2011可再生能源概论--水电能源.ppt

王丽萍王丽萍 教授、博导教授、博导 * * 可再生能源概论可再生能源概论- 我国水电的发展现状和前景（一我国水电的发展现状和前景（一 ） 华北电力大学 1 1 讲授提纲 一、我国水能资源概况一、我国水能资源概况 二、我国的水电开发利用二、我国的水电开发利用 三、水电与电网运行三、水电与电网运行 四、我国水电发展前景四、我国水电发展前景 五、我国部分典型流域水电开发五、我国部分典型流域水电开发 2 2 一一. . 我国水能资源概况我国水能资源概况 3 3 本节内容提纲 n n 我国能源资源与消费结构我国能源资源与消费结构 n n 能源与环境问题能源与环境问题 n n 水能资源的地位水能资源的地位 n n 我国水能资源概况我国水能资源概况 4 4 我国能源资源结构 n我国能源资源的基本特点是富煤、贫油、 少气，水能资源总量排世界第一位。 统计表明，我国煤炭资源总量为5.6万亿吨，其中 已探明的储量为1万亿吨，占世界总储量的11， 剩余探明可采储量约占世界的13%，排世界第三 位，储采比接近百年； n煤层气预测资源量为 136.8 万亿立方米, 相当于 450 亿吨标准煤, 排世界第三位,是未来能源利用 可以发展的方向； 5 5 n我国石油的资源量为 930 亿吨 , 最终可 采石油储量 140 亿吨。占世界总储量的 3.08，居世界第 14 位。 至2009年底 累计探明石油可采储量 92.1 亿吨 , 占 最终可采资源量的 49.3%, 历年已累计采 原油 48.57 亿吨 , 剩余经济可采石油储 量 20.43 亿吨, 储采比仅为 16 年。且 从 1985 年以来, 新增可采储量均低于当 年采出量 , 后备石油资源严重不足。 6 6 n我国天然气的资资源、总总量为为 55.89 万亿立方 米, 最终可采量 10.5 万亿立方米 ,占世界总 储量的1.2 。2010年累计探明天然气地质储 量达到8.7万亿立方米, 到2006年底累计采出 天然气约 3000 亿立方米 , 剩余可采储量约 4.79万亿立方米 , 储采比约为 49 年。 n据2005年的最新资料，我国大陆水能资源的理 论蕴藏量为6.994亿kW，年发电量为6.0829万 亿kWh，水能资源的理论蕴藏量和可能开发的 水能资源，均居世界各国第一位。 7 7 n我国的风风能资资源很丰富，可开发发的 风风能储储量约约10亿亿kW ，其中陆陆地上 可能开发发的风风能储储量约约2.53亿亿kW， 主要分布在东东北、西北和华华北地区 ；海上可能开发发利用的风风能储储量约约 7.5亿亿kW n至2010年底，我国风电风电 装机达到 4400万kW，首次超过过美国，跃跃居世 界第一（但风风能年电发电电发电 量仍然低 于美国）。 8 8 “ 英国电力 ” 预测我国煤炭的可采 年限为 80 年, 石油的可采年限为 40 年, 天然气的可采年限为 50 年。这 个预测虽然不一定准确, 但是我国化 石能源资源难以保证本世纪我国经济 和社会发展的需求确是比较一致的看 法。 9 9 我国能源消费结构以煤为主，煤炭占能源消费构 成的65%以上（石油占25%左右,水能占7%以上,天然气 占3左右%,核能占0.47%），清洁能源所占比例较低。 随着经济快速增长，能源消耗总量大幅度增长，煤炭 、石油和天然气这些常规能源的消耗量越来越大，石 油的进口量逐年大增。如果能源生产和消费方式不变 ，未来的能源需求无论从资源、资金还是环境方面都 无法承受。 我国能源消费结构我国能源消费结构 1010 能源环境问题突出 以煤为主的一次能源消费结构造成了严重的环境 污染。 酸雨率全国40%、广东70%， 世界污染严重的20 城市我国占16个； SO2排放量的90%，NOx排放量的60%都来自于 燃煤； 全国SO2排放总量超过环境承载能力的70%左右 。 生态破坏造成的经济损失已占GDP的8%。 已严重威胁经济和社会的可持续发展已严重威胁经济和社会的可持续发展 ！ 1111 能源安全问题凸现 n2010年我国大陆能源消费量达22.75亿吨标准油 ，占世界能源消费量的20.3%，仅次于美国，居世 界第二位（美国23.82 ，第三位俄罗斯6.85 ）。 2010年，我国石油消费量约4.49亿吨，其中净进口 2.39亿吨，对外依存度超过55%。预测：2020年将 达6070%。 n2020年我国经济翻两番，GDP突破1万美元/人，面 临十分严重能源安全问题. 事关国家战略安全、经济社会可持续发展事关国家战略安全、经济社会可持续发展 ! ! 1212 水能资源的地位 n我国常规能源资 源以煤炭和水能 为主，水能资源 仅次于煤炭，居 十分重要的地位 。 