能源与环境

1、通识2类能源与环境论文题目：水力资源的开发与应用学院：数信学院专业：数学与应用数学学生姓名：zm学号：11170222完成时间：2013年4月 18日水力、水能资源的开发与应用狭义水能资源 水能资源指水体的动能、势能和压力能等能量资源 。是自由流 动的天然河流的出力和能量，称河流潜在的水能资源，或称水力资源。 广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资 源；狭义的水能资源指河流的水能资源。水能是一种可再生能源（见 新能源与可再生能源）。 到20 世纪90 年代初，河流水能是人类大规 模利用的水能资源；潮汐水能也得到了较成功的利用；波浪能和海流 能资源则正在进行开发研究。人类利用水能的历史悠久，但早期仅将水能转化为机械能，直到 高压输电技术发展、水力交流发电机发明后，水能才被大规模开发利 用。目前水力发电几乎为水能利用的唯一方式，故通常把水电作为水 能的代名词。构成水能资源的最基本条件是水流和落差（水从高处降落到低处 时的水位差），流量大，落差大，所包含的能量就大，即蕴藏的水能 资源大。全世界江河的理论水能资源为48.2 万亿度/年，技术上可开 发的水能资源为19.3

2、万亿度。中国的江河水能理论蕴藏量为6.91 亿 千瓦，每年可发电 6 万多亿度，可开发的水能资源约 3.82 亿千瓦， 年发电量1.9 万亿度。水能是清洁的可再生能源，但和全世界能源需 要量相比，水能资源仍很有限，即使把全世界的水能资源全部利用， 在 20 世纪末也不能满足其需求量的 10% 。中国水能资源分布中国在20世纪70 年代末做了普查，统计了单河理论蕴藏量0.876 亿千瓦时/年以上的河流3019条，总理论蕴藏量为5.7万亿千瓦时/ 年；加上部分较小河流后，合计为5.92万亿千瓦时/年（未统计台湾 省水能资源），居世界第一位。经统计，单站装机 500 千瓦及以上的 可开发水电站共11000余座，总装机容量37853 万千瓦，多年平均年 发电量19233亿千瓦时。全国各大区和各水系的理论蕴藏量和技术 可开发资源的分布。据 1993 年的初步估算，经济可开发资源为：装 机容量29000万千瓦，多年平均年发电量12600亿千瓦时。中国河川水能资源的特点资源量大，占世界首位。分布很不均匀，大部集中在西南地 区，其次在中南地区，经济发达的东部沿海地区的水能资源较少。而 中国煤炭资源多分

3、布在北部，形成北煤南水的格局。大型水电站的 比重很大，单站规模大于 200 万千瓦的水电站资源量占 50%。已于 1994 年 12 月开工的长江三峡工程的装机容量为 1820 万千瓦，多年 平均年发电量840亿千瓦时。位于雅鲁藏布江的墨脱水电站，经查 勘研究，其装机容量可达4380万千瓦，多年平均年发电量 2630亿千 瓦时。人类开发利用水能资源的历史源远流长。根据中华人民共和国 可再生能源法释义（全国人大常委会法工委编）对水能的定义是： 风和太阳的热引起水的蒸发，水蒸气形成了雨和雪，雨和雪的降落形 成了河流和小溪，水的流动产生了能量，称为水能。当代水能资源开发利用的主要内容是水电能资源的开发利用，以致人们通常把水能资源（Water power resources）、水力资源（hydraulic power resources）、水电资源 （hydroelectric power resources） 作为同义 词 ，而实际上，水能资源包含着水热能资源、水力能资源、水电能 资源、海水能资源等广泛的内容。1、水热能资源 水热能资源也就是人们通常所知道的天然温泉。在古代，人们已经开始直接

