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我心中的小水电

2018-11-09 11:34:23 E小水电 作者
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我出生在湘南山区,长在山区,生活在山区,据我了解,大多数小水电站建设在山区,山里人说山里话,免不了目光短浅,敬请见谅。

我出生在湘南山区,长在山区,生活在山区,据我了解,大多数小水电站建设在山区,山里人说山里话,免不了目光短浅,敬请见谅。

一、儿时的记忆

家乡当时是个有六百人口左右的村庄,村前有条小河,宽度20~50米不等,在村境内,小河有三道河弯,形成了三处水潭,外加一处灌溉拦河坝形成的水潭,就是儿时游泳的场所,整段河道,为捉鱼摸蟹的好去处。那时家里照明用煤油,夜间走路用火把。六十年代末期,村里(那时称大队)在村前河段落差较大地段修建了一座10千瓦的小型水力发电站,在发电的那天,当时的人民公社(现在称乡)在电站的附近召开了社员大会,使用了高音喇叭,那个热闹场面,令人难忘。电站虽小,但能够解决全村简单照明用电。那时照明使用的是白炽灯泡,时亮时暗,但不管怎样,比用煤油、火把强,还是很满足的。

二、参加家乡农村小水电站建设与管理

1975年冬,高中毕业回乡后在家务农的我被派去参加社办小水电站的建设。电站利用原灌溉渠道,在满足灌溉用水的前提下余水发电。电站装机两台,单机容量200千瓦,手动控制,1977年春第一台机组发电,所发电力在满足附近五个大队的用电后余电送往附近的国营大矿——瑶岗仙钨矿。由于买不到水轮机,第二台水轮机由瑶岗仙钨矿机械厂仿制,1978年6月投入运行。在计划经济时代,瑶岗仙钨矿的供电是从几十公里外通过海拔1600多米的高寒山区送过来,电力电量均无保证,这样这个小小400千瓦的农村小水电站,最大时担负了瑶岗仙钨矿矿部、医院、子弟学校、招待所、机械厂及部分家属区的供电。由于是用灌溉用水的余水,经常停电习以为常,在参与管理不到一年的时间内,有两次停电后要求短时发电解围的情况让我难忘:一次是医院手术台上正在实施手术停电了,要求单独向医院供电两小时以完成手术;另一次是机械厂行车上吊着物件时停电了,要求供电十分钟将物件放下来保安全。

三、三种清洁可再生能源的综合比较

水电、风电、太阳能(光伏)发电称为可再生能源,但为实现发电,均不可避免的要设备与场地,建设过程和生产过程均对有环境影响,生产的电力产品对营销网络的影响也有。这里不评论大水电,只将与小水电站并存区域的风电和太阳能(光伏发电)作个肤浅的比较:

1、资源配置的改变对区域生产生活的影响

无论哪种资源的利用,一定程度上都是资源配置的改变。这种改变都会产生正面和负面的影响,权衡利弊,求大同,存小异,是不可否定的生存法则。

小水电

小水电的开发是将上游来水分成生产生活用水和发电用水,其中保证生产生活用水是前提条件。保证的方法一般是拦河坝或引水系统设固定放水设施,加上区间来水补充,通过设计技术论证和工程措施达到平衡。

风电

风力发电机处于较高位置,是靓丽的风景,伴随风机的旋转,是低沉的呼啸声,空旷有力,但不与地表资源发生冲突。

太阳能(光伏发电)

太阳能发电是利用支撑在地面或建筑物上的发电板吸收太阳能发电的,光不能完全吸收,光的反射可能对邻近居民有影响,设备下投影点的植被因光合作用减弱也不可避免的会有影响。

2、资源利用对生态的影响:

这里所指的生态为原生态动物和植物。

小水电

小水电的开发离不开筑坝拦截河道利用落差形成水流势能,在取、退水区间河道成为减水段,断流情况少见,这是山区处处有溪流情况决定的,另外为满足农业生产和生活用水的需求,拦河坝上会配备放水设施。伴随河流水生态的主要无非是原态水生动物和伴生植物,山区急流中水中植物较少。水生动物生存需要的是水潭和由石头或植物根系形成的孔洞,多数食物链由洪水形成。伴生植物不会因减水受影响。自然情况下特别干旱年份枯水期河道水量与修建小水电站后的生态流量相近,动、植物照样生存。减水对水潭的存在影响很小,筑坝还可以形成新的水潭,客观的说,现在山区河流中原生动物的生存,多数还是筑坝形成的水潭保护下来。

