××工程18（2022）9新闻亮点随着水电行业的蓬勃发展，肖恩高级技术作家2022年2月，非洲最大的水电大坝埃塞俄比亚复兴大坝（GERD）正式发电。1）[1]。这只是全球水电大坝行业持续繁荣的最新里程碑之一，该行业因迫切需要为全球人口生产气候友好型能源而陷入低迷，电力需求不断增长[2]。GERD采用碾压混凝土建造[3]，位于埃塞俄比亚Benishangul-Gumuz西部地区的青尼罗河畔这座长1800米、高170米的大坝于2010年开始建设，其多年填筑过程于2020年7月开始[4]。当大坝的填充完成后，预计需要几年的时间，并强烈依赖于河流条件，其水库将覆盖约1900平方公里，并包含约7.4 1010米3的水。GERD的发电厂坐落在它的基地，河的两边各有一个。他们的13台混流式水轮机预计将产生高达5.15吉瓦的电力，基本上是该国现有容量的两倍然而，自项目启动以来，该项目在更广泛的地区引起了国际政治动荡和关注，尤其是大坝下游的苏丹和埃及试图保护自己在尼罗河至关重要的水域中的利益。与此同时，在中国，另一个新的大型水电项目即将完工。白鹤滩大坝（图2）由中国长江三峡集团公司建造和运营，是金沙江（长江上游）四个梯级水电站中的第二个。白鹤滩大坝位于10.2吉瓦的乌东德大坝和水电站下游约180公里处-另一个三峡集团项目于2021年全面投入运营-白鹤滩大坝横跨四川省宁南县和云南省巧家县。白鹤滩水库比GERD水库更深、更多山，白鹤滩白鹤滩的两个发电站各有8台1吉瓦的混流式水轮机，最大运行容量为16吉瓦。为了提供规模感，2020年，英国的图1.一、 由Webuild集团（意大利米兰）为埃塞俄比亚电力公司建造的GERD已接近完工。在这张照片中，水通过紧急溢洪道倾泻而出图片来源：Webuild Group（公共领域）。图二. 白鹤滩大坝于2022年6月通过72小时试验，并开始正式运行其16台混流式水轮机的一半，每台发电量为1吉瓦。预计到2022年底，当所有16台世界上最大的涡轮机投入运行时图片来源：China Three Gorges Corporation（公有领域）。白鹤滩水电站水轮机是世界上最大的。由涡轮机、发电机和相关设备组成的单个单元高50米，重6800吨[10]。为https://doi.org/10.1016/j.eng.2022.09.0052095-8099/©2022 THE CONDITOR.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可从ScienceDirect获取目录列表工程杂志首页：www.elsevier.com/locate/engS.工程18（2022）910相比之下，2024年进入商业生产的世界上最大的风力涡轮机的容量‘‘The suppliers of electro-mechanical equipment for hydro-power ‘‘They are working at a scale at which you need to rethinkevery- thing白鹤滩的前两台涡轮机于2021年7月开始运行。2022年5月，另外6座开始运营，使其容量达到8吉瓦。当该工厂在2022年底全面投入运营乔杜里说，这些项目代表了土木工程挑战的顶峰 将这样一个项目结合在一起所需的工程专业数量是非凡的。据总部位于法国巴黎的国际能源署预测，中国将占全球产能增长的40%在2021年至2030年期间，水电仍然是该领域的主导者[12]。事实上，中国对水电行业的全球影响是巨大的-它在世界各地的水电设施的融资和建设中都有大量的参与（图1）。 3）。除了占人类能源储存能力的绝大多数外，水电还提供了约一半的低碳发电，比核能发电多55%，超过所有其他可再生能源的总和（图10）。 4）[12]。按绝对值计算，2020年水电发电量占全球发电量的17%，仅次于煤炭和天然气[12]。但是，尽管全球水电行业在今天蓬勃发展，但就在20世纪90年代末，大型水电项目的负面社会、经济和生态影响，以及缺乏关于水资源管理和可持续性的国际标准，已经造成了高度的社会和环境动荡以及随之而来的法律纠纷。这些问题导致世界银行，一个主要的水电资助者，总部设在华盛顿特区，美国，和世界自然保护联盟，总部设在瑞士，安排了一个峰会，包括双方的代表辩论[13]。那次会议导致了世界水坝委员会（WCD）的成立，该委员会存在于1997年至2001年。关于环境，委员会在关于人，世界大坝理事会强调这种对以前被忽视的与大坝有关的问题的强调对更广泛的行业产生了冷却作用。‘‘The narrative goes that large dams were fading outafter the year 2000, because they were seen as too controversialand too risky an investment,” said Christopher Schulz, lecturer insustainable devel- opment at the University of St. Andrews inUnited Kingdom, who has researched the impact of the WCD ‘‘Butnow they are图三. 