n n 优先发展水电，能够有效减少对煤炭、石油、天然优先发展水电，能够有效减少对煤炭、石油、天然 气等资源的燃烧，不仅节约了宝贵的化石能源资源气等资源的燃烧，不仅节约了宝贵的化石能源资源 ，还减少了环境污染。，还减少了环境污染。 n n 为了解决能源短缺、缓解矿物燃料产生的巨大环境为了解决能源短缺、缓解矿物燃料产生的巨大环境 问题，水电能源系统开发是目前建立可持续能源支问题，水电能源系统开发是目前建立可持续能源支 持系统中最具开发规模的能源利用方式之一。持系统中最具开发规模的能源利用方式之一。 1313 我国水能资源概况 n河流众多，径流丰沛，落差巨大，蕴藏着 丰富的水能资源。 n水能资源蕴藏量 6.994亿 kw，年发电量 6.0829万亿kw.h。（至2011年8月我国发电装机容量 已经接超过11亿kw ，2010年我国发电量是41413亿kw.h ) n西南地区的水能资源蕴藏量占我国总蕴藏 量的67.8，云南、贵州、四川三省的水能 资源蕴藏量占我国总蕴藏量的50.7。 1414 1515 河流落差巨大 n我国地势西高东低（四级阶梯），河流落 差巨大 n n 是世界上陆地高差最是世界上陆地高差最 大大 的国家（的国家（40004000多多 米）米） n n 河道陡峻，落差巨大河道陡峻，落差巨大 ，是我国河流的突出特，是我国河流的突出特 点点 1616 n我国水能资源总量虽然十分丰富，区域 间的分布却不均衡。从河流看, 水能资 源主要集中在长江、黄河中上游，雅鲁 藏布江中下游，珠江、澜沧江、怒江和 黑龙江上游，这些河段占全国大中型水 电资源量的 90%。 n从区域看，云、川、藏水能资源占全国 的 57%, 而经济较发达、人口集中的东 部 11 省市, 水能资源仅占 6%。 1717 水能资源 1818 二二. . 我国的水电开发利用我国的水电开发利用 1919 本节内容提纲 n n 我国水电建设历程我国水电建设历程 n n 常规水电开发现状常规水电开发现状 n n 抽水蓄能建设现状抽水蓄能建设现状 n n 小水电开发现状小水电开发现状 2020 我国的第一座水电站 n我国早在4000年前就开始兴修水利，至春 秋战国，水利工程已有相当规模，建设水 利也非常先进。但现代化的水电建设起步 很晚 。 n n 19101910年，我国大陆的第一座水电站年，我国大陆的第一座水电站石龙石龙 坝水电站（云南昆明附近螳螂川）建成，装坝水电站（云南昆明附近螳螂川）建成，装 机机472KW472KW。 2121 第一座自主建成的水电站 n1960年， 浙江新安江水电站建成，是中国 第一座自己勘测、设计、施工和自制设备 的大型水电站。 2222 n到1949年底，全国水电装机仅16.3万 kW，居世界第20位。新中国成立后， 尤其是改革开放以来，水电事业有了 突飞猛进的发展，到2005年底，我国 水电装机达到1.17亿kW，居世界第1位 ，至2010年8月25日以位于云南省南涧 县的小湾水电站最后一台机组投产发 电为标志，全国水电装机总容量已突 破2亿kW大关，稳居世界第1位。 2323 在建的大型水电站 n n 共共182182座，总装机容量为座，总装机容量为92509250万万kWkW，其中大型水电站其中大型水电站3535座座 ，总装机容量为，总装机容量为70047004万万kWkW，包括三峡包括三峡、溪洛渡溪洛渡12601260万、万、龙龙 滩滩420420万、万、小湾小湾420420万、万、拉西瓦拉西瓦420420万、万、瀑布沟瀑布沟360360万、万、锦屏锦屏 一级一级360360万、万、构皮滩构皮滩300300万、万、水布垭水布垭184184万、万、彭水彭水175175万、万、公公 伯峡伯峡150150万等特大型水电站。万等特大型水电站。 溪洛渡水电站效果图龙滩水电站效果图 施工中的水布垭电站 2424 抽水蓄能电站建设 n除了常规水电站以外，我国抽水蓄能电站 的发展也很快。抽水蓄能电站主要建于水 力资源较少地区，以适应电力系统调峰的 需要。 n n 至至20092009年年8 8月，我国己建月，我国己建 成成2020座，装机总容量达座，装机总容量达 1184.51184.5万万kWkW的抽水蓄能电的抽水蓄能电 站，另有站，另有1111座在建座在建, ,在建在建 总容量总容量13081308万万kWkW。已成为。已成为 我国电力系统的重要组成我国电力系统的重要组成 部分。部分。 抽水蓄能电厂示意图 2525 抽水蓄能电站 n广州抽水蓄能电站总装机容易240万kw，是 我国第一座也是目前世界上最大的抽水蓄 能电站。 我国在西藏建设了世界上 海拔最高的抽水蓄能电站- -羊卓雍湖抽水蓄能电站， 总装机容量1125万kW 。 