科普中国:“三峡,不止一个大坝”

  2021年6月26日,“科普中国-我是科学家”第35期演讲现场,三峡集团高级工程师陈昂带来演讲:《三峡,不止一个大坝》。

  

  精彩内容摘要:

  ★提到三峡,大家都知道我们是清洁电力的生产者,但相比发电而言,其实防洪功能才是三峡工程最重要的功能。三峡工程运行以后,极大地改善了长江中下游的防洪形势,保障了长江的安澜。这正是我们所说的“盛世安澜出峡江”。

  ★金沙江4个巨型的梯级电站——乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝“组合出道”,共同实现了“西电东送”,它们的体量差不多是两个三峡。

  ★我们在发展水电的同时,也在积极地践行着“风光三峡”的使命,努力发展风电和光伏。

  ★今天的三峡,不仅仅是长江三峡、三峡大坝,也不仅仅是海上三峡、风光三峡;今天的三峡也不只是一个物理上的大坝,它更是一个精神上的大坝。三峡人始终坚持“为我中华,志建三峡”的三峡精神,致力于发展绿色的能源,努力地通过自身来践行绿色发展的理念,努力促进“双碳”目标的实现。

  以下为陈昂演讲实录:

  2021.6.26 北京

  大家好!我是来自三峡集团的陈昂。我是一个水电工程师,主要从事水电可持续发展研究工作。同时,我也是电力之光科普传播专家,有时也会做一些水电方面的科普工作。

  实际上,能源转型,我们一直在转,我们三峡是清洁电力的生产者。如果说怎么实现“双碳”目标,我想我们的目标是0。要减碳,我们就要多发电——多发清洁的电,多发可再生能源产生的电;要减碳,我们还要少发电——少发不清洁的电,少发化石能源产生的电。

  这首诗我想大家很多人都知道,“前不见古人,后不见来者”,作者陈子昂和我的名字很像。同时,我对这首诗更加印象深刻的是,这首诗所描述的意境就是我的工作环境。

  一般我们都是在大山里搞水电建设,没有人,没有路,更没有信号。所以,很多人都不知道我是干什么的。好不容易有信号的时候,我就想与大家分享一下我的日常,我拿下手机拍一些照片发在朋友圈,别人会问你是不是去旅游了——因为我们工作的地方一般都是在大山里,那里蕴藏了丰富的能源,风景秀丽,所以他们有这样的误解。但是这正说明了一点,就像习近平总书记说的一样,我们都是默默无闻的人,“干惊天动地的事,做隐姓埋名的人”。

  大家可能没有去过三峡,但是一定接触过三峡,我们人民币10元背后就是三峡的景色。这个地方叫夔门,就在白帝城的旁边,自古以来就有“夔门天下雄”的说法,也从侧面反映出三峡的险峻。三国时期东吴和蜀国大战,刘备托孤白帝城,东吴为什么没有追过来继续攻打,就是因为这个地方实在是太险峻了。另外,我想李白大家都很熟悉,他有一首诗叫《早发白帝城》,就是从这里出发。

  实际上,三峡的起源是长江的三个峡谷,分别是瞿塘峡、巫峡,还有西陵峡,从重庆奉节的白帝城到湖北宜昌的南津关,将近200公里的距离确实很长。而我们的三峡大坝就在最后一段峡谷西陵峡的中间。

  这就是我们的三峡工程。从我们最初提出建设三峡工程的设想,到现在,已经有100多年的历史。1956年毛主席畅游长江时,写下了著名的诗篇《水调歌头·游泳》。“更立西江石壁,截断巫山云雨,高峡出平湖。神女应无恙,当惊世界殊”,描绘的就是对三峡工程的畅想。

  三峡工程100多年的历史中,光是勘测设计,还有规划论证,就经历了超过半个多世纪的时间。2018年习近平总书记考察三峡工程,对三峡工程做出了历史性的判断,三峡工程是国之重器,以及给予“一个标志三个典范”的高度评价。

  提到三峡,大家都知道我们是清洁电力的生产者,但相比发电而言,其实防洪功能才是三峡工程最重要的功能。因为三峡工程的建设之初就是为了抵御长江的洪水,调节长江的水患灾害。三峡工程运行以后,极大地改善了长江中下游的防洪形势,保障了长江的安澜。这正是我们所说的“盛世安澜出峡江”。