中国图片来源：国际能源署，经许可。见图4。2020年低碳发电技术。水电的贡献超过所有其他可再生能源的总和，比核电高出约55%。PV：光伏。图片来源：国际能源署，经许可。因为气候变化。这是一个很大的区别。在20世纪90年代，配偶的变化并没有像今天这样受到重视。”数字反映了这一说法，2010-2012年的三年平均水电投资是2010-2012年投资的六倍多。十年前，[15]虽然水电现在在全球蓬勃发展，但它也在转移地点。德国图宾根大学环境系统分析教授克里斯蒂安·扎弗尔说：“欧洲、美国和亚洲大部分地区许多具有巨大水电潜力的地点已经被开发利用。”因此，Zarfl说，“水电项目在空间上向所谓的全球南部国家转移：非洲，南美洲-特别是亚马逊-以及东南亚较大的河流流域。Zarfl及其同事进行的研究统计了2014年全球超过3700座容量超过1兆瓦的大坝，这些大坝都是计划或正在建造的[2，16]。对低碳能源的需求已经成为一个强大的商业和政治动力。事实上，水电行业的这个短语指的是利用水电，以及太阳能和风能，以加快实现净零的进展[17]。然而，低碳水力发电究竟如何仍然是一个有争议的问题，特别是随着计划在热带和亚热带地区（如亚马逊流域）进行项目的转变。在气候方面，一个关键的问题，建设大型S.工程18（2022）911热带地区的水电大坝的一个重要特点是，它们往往涉及通过淹没大片雨林来一旦树木和植被被淹没，低氧储层条件下的分解过程会释放大量甲烷-一种温室气体，在20年的时间尺度上比二氧化碳的能量高出约80倍[19]-以及二氧化碳本身[20，21]。对阿玛松拟建水坝的研究表明，虽然高地水坝的碳强度（考虑甲烷）可能与太阳能和风力发电相当，但一些低地水坝可能超过与化石燃料发电厂相关的碳强度[22]。‘‘Not ‘‘There is a group of bacteria that produces the methane,but there is another group of bacteria that consumes it, and it is thebalance between those two that dictates whetherPrairie指出，水库也可能导致水电站水库下游的甲烷排放，这些排放可能取决于水离开水库前往涡轮机的取水口的深度[23]。 因此，未来的植物可以做一些简单的事情来尽量减少温室气体的足迹，即使在热带地区。然而，总的来说，随着时间的推移，乔杜里说，水电的另一个经常被忽视的方面是，它可以有效地比其他形式的能源发电持续一定的时间。例如，在美国，水力发电厂占1930年以前建造的所有当前运营容量的99%[24]。‘‘If utilitieskeep investing in the electrical–mechanical aspects,” Chaudharysaid, ‘‘the civil infrastructure of modern hydropower has thecapacity to 一旦水电厂的资本支出在几十年后得到偿还，这些设施就可以提供现在可用的最便宜、最清洁的能源形式。Zarfl并不完全相信。他说：“太阳能和风能的价格不断下降，对环境的影响可能要小得多。”无论如何，专家们似乎普遍认为，为了满足日益增长的全球电力需求，有必要在一系列可再生能源中建立不过，对于水电，有一件事是肯定的，扎弗尔说：引用[1] 拉奥河埃塞俄比亚大坝发电，但下一步是什么[互联网]。纽约市：IEEE频谱;2022 年 3 月 9 日 [ 引 用 2022 年 7 月 20 日 ] 。 可 从 以 下 网 址 获 得 ：spectrum.ieee.org/ethiopian-dam[2] 张文辉，张文辉.全球水电站大坝建设热潮。 Aquat Sci 2015;77：161-70.[3] 碾压混凝土[互联网].华盛顿特区：波特兰水泥协会; c2019 [引自2022年8月30日 ]。 可 从 以 下 网 址 获 得 ： https ： //www. cement.org/roller-carted-concrete-（rcc）-old。[4] 混流式水轮机[Internet].卡尔加里：能源教育，卡尔加里大学; [引用2022年8月20日可从以下网站获得：https://energyeducation.ca/encyclopedia/Francis_turbine。[5] Abou Samra RM，Ali RR.使用Sentinel-1 SAR数据探测埃塞俄比亚文艺复兴大坝的填筑阶段。Egypt J Remote Sens Space Sci2021;24（3）：991-7.[6] 埃塞俄比亚国家商业指南[因特网]。华盛顿特区：国际贸易管理局; 2022年7月21日 [ 引 用 2022 年 7 月 30 日 ] 。 可 从 以 下 www.trade.gov/country-commercial-guides/ethiopia-energy获得：[7] Mbaku MM.