清洁能源巨链，长江梯级水电释放巨大效益
来源：【中央厨房-碰碰词儿工作室】
简介：
长江，华夏的母亲河，蕴藏着丰富的自然资源，包括强大水能、航运和淡水资源。沿长江干流自上而下的6座大型水电站——乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝，构成了全球最大的清洁能源走廊。
世界清洁能源走廊：
跨越1800多公里，水位落差超过900米，总计110台水轮发电机组持续运转，利用浩荡江水发电，产生大量的清洁能源。
工业大脑，提升水电站效率：
在6座梯级水电站部署工业互联网平台，标志着世界最大清洁能源走廊的“工业大脑”基本建成。水电站运营效率和运行安全可靠性大幅提升。
六库联调，释放绿色潜力：
6座梯级水电站累计发电量突破3.5万亿千瓦时，相当于节约标准煤超10亿吨，减排二氧化碳超28亿吨。梯级水库协同配合，为航运保畅、水资源保障和生态保护创造了综合效益。
黄金水道，助力货运量提升：
三峡大坝的五级船闸和升船机，确保了船只安全高效通行。6座梯级水电站形成了768公里深水库区航道，改善了长江通航条件。长江货运量持续稳居世界内河第一位。
总库容保障，防洪抗旱：
梯级水电站总库容达到919亿立方米，提供了强大的水资源保障。可以调节洪水，减少下游受灾风险，也能在枯水期调水补给，缓解干旱。
7169.5万千瓦总装机容量：
相当于3个三峡水电站的装机容量，为能源保供提供了坚实支撑。其中，5座水电站成为“西电东送”的骨干电源站。
深水库区航道，促进沿江经济：
险滩急流被消除，形成水上通途。深水码头林立，港口蓬勃发展。长江航运优势得到充分发挥，促进了沿江地区经济发展。
构筑战略性淡水资源库，支撑水资源供应、生态环境调控
长江流域被视为我国水资源的战略蓄水池，平均水资源总量约为9959亿立方米，占全国约36%。而贯穿其中的清洁能源走廊，则建成了总库容量为919亿立方米的阶梯水库群，形成了重要的战略性淡水资源库。
供水补水效益显著
长江电力三峡梯调副总工程师李鹏表示：“我们协调了调蓄计划和能源供应要求，保障了综合效益的发挥，包括供水、发电、航运和生态环境。”
生态调度持续推进
鱼类资源是河流健康的重要指标。水库通过增加下泄流量，创造水位缓涨环境，为鱼类自然繁殖提供条件。2023年，随着乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝和三峡水库全面纳入生态调度范围，相关单位开展了分层取水水温调节、促产鱼类繁殖等3类12次生态调度试验，使得清洁能源走廊也成为一条生态保护走廊。
生态调度范围不断扩大
水利部长江水利委员会透露，生态调度对象已从促进鱼类繁殖扩展到分层取水水温调节、水华治理、库区排沙减淤以及遏制沉水植物过度繁殖等领域，调度范围也扩大到长江干流、雅砻江和汉江等流域的梯级水库，有力地促进了长江流域的水生态保护与修复。
三峡集团表示，清洁能源走廊的综合效益在更广泛的领域和范围内发挥作用，为长江流域的防洪安全、航运安全、能源安全和生态安全提供了坚实保障，并持续推动长江经济带高质量发展。
图①：乌东德水电站
三峡集团供图
图②：白鹤滩水电站
新华社记者 陈欣波摄
图③：溪洛渡水电站
曾三东 摄
图④：向家坝水电站
吴鑫 摄
图⑤：三峡水电站
郑坤 摄
图⑥：葛洲坝水利枢纽
王耿 摄
数据来源：三峡集团
PART 01
总装机容量7169.5万千瓦
“1滴水发6次电”
六库联调优化“绿色引擎”效能
深邃的峡谷中，白鹤滩水电站傲然耸立，最高坝高达289米的混凝土双曲拱坝蓄积了奔腾的江水。从200多米的高空飞泻而下的水流，带动水轮发电机组转动。每转动一圈，机组便可发电约150千瓦时。
白鹤滩水电站的16台百万千瓦水轮发电机组全力运转。长江电力白鹤滩电厂运行部副主任王斌介绍：“运行人员24小时值守，传感器实时收集数据，一旦运行指标出现异常，系统会自动预警。”
“发电机组就像一个靠水力转动的陀螺，将动能转化为电能。”中国长江三峡集团有限公司（以下简称“三峡集团”）白鹤滩工程建设部原副主任康永林解释道，机组每分钟转动111次，立于其上的硬币却纹丝不动，运行期间各轴承摆度均小于0.1毫米…“机组总体布置、电磁设计、关键部件制造等关键技术取得了突破，彰显了我国在水电装备制造和设计安装领域的领先地位。”
2022年12月，白鹤滩水电站的所有机组全部投入发电。放眼清洁能源走廊，见证了我国水电技术一次又一次的突破。
葛洲坝建成于上世纪80年代，水轮发电机组最大单机容量为17万千瓦。作为世界上规模最大的水利枢纽工程，三峡水电站攻克了70万千瓦机组的设计制造技术。随后开工建设的溪洛渡、向家坝、乌东德水电站，水轮发电机组单机容量相继突破了77万、80万和85万千瓦。
升级并不只是简单的加法，每一次研发都面临着成倍增长的技术难度。单机容量迈入百万千瓦级，需要大量的新工艺和新材料，牵涉到水力设计、发电机通风和机组总体设计等全产业链的升级。“百万千瓦级机组承受着更大的水头冲击、更高的转速和承压，三峡集团联合大型钢企研发出800兆帕级高强度蜗壳钢板，从而摆脱了长期依赖进口的局面。”三峡集团机电技术中心副主任李海军举例道。