  三峡工程是世界上最大的水利枢纽工程,同时也是世界上规模最大的水电站。三峡工程总共有34台发电机组,装机容量有2250万千瓦。2020年的时候,我们的年发电量达到了1118亿千瓦时,创造了新的世界纪录,二氧化碳减排效益将近1亿吨。在这之前,世界纪录被巴西伊泰普水电站所保持。

  同时,三峡工程的航运功能也非常突出,主要是因为三峡升船机和三峡船闸。三峡船闸是双向五级船闸,每天的货运量非常大,到现在已经运行了18年。

  三峡升船机能够实现船只的垂直提升,船只通过“坐电梯”完成过坝,全程只需要40分钟左右。有效地促进了长江黄金水道的绿色交通。

  三峡工程还有非常多其他综合功能。尤其是在长江枯水期时,我们向长江的中下游供水,能有效应对长江中下游的应急抗旱,以及长江口的咸潮入侵等灾害。

  三峡工程是一个集多种综合利用功能于一体的工程。

  一般水利水电工程都有多种功能,这也是水电为什么比其他清洁能源发展更快的一个主要原因。但是这么多的功能,要怎么去协调它们之间的关系,怎么才能让它们整体的效益达到最大化?这就是我一直在做的工作和研究的内容。

  今天我演讲的主题是《三峡,不止一个大坝》。除了三峡工程,我们在金沙江的下游也有4个巨型的梯级电站,分别是乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝。这4个梯级电站“组合出道”,共同实现了“西电东送”,它们的体量差不多是两个三峡。

  我想重点介绍一下乌东德和白鹤滩这一对“乌白CP”。乌东德水电站已实现全部机组投产发电,白鹤滩水电站也已实现首批机组投产发电。白鹤滩是世界单机容量最大、在建规模最大的水电站,它采用了世界上首台百万千瓦水轮发电机组。

  三峡工程使用的机组是70万千瓦,我们的白鹤滩使用的机组已经达到了100万千瓦。但是在100多年前,我们国家第一台水轮机使用的是240千瓦的机组,每天发的电还不够100个人使用,而白鹤滩全部机组投产后一天的发电量就可以满足50万人1年的生活用电。

  三峡的70万千瓦机组引进了国外的技术,白鹤滩100万千瓦的机组已经实现了从设计、制造到安装整个过程的国产化。这也是习近平总书记所说的,大国重器一定要掌握在自己的手里。

  这张是国家的能源结构比例图。2008年是我们三峡工程全部投产发电的时候,当时全国的水电装机大约只有1.7亿千瓦,而2020年,我们已经达到了3.7亿千瓦,翻了一倍还要多。

  但是大家可以很明显地看到一点,我们水电蓝色的比例没有那么大的变化。为什么?因为我们整体的全国装机容量都在进行飞跃式的发展。2008年我们差不多有8亿千瓦,而到了2020年我们已经将近是原来的三倍,达到了22亿千瓦。

  而且更为明显的是,我们原来几乎看不到风电和光电,现在2020年,我们风电、光电、水电几乎形成了一个三足鼎立的局面。现在我们的水电已经发展到了一定程度,在世界上都处于领先的水平,未来要实现“双碳”目标,我想,风电和光伏将与水电一起成为主力军。

  其实我本身是搞水电出身的,对光伏、风电也不是很了解,但是我从大山里走出来之后,接触到越来越多爱跑步的人,加入了我们中国可再生能源学会组建的风电跑团。原来别人都叫我水电专家,我开始搞风电之后,和水电相结合,别人都叫我“风水专家”。

  同时,我们不管是搞水电、风电还是光伏的同志,都在努力地奔跑。我现在的朋友圈不再是以前一些美丽的风景照,因为我怕他们说我不务正业,整天在旅游。相反,现在我会发一些跑步的照片,我的同事们因此称我“追风少年”“三峡跑男”,因为我们一直在追风逐日。正是这样努力地奔跑的一种态度,才让我们三峡人努力地从湖北跑向了全国,从内陆跑向了海洋,从中国跑向了世界。

  今天的三峡已经不仅仅是长江上的三个峡谷,也不仅仅是三峡大坝、三峡工程,今天的三峡,我们努力践行着“奉献清洁能源,共建美好家园”的使命。现在的三峡集团已经成为世界上最大的水电开发运营企业,还是中国最大的清洁能源集团。我们在发展水电的同时,也在积极地践行着“风光三峡”的使命,努力发展风电和光伏。