2626 抽水蓄能电站建设 n江苏天荒坪抽水蓄能电站， 总装机容量为180万kw，为 日调节纯抽水蓄能电站。 n华北电网最大的抽水蓄能电 厂十三陵抽水蓄能电站，装 机容量80万kw。 n河北潘家口的混合式抽水蓄 能电站，装有1台15万kw常 规水轮发电机组，还有3台 抽水蓄能机组，每台9万kw 天荒坪电站上库 天荒坪电站下库 2727 小水电建设 n我国小水电（装机容量小于25000kw）资源十分丰 富，可开发量8700万千瓦，居世界第一位 ，分布在全国1600多个山区县，主要集中 在西部地区，约占全国的67%。 n西南部的广西、重庆、四川、贵州、云南 、西藏等6省(区、市)和湖北恩施州、湖南 湘西州，是我国小水电资源最丰富的地区 ，拥有4474万千瓦，占全国的51.4% 2828 三三. . 水电与电网运行水电与电网运行 2929 本节内容提纲 n n 我国的电力工业我国的电力工业 n n 水电机组的特点水电机组的特点 n n 我国的电网分布我国的电网分布 n n 水电在电网中的作用与效益水电在电网中的作用与效益 3030 我国的电力工业 n1882 年我国第一台发电机组在上海安装发 电 , 从此诞生了中国的电力工业。 n新中国成立前的近 70 年中 , 电力工业发 展缓慢。 n新中国成立后 ,经过 50 余年的努力, 到 2011年8月我国发电装机容量已经超过11亿 kw ，2010年我国发电量是41413亿kw.h , 无论是装机容量还是年发电量都已居世界 第 1 位。 3131 我国电网分布 3232 我国电网分布 3333 电力负荷图 12 腰 荷 区 峰 荷 区 基 荷 区 电 力 负 荷 482420160 时间h 3434 水电机组的运行特点 n水电机组启停灵活。水电机组易于开停机 ，开停机费用可以忽略不计，且不受机组 启停次数、最小停运时间以及最小持续运 行时间等限制。 n水电机组有良好的调节性能。水电机组可 调节容量范围大，升降出力速度快，能有 效地跟踪负荷变化。 3535 水电的优点 n清洁、可再生的绿色能源 n运行成本低，价格低廉 n运行可靠性高，调节性能好，是良 好的调峰、调频、事故备用电源 n除了发电外还同时可以具有防洪、 供水、防凌等重要功能作用 3636 水电的缺点 n建设投资巨大，还贷压力沉重 n发电能力不确定。由于天然入库水量随机 变化，水电厂(尤其是水库调节性能差的水 电厂)运行管理人员难以准确预计水电厂未 来的发电能力 n水电管理复杂。除了发电外，还需重点考 虑水的调度，如大坝防汛、城镇供水、农 业灌溉、北方江河防凌灾、水库优化调度 、水库冲沙及航道通航等综合利用 3737 水电在电网中的作用与效益 静态效益：作为常规能源，提供优 质、可靠的电力。 动态、可靠性效益：承担电网必需 的调峰、调频、备用容量。 综合社会效益：水库还具有防洪、 灌溉、航运、防凌、旅游等功能。 3838 四四. . 我国水电发展前景我国水电发展前景 3939 本节内容提纲 n n 我国的水电发展空间我国的水电发展空间 n n 我国的能源发展战略我国的能源发展战略 n n 我国水电开发的总方针我国水电开发的总方针 n n 特殊水能资源特殊水能资源- -海洋能及其利用海洋能及其利用 4040 我国的水电发展空间 n世界上有24个国家依靠水电为其提供90% 以上的能源，如巴西、挪威等国；有55个 国家依靠水电为其提供50%以上的能源， 包括加拿大、瑞士、瑞典等国。 n发达国家水电的平均开发度已在60%以上 ，其中美国水电资源已开发约82%，日本 约84%，加拿大约65%，德国约73%，法 国、挪威、瑞士也均在80%以上。我国的 水电开发度仅为24%。 4141 我国的能源发展战略 n我国已经明确制定“优先发展水电”的能源 发展战略; n按照能源规划目标，到2020年我国水电装 机将超过3亿千瓦，占全国总装机的30%左 右。这意味着在未来的10年，我国新增水 电装机将是历史总和的两倍左右，即平均 每年需要新增装机约1000万千瓦; n我国正在进入一个水电建设高速发展的黄 金时期，水电能源开发具有极其广阔的前 景。 4242 我国水电开发的总方针 n优先主要开发调节性能好的水电站，并从全电力 行业和社会经济发展的角度综合考虑和研究水电 开发强度，避免出现浪费； n大力开发西部水电,我国的水能资源主要分布在西 部地区（四分之三以上），目前开发率仅为8, 通过“西电东送”战略对我国东、西部地区自然资 源和经济资源的差异进行互补重构; n协调发展中、东部地区的抽水蓄能电站； n加强水电“流域、梯级、滚动、综合”开发的模式 ； n更加注重环境问题和生态问题。 4343 加快水电能源基地建设 4444 加快水电能源基地建设 4545 继续重视小