水利工程論文-歐洲小型水力發(fā)電技術(shù)——其發(fā)展與市場前景.doc

水利工程論文-歐洲小型水力發(fā)電技術(shù)其發(fā)展與市場前景摘要：幾個世紀(jì)以來小型水利水電工程(SHP)已經(jīng)成為蘊(yùn)藏有水能的歐洲國家能源的重要來源之一。在二十的世紀(jì)中，隨著更多更復(fù)雜的水輪機(jī)的發(fā)明，小型水電站已經(jīng)成為了電能的主要來源。山區(qū)中的城鎮(zhèn)將水能轉(zhuǎn)換為電能，他們使水流流進(jìn)裝有水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的工廠，這樣水能就被轉(zhuǎn)化為用于生產(chǎn)的電能。關(guān)鍵詞：水力發(fā)電幾個世紀(jì)以來小型水利水電工程(SHP)已經(jīng)成為蘊(yùn)藏有水能的歐洲國家能源的重要來源之一。在二十的世紀(jì)中，隨著更多更復(fù)雜的水輪機(jī)的發(fā)明，小型水電站已經(jīng)成為了電能的主要來源。山區(qū)中的城鎮(zhèn)將水能轉(zhuǎn)換為電能，他們使水流流進(jìn)裝有水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的工廠，這樣水能就被轉(zhuǎn)化為用于生產(chǎn)的電能。SHP發(fā)展的衰落SHP的發(fā)展持續(xù)到了二十世紀(jì)的五六十年代，當(dāng)國家電力系統(tǒng)開始拓展到那些從前與世隔絕的小水電站時，由于大多數(shù)情況下國家電力系統(tǒng)供電的價格要低于小型水電站的運(yùn)行、維護(hù)及維護(hù)成本，所以SHP就基本停止發(fā)展了。再加上國家迫切需要建立一整套水能管理規(guī)定及國內(nèi)電力安裝運(yùn)行安全準(zhǔn)則，這直接導(dǎo)致了一批在技術(shù)上仍然完全可以很好運(yùn)行的小型水電站遭到關(guān)閉。在很多地方，公用電力供應(yīng)公司強(qiáng)制關(guān)閉了許多運(yùn)行之中的小型水電站，即便對于許多用戶來說使用從國家電力系統(tǒng)所提供電能比使用小型水電站所提供的電能要昂貴許多。如果用戶可以忍受這樣的情況，那么供電公司所要支付的價格就極低，只需要支付現(xiàn)存電站的運(yùn)行費(fèi)用，因為這些電站幾乎不需要進(jìn)行維修。甚至在1974年石油危機(jī)之后，上述情況依然在大多數(shù)國家普遍存在，人們期待著在石油危機(jī)之后，隨著反核電站運(yùn)動的興起，小型水電站的市場將會重新開放。但是仍然歷經(jīng)了二十多年的發(fā)展和游說努力，符合MHP利益的立法和關(guān)稅政策才得以出臺。歐盟發(fā)展小型水電的新動力歐盟在1997年發(fā)表的關(guān)于可循環(huán)利用能源的白皮書（26l197）之中，概略的闡述了未來歐盟關(guān)于可循環(huán)利用能源的新政策。白皮書涵蓋了有關(guān)競爭力，環(huán)境保護(hù)，能源供給的可靠性以及可循化利用能源的效率提升等問題。白皮書還詳盡的說明了提升可循環(huán)利用能源的戰(zhàn)略和行動計劃。其具體目標(biāo)是在2010年的能源供給總量中，可持續(xù)能源供給所占的比重要達(dá)到12%，而不是1996年所估計的僅有6%的比重。行動計劃的一個重要部分是對歐洲SHP目前的狀態(tài)進(jìn)行一個全面地分析。這份名為歐盟小型水電發(fā)展戰(zhàn)略研究分析報告是由歐盟ALTENERII計劃下屬的歐洲小型水電協(xié)會（ESHA)在2001年發(fā)表的。它包含了對于歐洲目前SHP的全面調(diào)查及其今后發(fā)展約束條件的分析，并且介紹了它對于歐洲今后工業(yè)與立法的作用。歐洲小型水電現(xiàn)狀水力發(fā)電量（包括大型和小型水電站）占目前整個歐洲電力生產(chǎn)總量的17%左右，其范圍從挪威的99%，瑞士的76%，奧地利的65%，瑞典的51%到法國的23%，捷克斯洛伐克的12%，波蘭的6%，德國的4%，英國的3%以及其他國家更小的比重。而SHP所占的比重大約為歐洲水電生產(chǎn)總量的7%左右，30個歐洲國家現(xiàn)有的總裝機(jī)容量和發(fā)電量列于表一之中。目前SHP的總裝機(jī)容量維持在12，600MW左右，其發(fā)電量估計約為50，000GWH。其中領(lǐng)先的國家聯(lián)合擁有SHP86%左右的容量和發(fā)電量，他們是：意大利、法國、德國、西班牙、瑞典、挪威、奧地利、和瑞士等。小型水電總的發(fā)電量由大約17，500個獨(dú)立的電站組成，這些小電站平均的裝機(jī)容量為0.7MW，平均年發(fā)電量為2.9GWh。然而每個國家的小型水電站的平均裝機(jī)容量又有非常大的差別：羅馬尼亞和葡萄牙的電站平均裝機(jī)容量為4MW以上，波蘭為2.69MW，希臘2.82MW，土耳其2.06MW，挪威1.72MW，意大利、西班牙、法國、芬蘭和英國為11.5MW，而德國、捷克共和國、斯洛伐克和斯洛文尼亞則降至200300kW。