尼罗河流域处于转折点，埃塞俄比亚大坝开始运营[互联网]。伦敦：对 话 ;2022 年 3 月 6 日 [ 引 用 2022 年 7 月 20 日 ] 。 可 查 阅 ：http://theconversation.com/nile-basin-at-a-turning-point-as-ethiopian-dam-starts-operations-178267。[8] 白鹤滩水电站[Internet].北京：水利部，中华人民共和国; 2021年6月21日[引自2022年7月20日可查阅：http://www.mwr.gov.cn/english/MagnificentAchievements/202106/t20210621_1523370.html。[9] 英国能源统计摘要（DUKES）：电力[互联网]。伦敦：英国政府;[更新2021年7月29日;引用2022年7月20日]。网址：https：//www.example.comwww.gov.uk/government/statistics/electricity-chapter-5-digest-of-united-kingdom-energy-austics-dukes。[10] 世界上最大的涡轮机产生可再生能源[互联网]。 伦敦：国际水电协会; c2021 [引用2022年7月20日]。可从以下网站获得：https://www.hydropower.org/case-study/worlds-largest-涡轮机。[11] 奥尼尔巨型涡轮机准备声称海上风力。工程2021;7：894-6.[12] 水电特别市场报告。巴黎：国际能源署; 2021年7月。[13] 杜巴什·NK，杜帕尔·M，科塔里·S，利苏·T。全球治理的分水岭 一个独立评估的的世界委员会对水坝次报告.华盛顿特区：世界资源研究所，2001年。[14] 水坝与发展：决策的新框架：世界水坝委员会报告。次报告.伦敦：Earthscan出版有限公司，2000.[15] Schulz C，Adams WM.辩论水坝：世界水坝委员会20年。Wiley Intercourp RevWater 2019;6（5）：e1396。[16] 贝尔加湖 水电在减缓和适应气候变化中的作用： 综述。Engineering2016;2（3）：313-8.[17] 全球运动将突出水电在实现净零和能源安全方面的作用[互联网]。伦敦：国际水电协 会 ; 2022 年 3 月 20 日 [ 引 用 2022 年 7 月 20 日 ] 。 可 从 以 下 网 址 获 得 ：https://www.hydropowerorg/news/global-campaign-will-highlight-hydropowers-role-in-achieving-net-zero-and-energy-security.[18] Wenzel F，Hofmeister N，Papini P，Gehm B.水力发电正在亚马逊卷土重来吗？[互联网]。伦敦：Dialogo Chino; 2022年3月17日[2022年引用]7月20日]。可从以下 网 站 获 得 ： https://dialogochino.net/en/climate-energy/51950-is-hydropower-making-a-comeback-in-the-amazon/。[19] 奥尼尔气候变化行动取决于卫星对甲烷的探测。工程2022;16：9[20] 格罗斯曼湾故意淹没巴西London：New Scientist; 2019 Sep 18 [cited 2022 Jul20].可查阅：https://www.newscientist.com/article/mg24332480-200-deliberate-drowning-of-brazils-rainforest-is-worsening-climate-change/。[21] 杨 文 ， 李 文 ， 李 文 . 热 带 水 电 站 水 库 （ 巴 西 巴 尔 比 纳 ） 的 二 氧 化 碳 排 放 量 。Biogeosciences 2011;116（G3）.[22] AlmeidaRM，Shi Q，Gomes-Selman JM，Wu X，Xue Y，Angarita H，et al. 通过战略性水坝规划减少亚马逊水电站的温室气体排放。Nat Commun2019;10：4281.[23] Soued C，Prairie YT.马来西亚热带水库的碳足迹：测量与模拟估计突出了下游过程的关键作用被低估。Biogeosciences2020;17（2）：515-27.[24] 水力发电机是美国最古老的发电厂之一。华盛顿特区：美国能源信息管理局; 2017年3月13日[引用于2022年7月20日]。可从：https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php？id=30312。
我的内容管理
展开
