能源知识 水能--可再生的洁净能源
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水，是自然界中最宝贵的资源之一。水能，是大自然赋予人类的珍贵的能源之一。奔腾的江河，高耸的水坝，宽广的水库，稠密的电网，既显示了水能资源的丰富，也展现了人类开发利用水能资源的巨大成就。
水能是当今社会应用的唯一一种可再生的常规能源，地球上水的循环为水能提供了必要的物质和能量的保障。
地球上成千上万条川流不息的江河为人类提供了丰富的水力资源。江河水能的形成有其基本的条件，主要是流量和落差。河流的流量越大，落差越大，则蕴藏的水能资源就越丰富。
有文字记载，利用水力作为能源使用已有2000多年历史。但长期以来，水利事业发展较慢，一般也仅能用水力带动简单的机械，用作农业灌溉和手工作坊的动力；直到19世纪后期，第二次技术革命的到来，发电机和输电技术的发展，为水力资源的利用开辟了广阔的途径。
人们开发江河的水能主要用于发电，称为水电，它是通过水轮机把水流的势能转化为机械能，再带动发电机输出电能。水力发电除了是一种比较干净的发电方式外，还有一系列的其他优点：水能站运行费用低，设备不易发生故障；水力发电成本低，投资回收快；许多水电工程除了发电外，还兼有防洪、灌溉、城市供水等多种功能。同时，水力发电是一种灵活的能源供应系统，既可连续运转，也可以把能量储存起来。
水力是清洁的可再生能源，应该大力开发以节省矿物燃料。但是和世界能源需要量相比，水力资源仍很有限，并且相当大的一部分水力资源都在远离工业中心的交通不便之处，水电站和输电线路的建设都将消耗大量的资金。因而水力不可能取代煤和石油的地位，在将来总的能源构成中也不可能占重要地位。
据统计，地球上水能资源总的蕴藏量约为50亿千瓦，相应年发电量为 44．3万亿度，但是，技术上可能开发的水电装机容量为22．6亿千瓦，年发电量19．4万亿度。所以，全世界的水能资源既是丰富的，又是有限的。
世界水能资源的地理分布是不均匀的。一般来说，在降水丰富、地形崎岖的地区，水能资源蕴藏量较大；而降水较少，地势平坦的地区，水能资源则较贫乏。根据降水量的多少，世界上水能资源较丰富的地区，主要分布在三个地带：其一是亚非拉的赤道地带；其二是东亚和南亚的山麓迎风地带；其三是中纬度的大陆西岸地带。
世界上的水能资源，各大洲也是不平衡的，按目前可能开发的资源估算，以亚洲最多，约占世界的36％，其次是非洲、拉丁美洲和北美洲，以大洋洲最少，仅占世界的2％。按人口平均占有的水能资源，则以大洋洲最多，欧洲最少。以国家来看，中国、俄罗斯、美国、加拿大、巴西和扎伊尔，合计约占世界水能资源的半数以上。其中，我国是世界上水能资源最多的国家。
世界各国开发利用水利发电站程度亦不一样，多集中在加拿大、美国、俄罗斯、巴西等，约占世界水力发电的1／2。水力资源60％集中在发展中国家，开发较迟。近些年，巴西、中国、印度、墨西哥等水电发展迅速。世界装机容量在300万千瓦以上的大型电站分布在巴西的马拉那河、委内瑞拉的卡罗尼河、美国的哥伦比亚河、俄罗斯的安加拉?叶尼塞河、加拿大圣劳伦斯河等12座。世界水电向大中型、梯级开发综合利用方向发展，从接近用电 中心向边远地区布局的趋势发展。
目前，全世界水电装机总容量约4亿千瓦，仅占可利用资源的18％。发达国家水能资源利用比较充分，其中西欧国家一般已开发了70％?90％，美国为44％，俄罗斯约20％。发展中国家水能利用率比较低，潜力很大，例如非洲的扎伊尔水能蕴藏量达1亿千瓦，而水能利用率尚不到1％。
我国地域辽阔，河流密布，径流量大，而且山区较多，地形高差又大，水力资源极为丰富，是世界上地表水资源最丰富的国家之一。也是世界上水能蕴藏量最大的国家，据普查统计，我国水能资源蕴藏总量约为6．8亿千瓦，其理论上的发电量可达5．9万亿度／年。
水能资源蕴藏量取决于河流的落差和径流量。我国地势由西南部的青藏高原向东逐步下降，而降水量则由东南向西北逐步减少，西部地区河流落差大，南部地区径流丰富。因此，我国水能资源的地理分布，以西南地区最多，华北地区最少。
由于经济和技术上的种种条件限制，水能资源理论蕴藏量不可能全部利用。在现代技术上可能开发，且经济上又比较合算的那部分水能资源，叫做能开发的水能资源。我国可开发的水能资源约为3．78亿千瓦，每年可发电1．9万亿度。我国可开发的水能资源，主要分布在西南、中南、西北地区，合计约占全国的90％以上。其中仅西南地区就占全国的2／3。从水能在常规能源的资源结构中所占的比重上分析，我国南方各大地区和西北地区居重要地位。各地区水能占各种常规能源资源的比重是：西南区占72．2％，中南区占51．2％，西北区占35％，华东区占24％，东北区占14％，华北区占1％。
从水系上看，我国可开发的水能资源约一半以上隶属于长江水系，其中又主要分布在金沙江和宜宾至宜昌长江干流的上游及这些河段的较大支流上。西藏水系和西南国际水系可开发的水能蕴藏量仅次于长江水系，约占全国的26．3％。全国其余20．3％的可开发水能则分布在各个水系，即黄河水系占6．1％，珠江水系占5．8％，东南水系占2．9％，北方内陆和新疆水系占2．8％，东北水系占2．3％，海、滦河水系占0．3％，淮河水系占0．1％。
与水能资源西多东少的分布特点正相反，我国的用电负荷则具有东重西轻的特点。如我国水能最丰富的西南地区，已建和在建的水电站装机容量仅占可开发水能的1．8％，位居全国之末；而华东和东北两个地区可能开发的水能资源十分有限，仅占全国的3．6％和2％，但开发利用程度超过20％，处于国内领先地位，达到世界平均水平。
1949年后的几十年时间里，我国的水资源开发和水能利用得到了较快的发展。水电在全国能源生产总量中的比重逐年提高，1952年为2．0％，1975年增长到4．4％，1995年提高到6％。水电站的建设更是日新月异，建成了如葛洲坝、刘家峡、乌江渡、丹江口等25万千瓦江上的大型水电站近30座。举世瞩目的三峡工程亦正在紧张的建设当中。这是一座具有防洪、发电、航运、养殖、供水等巨大综合利用效益的特大型水利工程，总库容量393亿立方米，电站装机26台，总容量1768万千瓦，年发电量为840亿千瓦小时。同时，我国已建成中型水电站一万多座，小型水电站近十万座。全国城乡用电量的1／4要靠水电提供。其中湖北、广东、浙江、福建、四川、湖南、广西、云南、贵州等省区的水电装机比例占50％以上。同时，我们必须看到，虽然我国的水电得到快速的发展，但我国水能开发利用率还是很低，全国已开发利用的水能只约占全部水能的6％左右，尚未开发利用的占绝大部分，因此，我国水能开发利用的潜力很大。
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