4、利用天然温泉的水热能资源，建造浴池，沐浴治病健身。 现代人们也利用水热能资源进行发电、取暖。如冰岛，该国2003 年 水电发电量为 70.8 亿千瓦时，其中利用地热（即水热能资源）发电 就达 14.1 亿千瓦时，全国 86%的居民已利用地热（水热能资源）取 暖。我国西藏地区已建成装机 2.5 万千瓦的羊八井电站，也是利用地 热（水热能资源）发电，据专家预测，我国近百米内土壤每年可采集 的低温能量（以地下水为介质）可达15000 亿千瓦。目前我国地热发 电装机 3.53 万千瓦。2、水力能资源 水力能包括水的动能和势能，中国古代已广泛利用湍急的河流、跌水、瀑布的水力能资源，建造水车、水磨和水碓等机械，进行提水 灌溉、粮食加工、舂稻去壳。18世纪30 年代，欧洲出现了集中开发 利用水力资源的水力站，为面粉厂、棉纺厂和矿山开采等大型工业提 供动力。现代出现的用水轮机直接驱动离心水泵，产生离心力提水， 进行灌溉的水轮泵站，以及用水流产生水锤压力，形成高水压直接进 行提水灌溉的水锤泵站等，都是直接开发利用水的力能资源。3、水电能资源19 世纪 80 年代，当电被发现后，根据电磁理论制造出发电机，

5、 建成把水力站的水力能转化为电能的水力发电站，并输送电能到用 户，使水电能资源开发利用进入了蓬勃发展时期。 现在我们所说的水电能资源通常称为水能资源。在水能资源中，除河 川水能资源外，海洋中还蕴藏着巨大的潮汐、波浪、盐差和温差能量。 据估计，全球海洋水能资源为 760 亿千瓦，是陆地河川水能理论蕴藏 量的15倍多，其中潮汐能为30 亿千瓦，波浪能为30亿千瓦，温差 能为 400 亿千瓦，盐差能为300 亿千瓦。当前人类对海洋水能资源的 利用只有对潮汐能的开发利用技术达到了可以大规模开发的实用性 阶段，其他的能源的开发利用，都还需进一步研究，在技术经济的可 行性上取得突破性成果，达到实用的开发利用程度。我们通常所提到 的开发利用海洋能，最主要是开发利用潮汐能。月球和太阳对地球海 水面吸引力引起海水水位周期性的涨落现象，称为海洋潮汐。海水涨 落就形成了潮汐能。从原理上讲，潮汐能是一种利用潮位涨落产生的 机械能。公元 11世纪出现了潮汐磨坊，20 世纪初，德国和法国开始建造 小型潮汐电站。据估算，全世界可开发利用的潮汐能为10亿11亿千瓦，年发 电量约12400 亿千瓦时。我国潮汐能可开发资

6、源装机容量为 2158万 千瓦，年发电量为 300 亿千瓦时。目前世界上最大的潮汐电站是法国的朗斯潮汐电站，装机容量为24 万千瓦。我国第一个潮汐电站量1958年建成的广东鸡州潮汐电站， 装机 40 千瓦。1985 年建成的浙江江厦潮汐电站，总装机容量 3200 千瓦，居世界第三位。此外，在我国海洋中，波浪能蕴藏量约 1285 万千瓦，潮流能蕴 藏量约 1394 万千瓦，盐差能蕴藏量约 1.25 亿千瓦，温差能约 13.21 亿千瓦。综上，我国海洋能总计约 15 亿千瓦，超过陆地河川水能理 论蕴藏量 6.94 亿千瓦 2 倍多，具有广阔的开发利用前景。现在，世 界各国都大量投入，竞相研究如何开发利用蕴藏在海洋中的巨大能源 的技术途径。水电能资源一般是指利用江河水流具有的势能和动能下泄做功， 推动水轮发电机转动发电产生的电能。煤炭、石油、天然气和核能发 电，需要消耗不可再生的燃料资源，而水力发电，并不消耗水量资源， 而是利用了江河流动所具有的能量。1、全球水电能资源全世界江河的水能资源蕴藏量总计为 50.5 亿千瓦，年发电量可 达 44.28 万亿千瓦时；技术可开发的水能资源为 22.6

