超级中国第四集(中国超级工程再次获得世界第一！)
2021年6月28日，中国超级工程再次蝉联世界第一。位于四川的白鹤滩水电站有一台百万千瓦的水电机组投入运行，这是世界上最大的水电机组。
(资料图片)
你可能不知道兆瓦数，是指水电机组的容量。我们说的1千瓦时，就是1kW·h(千瓦时)。那么，一台百万千瓦的水电机组满功率运行一小时所产生的电力就是100万千瓦小时(千瓦时)，即100万千瓦时。
白鹤滩百万千瓦水电机组巨型叶轮
如此高的水电机组功率在世界上是绝无仅有的，居世界第一。
水力发电
中国水电在世界上排名如何？
事实上，中国水电项目领先世界并不是什么新鲜事。2009年全面竣工的三峡工程，安装了32台70万千瓦的水电机组，总容量2,240 W千瓦，至今无人能及。
世界十大水电项目中，中国占了四个。如果今天的主角白鹤滩水电站完全建成，这个数字就变成5了。白滩计划建设1600万台水电机组，将成为仅次于三峡的世界第二大水电工程。
为什么只有中国对建设水电项目如此积极？
那么你可能会问，为什么世界上只有中国这么积极的搞水利建设？
那我先问你一个问题。你知道世界上哪个国家的河流资源最丰富吗？
没错，就是中国。
无论是河流数量还是流域面积，中国都是世界上首屈一指的。在中国，流域面积超过100平方公里的河流有5000多条，流域面积超过1000平方公里的河流有1500多条。如此巨大的河流资源为我们的河流运输和灌溉提供了便利，但也大大增加了洪水的风险。
另一方面，能源尤其是电力是关系国计民生的重要支撑。随着国家和社会的发展，中国的电力需求逐年增加。
在这种环境下，水利水电工程不仅可以充分利用我国河流资源的优势，还可以将河水的动能和势能转化为电能。还可以蓄水泄洪，降低洪水风险。这很重要。
电省了多少？
水电的另一个优势是运行成本相对较低。我们知道，火力发电的主要成本来自煤炭。目前，中国先进的燃煤发电机组每千瓦时需要消耗约300克标准煤。
就拿即将彻底完工的白鹤滩水电站来说吧。16个100万千瓦的水力发电机组满功率发电一小时，即1600万千瓦时。如果用火力发电发电，需要消耗约4800吨标准煤。
400吨，这个数字似乎没什么感觉。先折算成钱再说吧。
北极星电力网数据显示，2021年6月，进口煤折合标准煤价格达到每吨921元。如果考虑到各地的波动，很多火电厂的煤炭成本早已超过每吨1000元。
这样的话，4800吨标准煤就是480万人民币，这么大的成本也只够发电一个小时！
那么，如果是一天，一个月，或者一年呢？费用绝对是天文数字。水电不需要这个成本，水电的运营成本只有火电的1/10到1/15。
据官方估算，白鹤滩水电站建成后，预计每年可节约1,968 W吨标准煤。你可以在屏幕前估算一下这是多少~
火电支撑着全国的大部分电力，背后是烧煤的巨大成本。
更重要的其实是水电的环保。
我们知道12kg的纯碳在空气体中完全燃烧，会产生44kg的二氧化碳。
固定碳是煤的主要成分。如果考虑到煤中含有的灰分、水分和挥发分，刚才提到的每年节约1,968 W吨标准煤，将意味着减少约5,100 W吨二氧化碳、17万吨二氧化硫和15万吨氮氧化物。
白滩水电站
这个数字对于中国的环保来说太可观了。中国的目标是在2030年和2060年二氧化碳排放峰值时实现碳中和。其中，利用水电等清洁能源逐步替代火电是重要路径之一。
水电绝技
水电还有一项绝活，就是极其出色的调峰能力。
社会用电量是不断变化的。
调峰是电力行业的专业术语。我们可以这样理解:
首先要知道，电能是很难大规模储存的。电网上的电源源不断。这时，社会用多少电，电站就发多少电，保持一定的平衡。
当然，社会的用电量一直在变化。早上大家起床上班，工厂开工，社会用电量猛增，出现高峰。到了中午，大家都下班吃饭了，社会用电量下降，出现低谷。
如果今天天气很热，人们纷纷打开空音，社会用电量会大大增加；如果今天下大雨，气温下降，人们不开空，社会用电量就会下降。
热电厂集控室根据社会用电量不断调整发电机组的出力。
总电量就是这样一直上上下下，这就需要电站随时调整发电量，跟着社会走。这个过程被称为调峰。
要实现调峰，需要快速改变机组的运行出力，或者在低用电时快速停运部分机组，在用电高峰时重启部分机组，但并不是所有电站都有这个能力。比如核电，为了保证核安全，我国大部分核电站只带基本负荷，尽量不改变运行工况，所以核电不能调峰。
核电站
那么重任就落在了煤电水电的肩上。
煤炭只有部分调峰能力，发电量在40%-100%之间可以自由调节。但如果功率降低到40%以下，燃煤发电机组锅炉燃烧就会不稳定，直接威胁生产安全。
另外，煤电机组不可能通过快速启停来调峰。煤电从锅炉点火到发电一般需要几个小时到十几个小时，速度太慢。而且启动一台煤电机组的额外成本太高，从几十万到几十万人民币不等。
水电站大坝
这时候水电的优势又显现出来了，水电机组的启停极其迅速，只需要几分钟。社会用电量低的时候，我可以马上停几台水电机组，社会用电量高的时候，我也可以马上启动几台水电机组，反应快，成本低。
这里你可能又要问了，既然水电有这么多优势，为什么不马上取代火电？
首先，即使大力发展水利水电工程，截至2020年，我国水电仍仅占全国总装机的16.8%。火电占比虽然逐年下降，但仍高达56.6%。而且中国的化石能源构成俗称“富煤、贫油、少气”。所以，要想养活中国这个世界第二大经济体，短时间内离不开燃煤发电。
而且水电选址要求很高，不可能到处都建。既要考虑它对航运的影响，又要考虑水流落差，因为它会直接影响水电的发电能力。比如金沙江从青藏高原经云贵高原流向四川盆地，自然落差3300米。它是中国最重要的水电基地。
除了三峡工程，中国其他几个排名世界前十的水电站，如乌东德、溪洛渡、向家坝、最近刚投产的白鹤滩等，都建在金沙江下游。事实上，像金沙江流域这样适合建设大型水利水电工程的地方在中国并不多。
金沙江
此外，水电站建设是否会对周边生态环境造成影响，必须经过科学的调查和论证，可能会造成征地和居民安置的问题，这些都使得水电站不可能像下娇子那样全面铺开。
水力发电
中国是世界上最大的能源消费国，我们需要足够的电能来支持我们的经济和人民的生活。但同时我也在努力逐步减少对化石能源的依赖，逐步发展水电等清洁环保的新能源，逐步降低火力发电的比重，减少排放和环境污染。我希望在不久的将来，我们不仅会有一个发达的社会，还会有一个绿色健康的生活环境。
