中国水电 亮丽名片

文｜王雅婧

在积极稳妥推进碳达峰、碳中和的过程中，发展水电事业是重要的一环。二十大报告指出：“加快规划建设新型能源体系，统筹水电开发和生态保护。”中国是水电大国，目前已有超过4 万座水电站，全国每10 千瓦时电中就有约2 千瓦时来自川流不息的江河。从2012 年三峡工程最后一台机组投产发电开始，我国水电事业持续发展，水电建设取得了丰硕成果，已成为一张亮丽名片。

单机容量不断增大 为东部地区稳定输电

水电站发电能力的大小与它的“心脏”——发电机组密切相关。70万千瓦、77万千瓦、85万千瓦、100万千瓦，这组数据分别是三峡水电站、溪洛渡水电站、乌东德水电站、白鹤滩水电站的单个水轮发电机组容量。从70万到100万，不仅仅是数量的提升，更是从引进技术到核心技术完全国产化的标志性跨越。

白鹤滩水电站是世界单机容量第一的巨型水电站，拥有16台单机容量为100万千瓦的发电机组，从设计到制造安装，实现了全过程国产化。而在三峡工程开工前，我国能设计制造的最大容量的水电机组还只有32万千瓦，三峡工程最初使用的70万千瓦机组是引进了国外的技术。此后，我国用7年时间成功研制出自己的70万千瓦水电机组，经过溪洛渡、向家坝、乌东德水电站建设，国产水电机组的单机容量又成功提升到85万千瓦。短短几年，缩小了和国外30多年的技术差距。到了白鹤滩，我们终于走到了一个“无人区”——开始向100万千瓦发起挑战。

也许，正是因为走到“无人区”，许多技术只能靠自己，才催生了白鹤滩的数项国内首创与世界第一。转子是发电机组的核心部件，转轮每转一圈可发电约150千瓦时，约为一个家庭一个月的用电量。转子凝聚了众多创新技术，它所使用的材料磁轭钢是由太原钢铁集团自主研制出来的。在三峡大坝建造之时，国内还没有制造磁轭钢的工艺，不得不高价从国外进口，而白鹤滩水电站的转子需要扩大面积，国外的产品不符合要求，只能自己研制。当时，接下这项任务的太原钢铁集团全厂上下没人对这种材料的性能有深入了解，他们从零起步，用了5年的时间成功研制出了更强、更薄的磁轭钢板，一个转子由2万层钢板叠加起来，厚度却只有4米。

白鹤滩水电站

2018年，习近平总书记考察三峡工程时指出：“正是因为我们过去靠自己迎难克坚，才有了今天的成绩。不仅建设了三峡，还培养了一批人才队伍、掌握了全面的自主创新技术，我们现在开发了一个又一个的‘三峡’。”

白鹤滩水电站发电机组的研制单位——东方电气集团工程师王笑君表示，中国水电自三峡工程起就开始大步追赶国外先进水准，白鹤滩水电站发电机组的研制意味着中国在水电装备研制上实现了“从并跑到领跑”。

东方电气集团有关负责人表示，企业参加了三峡、溪洛渡和白鹤滩水电站发电机组的研制，生产技术取得了质的提高。“当年和东方电气同台竞争的国外水电巨头，如今还会请我们过去解决技术问题。”

筑坝技术突飞猛进 提升水电站安全性能

长江是世界上最大的清洁能源走廊，水电站众多。沿着长江干流一路向下，依次有乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝6座大型水电站。如果从空中俯瞰，可以看到6座造型不同的大坝矗立于江水之上，气势恢宏。

大坝是水电站的标志性建筑物，也是水电站调蓄洪水的重要工程。大坝的筑造技术和性能高低是一个国家水电站建设水平的重要体现。从三峡工程到乌东德工程再到白鹤滩工程，党的十八大以来，我国水电站建设在坝高、坝型和筑坝技术上的发展突飞猛进，新材料、人工智能等新兴技术在大坝建设中得到越来越多的应用，赋予大坝更强大的、更智能化的性能。

“无坝不裂”，这在世界水电站建设中是一个长期存在的难题，但中国的水电工程师们却创造出了“无缝大坝”。三峡集团白鹤滩工程建设部教授级高级工程师孙明伦介绍，大坝建设需要浇筑大量混凝土，混凝土中的水泥水化反应会产生热量，热胀冷缩，让大坝容易产生裂缝。为了避免这一问题，工程师们研制出了一种新材料——低热水泥混凝土。

2013年，孙明伦承担了白鹤滩、乌东德全坝应用低热水泥混凝土的研究任务。虽然早在三峡三期工程中，低热水泥混凝土便得到局部应用，但由于质量尚不稳定，无法全坝浇筑。为此，孙明伦与同事们进行了多轮性能试验和考核性生产，终于在2017年开筑的白鹤滩和乌东德大坝上实现了低热水泥混凝土的全坝应用。孙明伦骄傲地说，直到大坝浇筑封顶，都没有发现一条温度裂缝。