7、 亿千瓦，年发电 量可达 9.8 万亿千瓦时。1878 年法国建成世界上第一座水力发电站，装机25千瓦。迄今 为止，全世界水电装机容量已超过7.6 亿千瓦，年发电量达3 万亿千 瓦时。2、我国水电能资源我国是世界上水电能资源最丰富的国家之一。根据最新的水能资 源普查结果，我国江河水能理论蕴藏量 6.94 亿千瓦、年理论发电量 6.08 万亿千瓦时，水能理论蕴藏量居世界第一位；我国水能资源的技 术可开发量为5.42 亿千瓦、年发电量2.47 万亿千瓦时，经济可开发 量为 4.02 亿千瓦、年发电量1.75 万亿千瓦时，均名列世界第一。1905 年 7 月中国第一座水电站台湾省龟山水电站建，装机 500 千伏 安。1912 年，中国大陆第一座水力发电站云南昆明石龙坝水电站建 成发电，装机 480 千瓦。1949 年，全国的水电装机为 16.3 万千瓦； 至 1999 年底发展到 7297 万千瓦，仅次于美国，居世界第二位；到 2005 年，全国的水电总装机已达 1.15 亿千瓦，居世界第一位，占可 开发水电容量的14.4%，占全国电力工业总装机容量的20%。到 2010 年 8 月，随着华

8、能小湾水电站四号机组日前投产发电，我国电力装机 达到 9 亿千瓦，其中水电装机突破2亿千瓦，继续稳居世界第一。3、水电能源的特性 水电能源是随自然界的水文循环而重复再生的，可周而复始供人 类持续利用。人们常用“取之不尽、用之不竭”来生动描述水电能源的 可再生性。水电能源在生产运行中，不消耗燃料，不排泄有害物质，其管理 运行费与发电成本以及对环境的影响远比火力发电低的多，是成本低 廉的绿色能源。水电能源调节性能好、启动快，在电网运行中担任调峰作用，快 捷有效，在非常情况和事故情况下减少电网的供电损失，可确保供电 安全。水电能源与矿物质能源同属资源性一次能源，转换为电能后称为 二次能源，水电能开发是一次能源开发和二次能源生产同时完成的能 源，兼有一次能源建设与二次能源建设的双重功能；不需要一次能源 矿产开采，运输、储存过程的费用，大大降低了燃料成本。水电开发修建水库，会改变局部地区的生态环境，一方面需要淹 没部分土地，造成移民搬迁；另一方面，它可修复该地区的小气候， 形成新的水域生态环境，有利于生物生存，有利于人类进行防洪、灌 溉、旅游和发展航运。因此，在水电工程规划中，统筹考虑，把对生

9、态环境的不利影响减少到最低程度，水电开发是利大于弊。正因为水电能源的优点，现在世界各国都采取优先开发水电的政 策。如上世纪九十年代，巴西的水电占总装机容量的 93.2%，挪威、 瑞士、新西兰、加拿大等国水电比重都在 50%以上。1990 年世界上部分国家水电发电量占可开发电量的比率：法国 为 74% 、瑞士为 72%、日本为 66% 、巴拉圭为 61% 、美国为 55% 、 埃及为 54%、加拿大为50%、巴西为17.3%、印度为11%，同期中国 为 6.6% 。全球水电资源的蕴藏量十分可观，据有关最新资料统计，目前世界上已估算出的水电资源的理论蕴藏大约为4000050000TWh/年， 其中大约1300014000TWh/年技术上具有开发的可行性。从理论上 讲，这种可以依赖当今技术水平开发的水电资源完全可以满足当前全 球的用电需求。美国水电开发美国的国土面积 937.2614 万平方公里,全国平均年降水量 760 毫 米，河流年径流量总计 30560 亿立方米。技术可开发水电装机容量 146700亿兆瓦，年发电量5285亿千瓦时，经济可开发3760亿千瓦时 /年。但水能资源分布很不均匀，太平洋沿岸及哥伦比亚河流域共 5 个州的水能资源占全国总量的55%，其余46 个州只占45%。美国的水电开发已有 100 多年的历史。据统计， 1920 年水电装 机容量 4800 兆瓦，至 1950 年发展到 18674 兆瓦；1998 年达 94423 兆瓦，其中常规水电站75525 兆瓦，抽水蓄能电站18898 兆瓦。 1950年水电发电量1010亿千瓦时，1998年达3088亿千瓦时，分别 为技术可开发水能资源的19.1%和 58.4%。田纳西河流域管理局1933-1945年在田纳西河流域进行集中的综 合开发。该河流域面积为10.6 万平方公里，在流域内建成了38 座综 合利用工程，共装机3300兆瓦，开发利用程度达87%。美国水电开发最集中的为哥伦比亚河，其干流上游在加拿大，中

《能源与环境》由会员枫**分享，可在线阅读，更多相关《能源与环境》请在金锄头文库上搜索。