水能的利弊(水力發電與水力發電)

在本指南中,我們列出了水能(也稱為水力發電或水力能源)的優點和缺點。

本指南是我們列出的一係列指南的一部分不同能源和發電方法的優缺點

水能的利與弊(水電)

水能的一些主要優點和缺點可能是:

優點

是目前可再生能源全球電力供應和消費的來源

是目前全球領先的能源儲存來源嗎

在某些國家,可再生能源是主要的嗎

在過去的幾十年裏,一些國家已經增加了他們的水力發電能力

抽水蓄能可以快速啟動

抽水蓄能具有良好的使用壽命

抽水蓄能具有為世界提供能源的潛力

是可再生的嗎,不像化石燃料是有限的

〇綠色能源運行時零排放(然而,抽水水電可以使用化石燃料抽水),並且不會產生廢物

可靠——與太陽能或風能相比,水能幾乎沒有不一致和波動

使用時靈活可調

不需要燃料(比如煤或核能)

運營成本通常很低

是一種廉價的獲取可再生電力的方式嗎

以大壩為基礎的水力發電有多種好處

能在小尺度和大尺度上都做嗎

能成為小型便攜式能源嗎

能給個人能源獨立嗎

能離網供電嗎

是否可以在有流動水源的農村或偏遠地區使用

抽水蓄能可用於能源儲存

抽水蓄能可以補充可變的太陽能和風能

不像太陽能或風力發電場那樣占用土地

缺點

築壩會破壞環境

建造大型水力發電廠的成本非常高

規模最大、產量最高的水電站在增長方麵可能受到限製——世界上適合的地方有限

對自然事件(如幹旱、降水或氣候變化)是否敏感,這可能會影響價格等其他事情

一些水力發電廠使用化石燃料作為水泵來抽水

一般的總結

水電已經得到了很好的開發/建立,是世界上主要的可再生能源(目前約占可再生能源的50%)。

它可以用於大型水壩和大型引水工程,也可以用於較小規模的河流和溪流中的水輪和便攜式水輪機能源發電機。

盡管由於它是可再生和綠色能源,它仍然有長期的用途,而且它仍然有擴展的潛力,但由於選址和建造新水電站的可行性問題,水電的實際擴展仍然存在問題

一些地方,例如非洲的大因加大壩,有巨大的潛力,但麵臨著可行性的挑戰,如定價過高、資金問題、規劃問題和腐敗。

在未來的可再生能源中,它可以作為太陽能和風能的補充能源。

*注意-以上的優點和缺點是廣泛的概括。

顯然,每個具體的能源項目都有不同的變量,影響最終的利弊(比如減少燃煤電廠排放的新技術隻是眾多例子之一)。

每個能源項目和情況(在不同國家和城市)應單獨分析。

話雖如此,關於不同能源的利弊的一些廣泛原則和模式也趨於一致。

什麼是水能?什麼是水電?

水能是利用水產生的能源。

你可以在本指南中閱讀關於三種類型的商業/大規模水能(河流徑流、蓄能和抽水)(請注意,它們有時可以相互結合-這就是為什麼你得到抽水蓄能水力發電)。

實際上,它們可以被分為水力發電大壩(將河流中的水輸送到大隧道中)和抽水蓄能水利工程(有高低水庫,水在水庫之間被泵入和釋放)。

然而,也有小規模的水力發電和水力能源係統,例如使用水車在農場附近和偏遠地區的小溪流和河流上發電。

水能專家

目前全球電力供應和消費的主要可再生能源是什麼

與其他可再生能源相比,其生產和消費份額約為50%

目前全球領先的能源存儲來源是什麼

抽水蓄能占全球能源儲存的97% (sciencealert.com)

在某些國家,可再生能源是主要的嗎

水力發電已成為中國可再生能源生產的主要來源

由於三峽大壩和其他項目的建設,中國在2014年成為世界水電的領導者

——(chinapower.csis.org)

在過去的幾十年裏,一些國家已經增加了他們的水力發電能力

從2000年到2015年,中國水電發電能力增長了408% (chinapower.csis.org)。

抽水蓄能能快速啟動

抽水蓄能能極快地從零到滿功率——隻需要幾分鍾(sciencealert.com)

這使得水能在不同能源,特別是可變能源的電網中很有價值

抽水蓄能具有良好的壽命

典型壽命為50年,是目前成本最低的大規模儲能技術(sciencealert.com)

較長的壽命可能意味著較好的初始投資回報潛力

抽水蓄能可能有增長潛力

新的研究表明,全球已經有數千個新的抽水蓄能電站,其中隻有一小部分(約1%)需要通過最終審批,才能為全球提供足夠的儲能。

站點通過算法評估空間、合適的地形和正確的海拔變化。

它們可以在最大功率下運行5到25小時

——(sciencealert.com)

