小型水力發電

小型水力發電(簡稱小水電)目前世界各國對它還沒有一致的定義和容量範圍的劃分界限。即使同一國家，不同時期，標準也不盡相同。一般，按裝機容量可把小水電劃分為微型、小小型和小型3檔。有的國家只有一個檔次，有的國家則劃分為兩個檔次，差異較大。按我國目前的規定，裝機容量小於2.5萬kw的稱小型水電站；不小於2.5萬kW、小於25萬kW的為中型水電站；大於25萬kW的為大型水電站。

基本介紹

• 中文名：小型水力發電
• 外文名：Small hydropower
• 能量轉化：勢能轉化為電能
• 特點：建造方便，工程量少
• 優勢：便於大規模建造
• 建造地點：農村小型河流沿線地區

小型水力發電技術

將水中的動能轉化成其他形式的能量的技術已經是一項完全成形的工藝，且幾個世紀以來就已經高效率地套用於發電上了。因而，它已經成為許多國家，尤其是非洲、亞洲和南美的一些欠已開發國家進行發電的主要手段之一。這項技術最初只是以小規模出現，並且為發電機附近的幾個社區服務，但隨著相關知識的擴展，它已經能夠進行大規模發電和遠距離傳輸了。大規模的水力發電機利用廣闊的水庫，這些水庫需要靠建造特殊的堤壩來控制水流，且為達到此目的，通常需要使用大量的土地。因此，已經有越來越多的擔憂出現在此類發展對於環境和生態系統的影響上。這些顧慮以及傳送的高成本又將人們的興趣重新拉回到小型水力發電的生產上。最初，在這項技術發展的前期階段，發電並不是其主要目的。水力主要用於進行機械工作，完成預期任務，如抽水（家庭供水和灌溉）、研磨穀物和工業活動的機械操作。

大規模的集中式水力發電設備被證明是昂貴且破壞環境的，它會擾亂生態系統的平衡。經驗告訴我們，它們是傳送的高成本以及由此導致的電力的高消費的最終源泉。除此之外，在東非幾乎不存在任何河流可以持續且穩定地支撐此類設備，但這裡確實存在一些小河可以用於小規模的發電。這些資源應該被高效利用，以為分散的農村家庭提供電力。除了河流外，還有其他途徑可以從水資源中獲得電力。例如，海水熱能、潮汐能、波能甚至地熱能都是水性能源，可以加以利用。除了地熱能和水力發電外，其他所有與水有關的能量的使用沒有對全球供電系統帶來任何重大影響。甚至就連水力發電，這個最古老的發電科技之一，在今天發展完善並大規模使用的技術，也只占到大約全球總發電量的3%。水力發電作為一種能源的潛力在非洲大陸要高於東歐大陸，且堪比北美大陸。但不幸的是，儘管非洲大陸在未開發的水力發電潛力上在全球首屈一指，仍有成千上萬的居民無法使用電力。水力發電的利用原理包括將水庫里的水所含有的潛在能量轉化成一個自由下落的動能，以用於機械工作。這意味著存儲水的設備必須高於能量轉化點（如發電機）。水自由流動的量和方向主要通過使用水管來控制，這樣就可以引導水流動到轉化過程發生的地方，從而達到發電的效果。

小型水力發電的作用和意義

電力工業是國民經濟的先行工業。能源也是我國當前的一個緊迫問題。農村電氣化是農業現代化很重要的一個方面，全國的小水電資源又是提供農村電力的良好能源。多年來在國家和地方各級的支持下，調動了各方面的力量，治水辦電緊密結合，小型水力發電事業取得了蓬勃發展。我國小水電資源相當豐富，據國家組織對農村水電資源(I0MW≤單站裝機容量≤50MW)的調查，全國農村水電資源可開發量為1.28億kW，其中複查小水電資源可開發量(I0MW以上河流且0.5MW≤單站裝機容量<50MW)為652l0MW，補充複查增加62790MW。

