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从882亿到1031亿,中国三峡究竟是如何扶正自己世界第一?

2021-02-19  踏遍万重山

中国最犀利的超级水利工程——三峡大坝,早在牛年到来之前,又给中国人增添一牛逼世界新纪录:2020年度发电量高达1031亿千瓦时。它也意味着,我们正式打破了排名世界第二巴西伊泰普水电站,在2016年创造并保持的1030.98亿千瓦时的单座水电站年发电量世界纪录。

成为真真正正的世界第一水利枢纽!

可早在这之前,伊泰普水电站,一直凭借着巴拉那河充沛的流域降水,且河域流量常年稳定等优势,让这座装机容量仅有20台70万千瓦发电机组的世界第二水电站,实际发电量一度超过我们。

相比之下,我们三峡大坝上的32台70万千瓦的发电机组,另外还有2台5万千瓦的常备水轮发电机组就显得有点尴尬。足足2250万千瓦的水轮发电机装载量,为何就一直比不过人家仅有的1400万千瓦的小弟呢?光论装载量足足是人家的1.6倍,可在过去,为何实际发电量却频频被“小弟”爬头呢?

世界第一和世界第二,两者之间为何存在着如此天渊之别的发电效率呢?究其根本,主要原因有三!

第一,水电站规划设计、最核心的目的不一样

同样不惜花费重金修建的巴西伊泰普水电站,不同于三峡大坝。它诞生的目的很纯粹,就是“为电”而生。从1974年开始动工,到1991年竣工,历时17载,只为一个问题解决急迫的能源需求问题。

为此,巴西和巴拉圭不惜联手,迁移了4万余水库湖区的原居民,鼓捣出了水最深处有220米,容量高达290亿立方米的超级水库。

水电站规划目的性极强,就是为了发电所用。所以,它设计的水库水位消落,只有1米。甚至,只在溢洪道需要维修时,才不得已将水库水位降低3米。换言之,水库的水位变化极少、常年恒定的水流量利用,让它的发电水轮机组,让它几乎在满负荷的状态长期运行。这也意味着流经该电站水库内的水能,几乎最大程度地利用上了。

反观我们的三峡大坝,第一目的并非发电,更多是出于防洪诉求,而进行规划设计的,发电的诉求也只能屈居其后。因此,只有满足的防洪抗旱的规划诉求之后,水能才可发挥它的剩余价值——发电。

这也意味着,三峡水库水位最低值仅有145米,而理论最高水位可达175米。巨大的水位落差,也意味着大量的水能出于抗洪防汛的需求,而不得不被放弃。水轮机组的发电效率,远远不如伊泰普电站,这也没有法子的事情。

并非技术不如人家,而是水坝的运行策略不一样。

第二,滚滚长江比巴拉那河更“调皮”

发源于高海拔的亚洲水塔——青藏高原,从唐古拉山出发,延绵6371公里,才注入东海的长江。它纵横我国8省2市1区,惠及中国4亿人口,流过的地方,约占中国陆地总面积的1/5,也是名副其实的中华母亲河!

而凭借着年径流量约为9616亿立方米、河口平均径流量3.05万立方米/秒,它位居世界第三。可它也很调皮,就像一个说变就变的野孩子那样,受亚热带季风气候夏季降水多冬季降水少影响,导致流量季节变化大,夏季汛期占了全年径流量的70%~75%,用最通俗的话来吐槽:旱时旱死,涝时涝死……

所以三峡大坝的修建,从某种意义上,就是拿绳子拴住这野孩子,尽可能让它平静下,造福4亿流域的居民。

而相比之下,巴拉那河则很短,它更类似于一个河湾,长仅约320公里。可最宽处却达290千米,是世界上最宽的河流,年径流量高达7250亿立方米,可也不得不屈居长江之下,河口平均径流量2.537万立方米/秒。同时,这些地理上的优越条件,就让它常年流量极其稳定。

若把长江看作一个桀骜不驯的疯丫头,那巴拉那河就更像一个大门不出,二门不迈的恬静的古代传统女子。

两者的天然上的差距,也造就了在发电效率上,两者截然不一的表现。

第三,三峡与伊泰普发电时间上的差距

水电站之所以能发电,是水坝上的水流巨大落差,将水能转化为电能。所以水电站的发电量,往往取决于三要素:

A、流经水坝可以转化为电能的水体的数量;

B、坝体上下水位的落差;

C、水轮发电机组的容量与实际工作的时长。

从发电潜力来看,长江三峡按理说都占足了优势,不管是A、B两大方面,都远远抛离巴西电站,但曾经一度落后于伊泰普,问题出在第三个关键因素。

一方面,到汛期时,三峡大坝的为了腾出足够空间容纳汛峰,不得不采取泄洪操作,这时候大部分的水能都白白浪费掉的,无法转化为电能。

另一方面,每年夏季6~8月,流入大坝的水体至少占了全年径流量的7成以上,而到了12~2月的冬季,这时候的径流仅有全年的10%,从抗旱防涝的角度出发。这也意味着三峡每年至少2000多亿立方米的水,是白白浪费掉,无法转换成有效益的电能。

所以,如何解决这个时间差问题,就成为了我们三峡大坝工作人员面临的最大瓶颈问题,若能彻底解决这个难题,远远超越远离巴西的伊泰普,这也迟早的事情。

比如,在刚刚过去的2020年,长江流域,一共就发生了5次编号洪水,最大洪峰达到75000立方米/秒。

三峡大坝的专家团队们,就在确保落实汛期各项风险管控的前提下,加大力度优化三峡电站机组运行工况。还提升了长江流域水雨情精准预报能力,再联手兄弟电站的帮忙,实现梯级电站联合调度,不仅为电站安全防洪度汛提供更多保险杠。同时,也为更长周期、更满负荷、尽可能地不间断运行发电创造了有利条件。

最终,让中国制造的世界第一水利设施,成为真正的世界第一的水电站。让三峡工程始终处于安全稳定状态,机组设备可控的前提下,又一次刷新了单座水电站年发电量世界纪录。

2020年,三峡大坝成功输送出的1031亿千瓦时清洁电能,等同节省了3171万吨煤炭所带来的能源,给大气减轻了足足8671万吨碳排放。也相当于间接给我们的地球,种植了1.9亿棵树。

要想让三峡电站发出更多的清洁电能,源源不断地输送我国各省份地区,若按目前的水轮发电机组一直满负荷工作的情况下,理论上我们是可以生产1971亿度电。

所以,从882亿千瓦时到1031亿千瓦时,是一个新突破,但并非是一个终点。或许,我们无法在短时间内做到全年满负荷发电,但在不久的未来,得益于我们更多水利设施的联手,三峡大坝会给我们更多的意外惊喜!

超越他的小老弟,这更谈不上什么事了,你说呢?

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