這意味著,如果這些地點能夠得到利用,抽水蓄能可能會有擴大/增長的潛力。

可再生

水力發電是可再生的,因為水來自自然水循環。

隻要任何一個地區的自然水循環保持一致,這些水就可以被使用,不像化石燃料那樣是有限的。

綠色能源

水力發電在運行過程中不會產生溫室氣體或廢物。

然而,例外的是抽水水力,它可以使用化石燃料作為泵的能源,在這種情況下可能會有排放。

水能也不會直接產生廢物副產品,不像煤炭會產生煤灰。

可靠的

水力發電廠的發電量趨於穩定。

他們隻需要水來提供持續運行的基本負荷能源。

這與風能不同,風能可以是間歇性的/可變的。

使用時靈活可調

水力發電可以較容易地調節水流量和發電量。

在電力消耗低的時候,水流減少,在電力消耗高的時候,雜誌水平被保存。

同樣的,抽水蓄能,抽水蓄能,它可以適應電力需求的變化。

不需要燃料

不像燃煤電廠需要加煤,水力發電廠不需要加煤。

他們有源源不斷的水流。

運營成本通常很低

工廠不需要很多工人,維護成本通常很低。

可再生能源電力的廉價來源

從曆史上看,水力發電一直是最便宜的可再生電力來源。

大壩帶來雙重好處

對於建在水壩上的水電站,水壩除了提供水力發電外,還提供防洪和灌溉技術。

這增加了它們的效用。

小微水電可用

可以安裝在小河流或小溪,很少或沒有明顯的環境影響或對魚類洄遊的幹擾。

這些是10到30兆瓦的水力發電裝置。

小型水力發電廠可以連接到電網,也可以隻為一個孤立的社區或一所房子提供能源。

抽水蓄能水力發電可以儲存能量

抽水水電具有將水儲存在較低水位時儲存能量的能力,在需要發電時將水抽到較高水位的能力。

這種儲存能量的能力意味著水力發電不需要像太陽能那樣的電池儲存。

儲存水電是太陽能和風能的補充

儲存的水力為太陽能和風能提供了一個很好的補充,因為可能不需要使用巨大而昂貴的蓄電池(sciencealert.com),而且太陽能和風能的可變性質可以被水力抵消

這與必須使用化石燃料能源作為化石燃料能源的備用電源相比。

河流水力發電不占用土地空間

安裝在河流中的水力發電廠不像太陽能發電廠或風力發電廠那樣需要占用土地。

這對土地稀缺的城鎮很有用。

(energyinformative.org, efficientgreenpower.com, www.6655zr.com, sciencealert.com)

水能的缺點

新發現的抽水蓄能水能電站仍需通過現場研究和最終批準測試

目前,潛在的新地點隻是通過一種算法識別出來的,因此還需要進行進一步的實地研究。

需要考慮的因素包括土地的所有權,任何具體的工程或環境挑戰,上下水庫位置的可用性,連接隧道的潛在路線,土地是否位於國家公園或城市地區,以及潛在的儲能能力(通常在2- 150gwh的能量範圍內)(sciencealert.com)。

如果沒有進一步確認合適的地點,水能未來的發電能力將受到限製

可能破壞環境

築壩、水流變化以及道路和電線的建設都會影響水環境和魚類等野生動物。

大壩或主要的引水裝置操縱發電機周圍的水會對依賴特定水位和其他水環境特征的魚類的生態係統產生負麵影響。

建造大型水力發電廠的成本非常高

水力發電廠的建造和安裝都很昂貴。

最大的水能發電廠在增長潛力方麵可能受到物理限製

適合建造水力發電廠的水庫數量有限,而此類項目有利可圖的地方就更少了。

截至2014年,目前約有30個大型電廠正在建設中,預計發電量超過2000兆瓦,其中隻有一個項目是在2012年至2014年間啟動的

——(energyinformative.org)

對自然事件敏感?自然事件也會影響定價

水能的發電量和能源價格與可用於發電的水量直接相關。

幹旱可能會影響這一點(energyinformative.org),還有降雨、氣候變化、缺水環境等等。

一些水力發電廠使用化石燃料

比如抽水上山。

盡管如此,抽水水電在未來可以與太陽能和風能等可再生能源一起運行,使其更清潔、更可持續。

——energyinformative.org

話雖如此,製造和處理太陽能電池板仍然會對環境和資源造成影響。

水力發電在世界範圍內的應用實例

在中國:

三峽大壩於2012年竣工,耗資370多億美元,是世界上最大的水力發電大壩,擁有22500兆瓦的發電能力。

該大壩的發電量比世界第二大水電站巴西和巴拉圭的伊泰普大壩高出60%。

包括三峽大壩在內,世界上最大的10座水力發電大壩中有4座是中國建造的。

——chinapower.csis.org

水電和水能的潛在未來

最近的研究表明,水能可能是未來100%可再生能源的關鍵之一。

Sciencealert.com提供了一份關於世界範圍內數千個新的潛在水能站點的摘要(以及它們的能源生產和存儲潛力如何為世界提供動力)。

此外,各種研究調查了各國和全球100%可再生能源的未來可能是什麼樣子,將抽水蓄能水能確定為三大主要可再生能源之一,與太陽能和風能一起成為潛在的能源組合。

特別是抽水和儲存水能,能夠補充太陽能和風能經常變化的性質(因此,能源可以在陽光和風能多或少的時間之間間歇)。

來源

1.https://en.wikipedia.org/wiki/Hydroelectricity

2.http://energyinformative.org/hydroelectric-energy-pros-and-cons/

3.http://efficientgreenpower.com/hydroelectric-energy

4.https://www.renewableresourcescoalition.org/alternative-energy-sources/

5.https://water.usgs.gov/edu/hydroadvantages.html

6.https://chinapower.csis.org/energy-footprint/

7.https://www.www.6655zr.com/the-different-types-of-renewable-energy-sources-with-examples/

8.https://www.www.6655zr.com/installed-capacity-production-consumption-of-renewable-energy-worldwide-by-country-by-source/

9.https://www.sciencealert.com/scientists-spot-530-000-potential-pumped-hydro-sites-to-meet-all-our-renewable-energy-needs

10.https://www.cnet.com/news/if-renewable-energy-can-power-entire-countries-why-isnt-everyone-doing-it/

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