農村小型水力發電近年來有著很大的發展，在2005年新增裝機容量突破5000MW的基礎上，2006年又上新的台階，據初步統計，全年新增裝機容量將突破6000MW，年發電量達到1500多億kW·h，在建規模2萬MW。到2006年底，農村水電總裝機達到5萬MW，約占全國裝機的37%。農村水電已經成為國家電力供應的重要組成部分。在中國已開發的1億多kW水電裝機容量中，有2.8萬多MW屬於單站50MW以下的小型水電站，約有4.3萬餘座，占水電總容量的33%。小水電資源豐富，為解決廣大農村和偏遠山區等大電網難以波及地區用電起到積極而有效的作用，代替了一部分燃煤電源，保護了環境。小型水力發電投資分散，私人和集體投資者多，籌資容易，技術和設備相對簡單，建設周期短，是不可忽視的可再生能源。國家已將小型水力發電列入可再生能源的優惠政策扶植之列。我國“十五”期間已全面完成農村電氣化建設任務。到2005年底，全國共有22個縣農村水電裝機容量超過180MW，其中廣東省6個縣、四川省6縣、雲南省4個縣、福建省3個縣、浙江省2個縣和重慶市1個縣。

“十一五”規劃時應積極推廣小型水力發電等清潔能源技術，繼續推進水電農村電氣化建設，為社會主義新農村建設作出貢獻。根據規劃，全國將繼續選擇400個縣開展電氣化建設，通過進一步開發山區豐富的農村水電資源，建設與社會主義新農村相應的更高標準的水電農村電氣化縣。目前“十一五”規划水電農村電氣化縣建設正式啟動，各地正掀起電氣化建設的新一輪高潮。小型水力發電作為農村電氣化建設起到重要的作用，農村電氣化帶動了農村的機械化建設，促進了區(縣)工業化。過去許多區(縣)都設有什麼工業，隨著小型水力發電的發展，可以因地制宜辦農機、水泥、化肥、造紙、製糖、紡織、電石和木材、食品加工等工業。一些小型水力發電裝機容量多的縣，每年的工業產值可超過億元。另一方面也加速了農副業機械化，由於農村都形成了地方電網，農戶都用上電，基本上實現了農副產品加工機械化，把廣大農民從一些笨重的勞動中解放出來。小型水力發電促進了水利化。由於“治水辦電緊密結合”，提高了抗洪、抗旱和除澇的能力，實現了電力排灌，促進了農田水利化。小型水力發電代燃料試點在全國取得圓滿成功，國家規劃在全國進一步推廣小型水力發電代燃料工程建設，規劃代燃料裝機容量15萬KW，代燃料人口63.6萬人，有效保護森林203萬畝，帶動改廚、改廁、改電、改水、改路等農村基礎設施建設，為社會主義新農村建設作出貢獻。2006年9月召開了全國小型水力發電代燃料工作會議，具體布置擴大小型水力發電代燃料試點工作。2006年已經有58個項目正在開展建設，這些項目完成後可長期穩定解決48萬農村居民的生活的燃料，保護森林面積140多萬畝。小型水力發電推進了農村現代化，提高了農民的物質生活，也豐富了文化生活。有了小型水力發電的山區，大部分農民家裡安了電燈和電視，生活水平得到了大的提高。