除了新材料，在我国近年来建设的水电站大坝中也越来越多地看到人工智能、3D打印等新兴技术的身影，其中许多是第一次应用。2014年开工建设的雅砻江两河口水电站大坝是国内第一座用“施工全过程智能化技术”修建的300米级超高土石坝。作为我国海拔最高的百万千瓦级水电站，两河口水电站的很多施工点位施工危险性极高。为此，建设方在施工现场全程采用了智能化无人施工设备，技术人员只需远程操作即可。而2021年年底开工建设的黄河羊曲水电站更是将3D打印技术概念运用到坝体建设中，有效减少了施工中的人为错误。

对于我国水电站建设来说，更多创新技术在大坝中的应用让大坝不仅建得越来越高、越来越薄，施工效率也大大提升。党的十八大以来，我国开工建设并建成投产的首个千万千瓦级世界级巨型水电工程——乌东德水电站最大坝高270米，底厚51米，厚高比仅为0.19，是目前世界上最薄的300米级特高拱坝；2017年主体工程开建的白鹤滩水电站最大坝高可达289米，相当于一座100层的高楼，而它的坝顶最窄处宽度却仅有14米；目前在建的双江口水电站建成后预计坝高将达到314米，比三峡大坝要高出100多米。

兼顾保护与开发 水电站染绿的不止库区

作为黄河上游清洁能源调控重要枢纽，羊曲水电站全部建成投产后年均发电量为47.32亿千瓦时，相当于每年节约标准煤耗146.7万吨，减少二氧化碳排放量441.2万吨。秉持保护黄河流域生态的理念，水电站在建设中设计了临时和永久性生态放水洞等设施，并安装了废水处理回用装置，对工程尾水和生活污水进行循环利用。

相较于传统能源，水电无疑具有更加浓厚的生态底色。近年来，随着“双碳”目标的提出和生态文明建设的推进，水电行业的“绿色”已不仅仅体现在能源的清洁上，也体现在建设、管理的方方面面。

苏洼龙水电站500千伏送出工程

乌东德水电站

2022年7月，金沙江上游首座水电站——苏洼龙水电站首台机组正式投产发电。除了各类先进的发电设施，苏洼龙水电站还配备了一个占地60余亩的鱼类增殖站和一个升鱼机。在鱼类增殖站中，数万尾鱼苗健康成长，而升鱼机则给金沙江的鱼儿装了一部“电梯”，将下游无法游过大坝的鱼类聚集起来，通过隧洞送回上游。

近年来，增殖站几乎成为各大水电站的标配。水利部水电水利规划设计总院院长彭程表示，秉持生态优先、绿色发展宗旨，我国水电协调保护与开发的关系，经多年实践和发展，形成了“预防、减缓、修复”的生态环境保护措施体系。在鱼类保护方面，通过生态流量下泄、栖息地保护、过鱼措施、增殖放流等多种鱼类保护措施，在各水电基地及主要流域树立了典型的水电生态环境保护案例。

2020年6月，乌东德水电站首批机组投产发电，习近平总书记作出重要指示，强调要坚持生态优先、绿色发展，科学有序推进金沙江水能资源开发，推动金沙江流域在保护中发展、在发展中保护，更好造福人民。三峡集团乌东德工程建设部有关负责人介绍，乌东德水电站开发之初，就在距离坝址4.6千米处建设了增殖放流站，承担乌东德和白鹤滩两座水电站的珍稀鱼类增殖放流任务。为了顺应鱼类产卵期需求，水电站建设了生态流量泄放等设施，并利用人造洪峰开展生态调度，促进鱼类产卵。

乌东德水电站的建设还带动了当地的绿色发展。站在乌东德水电站的大坝上极目远眺，绿水倒映着青山，蓝天陪伴着森林，宛若一幅美丽的画卷。然而，十几年前，这里还是一片只有黄土的荒凉河谷，周边不通水、不通电，也不通路。乌东德水电站的建设过程也是一个绿化过程，自筹建以来，施工人员就在荒山峡谷中种草、种树，逐步形成“山水林田湖草”的景观。

在乌东德水电站大坝南岸的山腰上，一排排崭新的小院整齐排列，房前屋后鲜花盛开、瓜果飘香。这里是当地库区移民搬迁安置最大的承载区——乌东德镇金瑞社区。村民张付超是当年在金沙江上为红军摆渡的船工后代，搬迁前一家人住着简易空心砖房，收入不稳定。搬到金瑞社区后，一家5口人住进崭新小洋楼。随着当地生态的改善，来旅游的人也越来越多，在社区帮助下，张付超开了一家“老船工之家”民宿，一家人年收入达4万余元。

一座水电站染绿的不止库区。在千里之外的粤港澳大湾区，南方电网的输电线路中，来自乌东德水电站的清洁电能正源源不断地给这片繁华区域带来绿色新动能。