  同时三峡集团还是北京2022年冬奥会和冬残奥会的官方合作伙伴,怎么给冬奥会提供更加清洁的能源,也是我们一直在探索的问题。为此我们在河北建立了第一个平价上网的风电项目,也是全国首个风电平价上网、第一个吃螃蟹的人。不仅提供清洁的电能,同时也让电能更加优质、更加低廉,用实际行动来践行了“清洁能源,赋能冬奥”的理念。

  除了陆地上的风电,我们也在积极地发展海上风电,打造海上的新三峡,致力于做海上风电的引领者。海上风电相比于陆上风电来说更加复杂,主要是因为它没有陆上空间那么好的环境,不像陆地上那么平稳。

  为了把海上风机发的电聚集起来,传输到陆地上,我们建设了海上最大的升压站,也是亚洲最大的海上升压站。我们在江苏如东建成了世界上最大的海上换流站,也是亚洲首个海上换流站。目前,从东北一直到南海,遍布了我们的海上风电。

  海上风电最大的问题就是遇到海上的台风怎么办?台风会损毁风机,为此我们就在探索能不能开发一种能够抵抗台风的海上风电。也就是在不久前,我们全球第一台能够抵御台风的漂浮式海上风电正式上线,开始投入运行。

  除了风电之外,我们也在积极地发展光伏。和风电相比,光伏更加灵活,可以和多种其他的需求相结合。可以说,光伏利用“光伏+”的理念能够实现“光伏+万物”。

  这张照片是在我家乡附近,原来我也不知道我们的项目已经发展到了这儿。这个地方本是一个煤炭的采空区,问题非常严重,形成了一定的沉陷。我们就在想怎么能够把光伏的发展,还有采空区的沉陷治理相结合,既生态环保,又能实现清洁能源的发展。于是我们就在闲置的水面上建设了绿色能源基地。

  同时我们也在探索除了利用水面上的资源,水下资源怎么办,有没有好的结合发展方式。于是我们就探索了渔光互补的项目,真正实现了水面以上能发电,水面以下能养鱼,把当地的“包袱”变成了“财富”。

  我们国家还有很多地方都是一些戈壁沙漠,不适合人类生存,怎么能够在保护中发展,在发展中保护,也是我们一直在探索的问题。

  这张图片很漂亮,但它原来只是吉林双辽的一个荒漠戈壁,是一个盐碱地,我们在盐碱地上建设光伏项目,光伏板能够有效阻止陆地上水分的蒸发,促进植被的生长,同时还可以发展畜牧业。牲畜的这些粪便也有利于植被的生长,形成了一个绿色发展的循环。

  这张照片是在重庆巫山,这个戴着红色帽子的帅哥,他的背后就是光伏板,光伏板下面种植的是板蓝根等中草药和经济作物。我们也是把光伏的发展和当地的农业还有扶贫相结合,同时我们也在农民的屋顶上铺设了一些光伏板,让农民自己来打扫和运维。农民不仅用电不用花钱,而且多余的电力也可以并网发电,给他们带来一定的经济收益,形成了一种比较好的绿色发展模式,有效地改善了当地的经济结构。

  水电、风电、光伏虽然都是清洁的能源,但任何事物都有两面性。水电、风电和光伏也都有各自的缺点,它们受季节性的影响比较大。水电发电呈现出夏季多、冬季少的基本特征,风电我们更加浅显地能够理解到,只有在有风的时候才能发电,而光伏是靠光电效应发电的,所以没有太阳光也就不能发电。于是我们就在思考怎么才能够把它们相互之间的优缺点补充结合,发挥整体效益的最大化。

  我们现在在金沙江的下游积极地建设水风光一体化的示范基地,就是要把它们之间的优点缺点相互补充,相互促进,利用水电的稳定性来补充风电和光伏的间歇性和峰谷差,以此实现稳定、安全、高效、低碳的电力输出,促进“双碳”目标的实现。

  再回到我们最初题目中的初心——三峡,不止一个大坝。今天的三峡,我想不仅仅是刚才所谈到的长江三峡、三个峡谷、三峡大坝,也不仅仅是海上三峡、风光三峡,今天的三峡也不只是一个物理上的大坝,它更是一个精神上的大坝。我们三峡人始终坚持了“为我中华,志建三峡”的三峡精神,致力于发展绿色的能源,努力地通过自身来践行绿色发展的理念,努力促进“双碳”目标的实现。

  最后,我想与大家共勉,我们2030、2060的“双碳”目标怎么才能够实现?我们的目标是0。3060,我行你也行。

  谢谢大家。

发布日期:2021年07月05日