风电

商业风电不是简单的一台机组,一个风力发电场,一般不少于20台机组。机组附近范围内森林会有一定的伤害。风电场建设的位置一般都是山区风道上,候鸟迁徙需借助风力,对候鸟是否有影响,不与评价。风电场的连接道路,将群山分割成无数小块,改变了原生态动物的生存习性与空间,影响是不可避免的。

太阳能

商业太阳能发电一定需要较大的地面空间,太阳能发电板下的植物不可避免的会因光照减少而受到影响,除非建在石漠地面上。

3、资源利用对环境的影响:

这是所指的环境是指大气、噪声、河道、水土流失、设备原料开采与回收影响。

小水电

小水电的生产对大气不构成影响;

小水电在建设过程中的拦河坝、厂房、隧洞开挖的弃碴一般都会集中堆放,做好防止流失措施。渠道等引水工程一般会选择地质条件好的地段、半挖半填设计或使用隧洞设计,最大限度的减少地表开挖和防止水土流失;

小水电设备所用的材料以有色金属为主,可以重复利用,对自然环境影响较小;

小水电在运行过程中存在一定的噪声,主要影响在运行人员,对外影响较小;

生产污染主要是渗油和检修废料,都是可控的,废料处理一部分可以回收再利用(如金属与油料),不能利用的可以就近集中处理;

风电

风电的生产对大气不构成影响;

风电建设每一处平台面积数千平方米,需要平整场地;运输设备需要5米宽以上的道路。场地平整和道路开挖的弃碴集中堆放的可能性相当小,水土流失不可避免,最终流入河道;

风电设备所用的金属材料可以重复利用,但风叶是否可以重复利用就不详了;

风电运行的呼啸声传播较远;

生产污染主要是渗油和检修废料,都是可控的,废料处理一部分可以回收再利用(如金属与油料),不能利用的可以就近集中处理;

太阳能

太阳能板的光反射与太阳光的直射是否会产生能量叠加而影响大气,不得而知;

太阳能发电项目地表扰动较小,水土流失少;

太阳能发电设备主要是金属支架和电子元件,金属可以回收利用,但电子元件的回收利用就少了;

光的反射和折射对接收点是否有影响,由接收点对阳光的耐受能力决定;

太阳能发电主要电子产品使用寿命比小水电和风电短,也就是说设备更新周期短,而主要电子器件使用的是稀有元素,目前回收利用措施尚不完善。稀有元素开采需要动用较多的地表,就现在了解的信息,废料处理不当,环境影响周期还较长;

4、资源利用所需的能源消耗:

现有资料显示,三种能源生产的能耗比分别是:

小水电:1:150左右;

风电:1:100左右;

太阳能:1:70左右;

也就是说,小水电的节能效益高于风电与太阳能。

5、三种能源的供电保证率

这是所说的供电保证率是指启动特性与最低出力保障。

小水电

一般的小水电不需要借助外电源启动,也就是说可以黑启动,而且可在较短时间内发电并达到供电质量标准,平稳输出电力不小于装机容量的25%;

风电

风电借助的是风力,不需要外电源励磁则启动问题不大,电力输出不稳定,在装机的0~100%区间波动,供电质量难以保证;

太阳能

太阳能发电借助的是阳光,阴天和雨天出力小,夜晚基本无出力,供电难以保证;

6、从战略角度看可再生能源

可再生能源的利用对保护一次性能源是有利的,保护一次性能源是一种战略需要,也是可持续发展的需要。

四、心中的疑惑

水能、太阳能、风能均为大自然赋予人类的清洁可再生能源,取之不尽,用之不揭,只是在技术的前提下先后开发利用的时间不同,小水电在先,风电和太阳发电次之。这样似乎老旧的东西不值钱了,要口诛笔伐,不知道做父母的会不会这样对待默默奉献的子女,尤其是弱小子女。

小水电作为水电家族的弱小群体,非议不小,甚感疑惑:

1、小水电没有保护绿水青山?