小型水電站的特點

對於小型水電站來說有其本身的特點，主要有以下幾個方面：

(1)電站建設規模小，工程簡單，具有地方特色。

(2)小型水力發電設備比較簡單，有不少可以就近訂購。

(3)小型水力發電一般不要遠距離輸電，就地輸給地方使用。

(4)小型水力發電電網容量小，發電容量也小，負荷小而分散。

(5)小型水力發電建築物和設備小而簡單。

(6)小型水力發電由於規模小，淹沒、浸沒問題少。

根據小型水力發電的以上特點可知，小型水力發電具有很強的地方性和民眾性。規劃和建設小型水力發電必須控制規模，量力而行，就地取材，採用適用技術，以內涵擴大為主，隨負荷增長而擴大裝機規模。小型水力發電可以由個體或幾個農戶合辦，也可以由集體或鄉鎮合辦，同樣可以由地、縣和與別的地區合資或聯營，分期分批建設，由小到大，由低級到高級。事實上，我國小型水力發電在國家的大力支持下，依靠地方的人力、物力、財力，發揮和調動地、縣、鄉鎮民眾的積極性而蓬勃發展起來。為了鞏固和保護民眾這種治水辦電的積極性，小型水力發電建設更要講究實效，必須按照自然規律和經濟規律辦事。小型水力發電的規劃和設計一定要建立在可靠的水文和用電負荷資料的基礎上，力求電力、電量平衡。一定要避免那種片面追求裝機容量的數字指標，而不考慮經濟效益的現象。因為裝機容量過大，枯水期發不了電，而汛期洪水忽有忽無，也很難利用，其結果必然是設備利用率低，積壓了資金，使計畫用電和經濟收入都落了空，影響了民眾的生產和生活，挫傷了民眾辦電的積極性。

小型水力發電系統存在的問題

在東非，水力發電的大量潛力都沒有被充分發掘出來，這是因為此項技術的發展對該地區的經濟發展來說變得越來越昂貴。例如，在2005年肯亞政府就停止了對水電站的發展，因為此項工程連最低的成本開發標準都無法滿足。由此項工程產生的電力如果投入使用，其費用一定會比當下其他水力發電設備產生的電力成本還要高。但不幸的是，在決定開展此項工程時，政府已經投入了大量的經費。如果政府能將本國的能源發展政策的重心由大型水力發電發展轉向小型水力發電的發展，那么此類對有限的財政資源的浪費則很有可能得到避免。東非有很多常流河，它們的體積流率並不足以支撐大型水力發電設備的運行，但是一些小型水力發電設備卻可以藉此以一種可支付的成本水平建立。許多適合於此類發展的場所已經被人們所發現，同時當下還存在許多其他類似的地方，它們均勻地分布在整個地區，但還沒有任何關於其可用性的研究在那裡展開。一些在已知地點做出的相關研究主要是由一些非政府組織、環境學家和某些個人研究者展開的，而政府這一本該有責任對相關情況進行細緻調查以為有意願的投資者提供相關信息的部門，卻沒有採取過任何相關行動。關於大中型水力發電站能夠為該地區提供大量所需電力的事實並不假，而且它們所提供的電力無疑都是清潔能源，然而時過境遷，在更充足的發展此類技術的同時我們也不得不面對新問題。

水力發電的潛力目前依舊存在，但正如之前在肯亞事例和烏干達的布加哥利鬥爭中所證實的，大型水力發電大壩的建立實在過於昂貴，而且還會引發一系列環境問題，其中一些環境研究還需考慮到生態、文化和生物多樣化的原因，我們需要保護其中的一些河流：顯然，關於大型水力發電技術的方法有很多種，但其中大部分卻存在環境方面的缺陷，因此一些可以通過合理規劃而有效避免這些對環境可能造成負面影響的能源技術應該考慮投入使用。所以關於完全停止對水力發電技術發展的論斷顯然是錯誤的，因為確實存在一些水力發電技術可以在合理的環境和生態指導下投入使用，而小型的水力發電系統則是最好的選擇。儘管對大型的、由國家掌控的水力規劃的管理由於不合理政策的實施在一定程度上抑制了人們對電力的真正需求，但它們同時也由於糟糕的表現所導致的巨大損失被再次證實絕非一類可行的商業選擇。最近的改革旨在糾正以上做法，同時它也反映出將這些設備完全私有化似乎不太現實，因為畢竟有關於國家安全的問題需要考慮。綜上所述，在東非國家，電力供給方面個體部門的權力不大可能再超出當下的限制範圍了，除非在這一情形下選擇發展小型水力發電計畫，這樣才可能把握住一線希望。同時，令人欣慰的是，目前已有大量的小型水力發電技術方法可供選擇，以用於配合不同的河道水流狀況，其中的一些水力發電設備包括低壓頭、高壓頭以及自由流動的小型水力發電機，其使用幾乎不對環境造成任何影響。它們同樣提供了大量優勢，如靈活性高、維持低水平電力成本的潛力大和社會文化的可接受性水平高，不僅如此，同時它們安裝與管理成本低，且在僅使用一種簡單的分配下就可以完全滿足當地的需求。