎn)移到中心城市，供電頻段的峰谷落差更為懸殊，供需矛盾凸顯。因此，建設(shè)技術(shù)較為成熟、水能電能轉(zhuǎn)化效率高的抽水蓄能電站以解決地方性電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行與電力結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)變的問題，是各個(gè)地區(qū)未來水電發(fā)展的一個(gè)重要方向。

 

　　截止2022年9月，全國范圍內(nèi)共有47個(gè)抽水蓄能電站在建，規(guī)模超58吉瓦，項(xiàng)目規(guī)模普遍在1200～2400兆瓦，其中湖北省抽水蓄能項(xiàng)目進(jìn)展最多，裝機(jī)規(guī)模大于1800兆瓦的有7個(gè)，分別位于鎮(zhèn)安玉泉、貴南哇讓、浙江建德、山東泰安、遼寧清原、青?，斍?、吉林靖宇景山屯。

 

　　在不久的未來，我們可以清楚地看到，抽水蓄能電站將會(huì)在我國的電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行和調(diào)峰降谷等方面發(fā)揮重要的作用，對我國“碳達(dá)峰”“碳中和”國家戰(zhàn)略的達(dá)成起到積極的推動(dòng)作用。

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