小水电建设离不开青山,没有青山、没有植被的水份涵养,小水电存在是困难的。

小水电的建设期间对地表有一定的破坏,但工程保护措施及植物生态的自然修复功能,在短时期内可以基本消除影响,且水的滞留(小水库)与流向(离开河道高位通水)的改变,对促进植物生态的改善可能是有益的。

小水电一般建设在农村偏僻地区,方便的能源,减少了农村薪柴的砍伐,自然的保护了青山;

保护了青山,绿水的形成就有了前提。小水电的生产不改变水质,但居民生产活动及生活垃圾流入河道,小水电要实现改变是不可能的,唯有一点,小水电是要尽力的,就是阻止漂浮物流入下游河道,这也不是在为保护绿水作贡献吗?

2、小水电开发影响了水生态?

小水电建设一个明显的特点是在河道上拦河筑坝道利用落差形成水流势能,在拦河坝上游形成臃水区,拦河坝下游形成减水区(坝后式电站不存在)。通常,在取、退水区间河道称为减水段,断流情况少见,这是山区处处有溪流情况决定的,另外为满足农业生产和生活用水的需求,拦河坝上会配备放水设施。

伴随河流水生态的主要无非是原态水生动物和水生植物,山区急流中水中植物较少。水生动物生存需要的是水潭和由石头或植物根系形成的孔洞,多数食物链由洪水形成。在小水电站建设前,特别干旱年份枯水期动、植物照样生存,这个条件类似现在所要求的生态基流。减水对水潭的存在影响很小,还可以形成新的水潭,保护原生态鱼类资源。

值得探讨的,一是其它开发或建设淤积河道,河床表面很少有明流,区间有小水电的,可能要小水电背锅,要是没有小水电的,谁来担责?二是人们的保护意识有待提高,现在的捕捞工具使用,没有小水电的存在,鱼类就能自由的生存?

3、自然保护区小水电就没有存在的必要?

大自然给予人类一张美好的图画,也赐与人类生存的各种条件,利用与保护有机结合,是生存法则。我想,建立保护区,是为了更合理的探索与利用,并不是禁止人类活动,要么跑到地球南极、北极去探索干什么。小水电建设,只要不涉及核心利益,合理引导就不一定禁止,画龙还需点睛,美好图画上加上这一点未必就是瑕疵,何况在现实中,有些风电就建在保护区附近,是不是保护区不敢妄议;而有些小规模的太阳能发电设施,就建在耕地上。

4、小水电真的小到要放弃吗?

小水电确实小,一座小水电站小到装机几十千瓦,充其量装机也就五万千瓦,相对一次能源机组,简直是小巫见大巫。”【一次能源机组指的是:核电、燃煤、燃油及燃气等不可再生的能源机组】我国的电网现在很强大,为工农业生产和人们生活提供着便捷能源,可是有一点人们也许还有记忆,对于幅原辽阔的大地,曾几何时,点缀农村和边疆大地的还是农村小水电,农村小水电的建设为电网的形成搭建了不小的平台,到目前为止,小水电在电网能源结构中也占有一定的比例,技术成熟,延续了几十年,利弊与否,已被广泛接受,电力输出特性比其它可再生清洁能源好,按理,择优劣汰也轮不到小水电。

从另一个角度思考,无论战争或是自然灾害,电网再强大也不一定能抵挡,这时分散而又便利的小水电也许能发挥小小的作用。本人是经厉了洪灾和2008年南方冰灾的,目睹了小水电在救灾过程中发挥的作用,这一点,其它可再生清洁能源就不一定能做到,所以,放弃小水电还是要慎重。

在国际上,部分发达国家水电的开发程度在70%以上,其中有没有小水电?这些国家就不重视环保吗?实际上,国际小水电发展中心设在我国,既是对小水电这种便捷可再生能源的认可,更是对我国小水电给予社会贡献的一种认同。

对清洁能源的评价是一个综合的过程,要从原材料开发、设备制造、建设影响、生产影响、能源消耗、运行方便、设备回收利用等方面统筹考虑,综合起来,小水电是最差的吗?

5、小水电的待遇

同为清洁可再生能源,同样的发电质量标准,风电、太阳能可以在政府定价的基础上政府还要给予补贴,而小水电不但不能享受政府的补贴外,多数小水电上网电价还达不到风电与太阳能政府定价标准,为何低人一等?

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