6座梯级水电站总装机容量达到7169.5万千瓦，相当于3个三峡水电站的装机容量，不断增强了我国能源供应的底气，其中5座水电站成为“西电东送”的骨干电源。
“长江水流经6座水电站，相当于是1滴水发6次电。”康永林算了一笔账：每立方米水流经三峡水电站可产生0.25千瓦时的绿色电力；在六库联调系统中，发电效率提升到8倍，每立方米水可产生2千瓦时的电力。
“流域巨型电站群的运营调度涉及水、机、电多领域，规模庞大、跨时空、跨区域、结构复杂。梯级水电站承担着调峰和调基负荷的双重任务，对水电的安全稳定运行提出了更高的要求。”长江电力科学技术研究中心副主任汤正阳说。工业互联网平台深度赋能智能运维、检修、调度和决策等全业务场景，全面提升设备智能维护水平，助力水电站的数字化建设。
PART 02
深水库区航道长达768公里
释放“黄金水道黄金效益”
助力长江货运领跑全球
三峡大坝，双线五级船闸屹立于左岸。2023年船闸运行安全超过1.1万次，过船超4.2万艘次——上万次启闭约900吨的人字门、千吨巨轮攀爬113米的水位落差，如何确保其安全高效运行？
“三峡船闸是世界上规模最大、级数最多、水头最高、运行条件最复杂的内河船闸。我们在运行过程中建立了机制，保障了航运畅通。”三峡集团流域枢纽运行管理中心枢纽管理部副主任杨化说，为了确保建筑设备的安全可靠，三峡船闸会定期进行计划性的停航检修。4月5日，三峡北线船闸2024年计划性停航检修圆满结束，这是自2012年开始计划性停航检修以来持续时间最长、任务最重、工序衔接协调难度最大的一次检修。16家单位、800余人参与，在45天内完成了三峡船闸工业控制系统升级改造、12扇人字门和12扇反弧门检修、9套油缸更换等，进一步提高了船闸运行的安全性与可靠性。
在三峡，船舶不仅能“爬楼梯”，还能“坐电梯”。船闸右侧，是三峡升船机。杨化介绍，承载船只的船厢高10米、水深3.5米，可容纳3000吨级的船舶，只需10分钟就能将其升至近40层楼的高度。今年1月至4月，三峡船闸过闸货物量超过4140万吨，升船机安全运行1685舱次，过船货物量超过196万吨，同比增长127.73%。
向家坝升船机是继三峡升船机之后我国建造的第二座巨型升船机，2023年全年的货物载运量比去年增加了15.51%；葛洲
曾经的险滩急流，如今已成水上坦途。三峡工程的竣工，使重庆至宜昌航道的维护水深由2.9米提升至3.5米到4.5米，船舶吨位也从1000吨级跃升至5000吨级。原先困扰航运的109处滩险、34处单行控制河段、12处需绞滩通行的航段不复存在，“自古川江不夜航”已然成为历史。
长江沿岸，港口规模不断扩大，实力日益增强。重庆境内长江航道上，一座座5000吨级以上的深水码头拔地而起。宜昌、涪陵、万州等三峡库区港口也蓬勃发展。长江水运“低能耗、运能大、成本低”的优势得到充分释放， “黄金水道”正源源不断地创造着“黄金效益”。
PART 03
总库容919亿立方米
形成战略性淡水资源库
为供水、补水、生态调度提供支撑
作为我国水资源配置的战略水源地，长江流域多年平均水资源量高达9959亿立方米，约占全国总量的36%。而这条清洁能源走廊，更凭借其919亿立方米的梯级水库群，形成了战略性的淡水资源库。
在供水补水方面，三峡工程发挥了显著作用。长江电力三峡梯调副总工程师李鹏指出：“通过合理统筹调蓄计划和能源保供需求，我们有效保障了供水、发电、航运、生态等综合效益的发挥。”
生态调度方面，相关工作也在持续开展。作为河流健康的重要指标，鱼类资源的保护至关重要。通过有序增加水库下泄流量，人为制造河段水位缓涨过程，可以为鱼类自然繁殖创造有利条件。2023年，乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡水库全部纳入生态调度范围。相关单位先后组织开展了叠梁门分层取水水温调节、“基荷发电”促产粘沉性卵鱼类繁殖、促进产漂流性卵鱼类繁殖等3类12次生态调度试验，世界最大清洁能源走廊正逐渐蜕变为一条生态保护走廊。
值得一提的是，生态调度的范围也在不断扩大。据水利部长江水利委员会有关负责人介绍，目前调度对象已从促进鱼类繁殖扩展到分层取水水温调节、防治水华、库区排沙减淤、抑制沉水植物过度繁殖等多个领域，调度水库也从三峡水库拓展到江、雅砻江、汉江等流域梯级水库，有力地推进了长江流域水生态保护与修复。
三峡集团有关负责人表示，世界最大清洁能源走廊综合效益的全面发挥，将在更高层次、更宽领域、更大范围为长江流域的防洪、航运、能源和生态安全提供坚强支撑，持续助力长江经济带高质量发展。
刊于《》2024.5.15 第2版
记者 王浩
本期统筹：卢涛、娄霄霄
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