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中国水电科技取得跨越式发展

2018-10-13 01:03:32

8月17日下午,向家坝右岸电站6号机转子顺利吊装就位,并由此拉开了6号机组总装序幕。在建中的向家坝水电站是我国第三大水电站,但其单机80万千瓦水轮发电机组却是世界上的,而这正是中国水电科技进步的一个缩影。

翻开中国水电建设的百年沧桑,从1910年依托国外技术兴建的中国大陆座水电站———云南石龙坝水电站,到1971年自主设计建设的世界上的低水头大流量、径流式水电站———葛洲坝水电站,再到刚刚全部投产的综合科技含量国际的世界大水电站———三峡水电站,我们看到,科技创新正引领着中国水电一步步走向世界之巅。特别是近10年来,我国水电科技水平取得跨越式发展,在众多领域登上了世界水电科技的制高点,为世界水电科技进步作出了卓越贡献。

促进技术进步铸就水电强国

对于水电开发利用,相较于发达国家,中国是后起之秀。

据中国水力发电工程学会副秘书长张博庭介绍,西方主要发达国家在上世纪50年代至70年代已经完成了主要水电资源的开发,水力发电在勘察设计、施工组织、运行管理等方面积累了较为丰富的实践经验,包括美国、日本等多数发达国家的水电开发利用率在上世纪70年代都已达到了70%以上,之后因为可开发资源不足,西方水电技术进步速度放慢,世界水电发展进程因此产生停滞。

虽然西方发达国家水电开发基本饱和,但因为亚、非、拉美地区国家的水电开发比较落后,开发水电需求巨大,同时水电开发根据不同地质条件需要的技术不同,各国发展水电仍需要不断地进行科技创新,以适应本地区的水利地质条件。

在此背景之下,中国水电人承担起了历史的责任,担当起了水电科技进步的火车头角色。通过多年的科技攻关和工程实践,初步形成了具有中国特色的水力发电成套技术。

我国水电资源独具的特点决定了水电开发面临问题的独特性和挑战性。在时间分布上,我国水电资源主要集中在汛期。在地域分布上,我国水电资源主要集中在西南地区。在富集程度上,我国水电资源主要集中在十三大水电基地和100多座大型水电工程。为了满足水资源高效利用和流域防洪安全的目标,就需要修建高坝大库对汛期洪水进行调蓄,以满足枯水期供水、航运及发电等综合需求。但修建高坝大库会造成较大的淹没损失、较多的移民,也会对生态环境造成影响;而且在区域地质构造复杂、地震烈度高、地质灾害频发的西南地区修建高坝工程,会带来一系列具有难度的工程技术问题。

在党中央、国务院提出的“建设创新型国家”的战略目标引领下,依托重大工程项目,经过多年的实践、总结,我国的水电坝工技术、设备制造技术和建设施工装备现代化水平突飞猛进,使我国水电建设的设计、施工、制造、安装、运行、管理等水平大幅提升,达到了国际先进水平。水电开发技术的大幅提高,为中国水电建设质量提供了有力保证。2008年“5·12”特大地震中,很多城市建筑物在地震中倒塌,而震区内所有水电站没有一座出现垮坝事故,也没有造成一起次生灾害,地处震中的沙牌电站高、薄的碾压混凝土拱坝安然无恙,紫坪铺水电站在震后第5天就恢复了发电。我国的电站大坝建设质量经受住了严峻的考验。

完善产业体系引领水电发展

国家能源局原局长张国宝在水电百年纪念活动上表示,以三峡工程为标志,中国的水电技术迈入了世界先进行列,中国水电已迈入大电站、大机组、高电压、自动化、信息化的新时代。

近十年来,我国陆续开工建设并相继建成了一大批的工程,水电技术取得了长足发展,在水电规划设计、施工、运行管理、主要机电设备制造等方面已形成较为完备的产业技术体系,形成了具有中国特色的水力发电成套技术,创造了世界水电工程史上的多项,包括超高坝筑坝、高水头大流量泄洪消能、超大型地下洞室群开挖与支护、高边坡综合治理以及大容量机组制造安装、大型抽水蓄能电站建设等水力发电成套技术。

通过三峡等工程“技术转让、消化吸收、自主创新”的实践,我国大型水电装备制造业仅用了短短7年时间,实现了大跨越。目前,我国已建、在建和拟建的单机70万千瓦以上的水轮发电机组超过120台套,水力发电技术水平已跻身国际先进行列。

目前,我国不仅是世界上水电装机规模的国家,也是在建规模、发展速度快的国家,并且在高坝工程技术领域处于国际地位,引领着国际坝工技术的发展方向。

中国水电在国际市场也开始崭露头角。苏丹的麦洛维水电站,马来西亚的巴贡水电站等,均是由中国水电建设者建造并提供设备,水电已成为我国在国际市场上具有较强竞争力的行业之一。

近发布的《国家能源科技“十二五”规划》为水电科技发展树立了更高的目标,指出,“十二五”水电科技重点任务,一是构建国家水电科技创新体系,提升我国水电科技自主创新能力;二是立足自主创新,加大战略性科技攻关投入,通过重大技术研究、重大装备研发,解决水电资源“安全、高效”开发与利用的技术瓶颈,带动生产力的跨越式发展,提升行业整体竞争能力;三是组织开展生态修复技术研究与工程示范,科学处理水电开发与生态环境之间的关系,开发建设生态友好的水电工程。

在张博庭看来,这些都是“进入新级别”的攻关。科技征途无止境。“这些都是中国水电工作者的光荣任务。”张博庭乐观地评价,“十二五”后,中国水电技术将当之无愧世界。

推动节能减排助力绿色发展

根据我国一轮水电普查显示,无论是理论蕴藏量、技术可开发量还是年发电量,中国水力资源均为世界,分别为6.9亿千瓦、5.4亿千瓦和2.4万亿千瓦时,远超世界其他国家。

水电是我国仅次于煤炭的第二大常规能源资源,更是目前可再生和非化石能源中资源明确、技术成熟、清洁和经济的能源,随着我国在降低二氧化碳排放方面的压力和责任越来越大,水电对我国降低二氧化碳排放、发展低碳经济的作用和效果将愈加显现。

而如何更好地利用水能资源,为我国经济社会生活可持续发展提供不竭动力,是摆在中国水电人面前的一个恒久的课题。张博庭认为,在当前和未来我国的水电开发中,想要促进水电可持续发展,重要、根本的途径,就是毫不动摇地坚持科技进步和技术创新。

中国水利水电科学研究院副院长贾金生认为,水电的属性是绿色,因此水电的可持续发展必须牢牢把握绿色二字,要达到环境上可持续的绿色发展模式,就要以科技创新为基础,激励更多的研究人员来研究保障水电的绿色本性。

三峡工程作为中国水电技术的集大成者,能够很好地代表中国水电技术发展对可持续发展起到的积极作用。据介绍,截至今年7月,三峡电站发电量累计达到5648亿千瓦时,相当于从滚滚长江中捞起了近2亿吨标准煤,减排二氧化碳4亿吨、二氧化硫500多万吨。

三峡工程正是中国水电科技实力的证明。目前我国在建和拟建坝高超过200米的水电工程20余座,其中坝高100米以上的大坝140多座。我国水电装机容量超过2亿千瓦,稳居世界。新中国成立60年时的统计表明,水电发电量相当于节约了26.4亿吨标准煤,累计减少二氧化碳排放量约60亿吨。

在科技引领下,我国水电为绿色发展将发挥更大作用。

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