單個電站平均容量的大小也反映了各國水能的蘊(yùn)藏量及其工業(yè)開始的時間，年代較早的國家以小型水電站所占的比重較大為主要標(biāo)志，而工業(yè)起步較晚的國家如葡萄牙、希臘和土耳其其電站的裝機(jī)則比較大。像德國這樣老牌的SHP利用國家擁有世界上最老的電站，其中50%已經(jīng)有超過60年的歷史了。而葡萄牙、西班牙、英國、希臘和一些東歐國家則有許多不足20年的新的電站。小型水電站所發(fā)出電能的價格在歐洲國家內(nèi)也有著相當(dāng)大的差異，價格最低的為芬蘭、挪威和瑞典，為1.23歐分每千瓦時；其次為英國、愛爾蘭、西班牙和葡萄牙，46歐分每千瓦時；還有一些國家的電價帶有獎勵性因素，例如比利時和瑞士，則高達(dá)9歐分每千瓦時。在希臘有90%的電力終端用戶需要繳納電力稅收，在德國則有6580人需要繳納。將來小型水電也可以從一個所謂聯(lián)合執(zhí)行機(jī)構(gòu)制定的溫室氣體排放配額中謀取利益，第一批達(dá)到這個溫室氣體排放標(biāo)準(zhǔn)的國家如英國或德國可以獲得額外的收入。如果在五年之內(nèi)這些國家可以證明他們已經(jīng)將排放量降低到環(huán)境附加標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，他們所減少的排放量就可被存儲繼而出售。舉例來說，第一起被英國證券交易所報道的案例為一個價值三百萬歐元的前期合同，內(nèi)容為由羅馬尼亞必須建立一個裝機(jī)容量為55MW的水電站來降低排放量以滿足其在20082012年間610萬噸二氧化碳排放量的配額，否則在未來十年內(nèi)，他將不得不從危地馬拉購買相當(dāng)于一個8.2MW的徑流式電站所替代的排放量。在大多數(shù)歐洲國家中，經(jīng)濟(jì)且可利用的水能在很大程度上都已經(jīng)得到了開發(fā)。對于那些還沒有被開發(fā)的水力資源，小型電站相對于大型的帶有水庫的電站來說更容易實現(xiàn)，因為這些大型電站因為會給環(huán)境造成較大的負(fù)面影響而廣受指責(zé)和反對。然而即使是小型徑流式電站也遇到很多的阻礙，雖然現(xiàn)行的歐洲各國的運(yùn)行規(guī)則都是比價完善的，但是獲得許可和合同的程序缺是令人討厭且十分費(fèi)時的。值得注意的是很多環(huán)境團(tuán)體的反對意見往往是出于感情因素而非理性的證據(jù)。對于原來河流中最小流量的要求限制了可開發(fā)的流域。而安裝魚梯甚至改變建筑的結(jié)構(gòu)來適應(yīng)自然環(huán)境的要求會使工程的成本上升到一個無論如何都不可能使投資變得經(jīng)濟(jì)的地步。SHP工業(yè)及科技與RES的技術(shù)不同，SHP工業(yè)已經(jīng)開始減慢響應(yīng)由于能源市場的反常以及趨向于清潔能源的趨勢所帶來的機(jī)會。相當(dāng)數(shù)量的小規(guī)模的SHP制造商倒閉了，而一些領(lǐng)先的水輪機(jī)制造商也關(guān)閉了他們SHP生產(chǎn)線。據(jù)SHP行業(yè)估計大約有6070家水輪機(jī)制造商雇用了8000名左右的工人，另外小型電站的安裝可以為許多水利工程及電力領(lǐng)域的顧問和承包商提供就業(yè)機(jī)會，而這個領(lǐng)域所能創(chuàng)造的就業(yè)機(jī)會甚至超過了水輪機(jī)制造業(yè)本身所提供的就業(yè)機(jī)會。投資費(fèi)用在國家之間是不同的，這不僅反映了這個國家的工資水平和建造費(fèi)用，同時也混合了小型電站的投資。據(jù)報道瑞士和德國是建造投資最高的國家，其各自相應(yīng)的投資為4，00010，000歐元每千瓦和4，0006，000歐元每千瓦。其次為希臘、斯洛伐克和斯洛文尼亞1，0002，000歐元每千瓦，西班牙和挪威1，0001，500歐元每千瓦，波蘭5001，200歐元每千瓦。根據(jù)ESHA的調(diào)查報告顯示其他十四個國家的建設(shè)投資平均為2，0002，500歐元每千瓦。SHP的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)被證明具有相當(dāng)高的效率和可靠性，然而該行業(yè)去發(fā)展了很多可以更深一步提高效率和運(yùn)行穩(wěn)定性的新技術(shù)。一些最新的技術(shù)革新包括了新的設(shè)計以及在低水頭水輪機(jī)、高速發(fā)電機(jī)和變量加速操作中采用最新的合成材料，可沉入水中的技術(shù)，基于數(shù)字控制器的新型電腦，用以實現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷和自動監(jiān)視，以及網(wǎng)絡(luò)照相機(jī)用來實現(xiàn)遠(yuǎn)程終端的定期檢查。市場前景在SHP技術(shù)方面，歐洲一直是市場的主導(dǎo)，這里可以找到最理想的水輪機(jī)設(shè)計和最新的用于SHP自動控制的技術(shù)。SHP設(shè)備的制造成本已經(jīng)被相當(dāng)程度的降低，而標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)可以使歐洲的制造商在今后進(jìn)一步降低成品