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导读
为应对气候变化、实现减排承诺,优先发展包括水电在内的清洁能源已成为国际共识。世界银行、亚洲开放银行等国际金融机构重新加大了对水电的投资力度,欧美等发达国家也重新审视水电作用,新兴经济体则把水电作为重要的能源发展计划。由于开发利用程度的不同,各国对水电发展也呈现不同的态势。美国作为曾经的水电强国,依靠技术与标准引领世界水电超过半个世纪,上个世纪90年代就无坝可建,处于资源型后大坝时代。那么美国近年来水电如何?未来将呈现怎样的走势?本文将略窥一斑。
作者:水电水利规划设计总院 杜效鹄
一、资源禀赋与开发历史
美国水能资源在全球位列第七。据美国陆军工程师兵团的研究,全美水能资源可装机512,000 MW,发电量为4485TWh/年;技术可开发量为146,700M W,相当于年发电量528.5 TWh;经济可开发电量约376TWh/年。(中国资源量大约为美国的4倍)。
美国水能利用历史悠久,水力发电超过120年。第一座水电站建成于1892年,是位威斯康星州的Appleton电站,装机约12.5千瓦。19世纪末,美国建设了40~50座水电站,水力发电占全国总电量的15%,1920年为25%,1940年达到为40%。上个世纪20~70年代末是美国水电开发的高峰期。期间以大量的创新技术和前沿标准引领全球,成为该时期名副其实的水电强国。美国常规水电装机发展见图1。
图1 美国常规水电装机发展历史(整合美国能源信息网、美国水电协会的数据绘制)
美国开始主要是解决西部干旱地区的水资源问题而兴建水坝。在20世纪二十年代的大萧条时期,美国西部同时发生了洪水和干旱等自然灾害,促使兴建具有综合服务功能的水利枢纽工程,并通过西部开发拉动国内经济。美国的西部开发也是美国的大坝时代。廉价的水电拉动了美国西部城市建设和工业发展。1936年,美国修建了装机6809MW的大古力水电站,1941年又建成了当时世界最高的胡佛大坝。建设高峰期间,实行大水电开发策略。胡佛水坝最大坝高221.4m,总库容380亿m3,水电站装机容量原为134万千瓦,现已扩容到208万千瓦,计划达到245.2万千瓦。胡佛水坝上游的格兰峡坝高216m,库容346亿m3。目前在科罗拉多河干流上已兴建水库11座,支流上修建水库95座,干、支流水库总库容约872亿m3。在科河上兴建的人工储水设施是该河流年平均径流量的4倍,可以实现洪水资源的全部利用。
图2 格兰峡水坝与水坝壅水形成的鲍威尔湖(图片来源于网络)
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