剛剛，距離竣工又近了一步_風聞

提到金沙江，你會想到什麼？

你也許會想到諸葛武侯的“五月渡瀘，深入不毛”，也許會想到南朝《千字文》中的“金生麗水、玉出昆岡”，也許會想到七律《長征》中的“金沙水拍雲崖暖，大渡橋橫鐵索寒”，也許會想到“三江並流”區域這個世界級生物多樣性基因庫。

兩厓峻極若登天，下視此江如井裏

（金沙江大拐彎 圖：圖蟲創意）▼

不過，生在一個被稱作基建狂魔的國家，你也許還會想到一項超級工程：坐落在金沙江上的大國重器：

今天，位於金沙江下游的白鶴灘水電站12號機組順利通過72小時試運行，正式投入商業運行。這是白鶴灘水電站投產發電的第13台水輪發電機組。這意味着，這一超級工程距離全面竣工又近了一步。

白鶴灘水電站的建成

使我們向碳達峯、碳中和的目標又前進了一步▼

(白鶴灘水電站 底圖：google map)▼

白鶴灘水電站是一座總裝機世界第二的超級水電站，僅次於長江三峽水電站，也是世界在建規模最大、技術難度最高的水電工程。它位於四川省寧南縣和雲南省巧家縣交界的金沙江下游幹流河段上。

白鶴灘水電站所處位置▼

白鶴灘水電站構成示意圖

（圖：中國電建華東院）▼

白鶴灘水電站共安裝16台單機容量100萬千瓦水輪發電機組，其中1號至8號機組佈置在左岸廠房，已全部投產發電，9號至16號機組佈置在右岸廠房，再有3台就“水力全開”了。

又一大國重器開張營業了！▼

毫無疑問，這也是一項值得國人驕傲的“國之重器”，儘管相比光伏、新能源汽車，水電似乎並沒有那麼受資本追捧，但不得不承認，水電對我國電力保障供應、能源結構優化起着十分重要的作用。

什麼是水電？

水電的歷史

人類利用水能資源的歷史已經有數千年，早在我國漢朝時候起，勞動人民便開始利用集水車輪碾谷，同期古希臘和印度也有關於水輪磨坊的記載。

人類對水能的開發從小溪小河到大江大河

未來對水能的開發又會是怎樣的呢？

（《王禎農書》卷十九水磨插圖 圖：wiki）

向左滑動看全圖-▼

1878年，世界第一座水電站在法國建成。中國大陸的第一台水電站則是1910年開建、1912年投產的雲南石龍壩水電站。

車間門口楹聯寫着“機本天然生運動，器憑水以見精奇”

（圖：wiki）▼

石龍壩發電廠第一車間內的中國第一台水輪發電機

（圖：wiki）▼

20世紀上半葉，美國和加拿大在水電領域處於全球領先地位，30-40年代，美國先後有兩個裝機創世界紀錄的水電工程投產，一個是1936年建成的胡佛水電站（134.5萬千瓦），另一個是1942年建成的大古力水電站（投產時裝機197.4萬千瓦，現有裝機680.9萬千瓦）。

胡佛水電站身後就是美國體積最大的水庫米德湖

（圖：wiki）▼

大古力水電站現為美國最大的水電站（圖：wiki）▼

60-80年代，大型水電站開發浪潮主要集中在蘇聯、拉美和加拿大。1984年，位於巴西和巴拉圭邊境的投產，裝機1260萬千瓦（後擴容至1400萬千瓦）。

當年的施工條件還比較簡陋

看似很”酷“實則充滿了危險

（圖：wiki）▼

白鶴灘水電站建成後

取代了伊泰普水電站世界第二大水電站的位置

（圖：wiki）▼

90年代以來，巴西和中國後來居上，成為了水電建設的主力軍。2003年，中國三峽水電站投產，裝機容量2250萬千瓦，成為目前世界上最大的水電站。

還得是基建狂魔，水電站前二都在咱們長江上

（圖：wiki）▼

水電的原理

一言以蔽之，水電站的原理就是將水的重力勢能轉換為水輪機的動能，再利用發電機將動能轉換為電能，具有技術成熟、成本低、可再生、清潔低碳等優點。這也就意味着，如果想建水電站，光有大江大河還不夠，還需要有個落差。

水力發電原理（參考：wiki）▼

一般而言，水力發電機組由水輪機、發電機、調速器、勵磁系統等組成。水輪機將水流的能量轉換成旋轉機械能，根據水輪機轉輪所轉換水流能量的形式不同，水輪機可分為衝擊式水輪機和反擊式水輪機。

發電機一般包括轉子、定子、機架、導軸承、冷卻器等。以水輪機為原動機，將水能轉化為電能。

水輪機和發電機剖視圖（圖：wiki）▼

調速器根據電網負荷的變化，相應地調節水輪發電機組有功功率的輸出，維持機組轉速或頻率在規定範圍內，以保證供電質量和供電可靠性。

勵磁系統的作用是調節發電機電壓和無功功率。

水電站可以分成兩個大類：常規水電站和抽水蓄能電站。我們前面提到的三峽也好、白鶴灘也好，都是常規水電站。

抽水蓄能電站則是儲能設施的一種，建有上下兩座水庫，在電網負荷低谷時，將下水庫的水抽到高處上水庫存蓄，待電網負荷高峯時放水發電。

抽水蓄能電站（參考：wiki）▼

中國是水電大國，目前已有超過4萬座水電站。自2012年三峽最後一台機組投產，十年來我國水電事業發展成績令人驚歎。2012年至2021年，我國水電裝機容量從2.49億千瓦增長至3.9億千瓦，水電發電量從0.9萬億千瓦時增長至1.34萬億千瓦時。

中國一直在不斷地超越自己

這些數字不久後也將再度刷新▼

2014年以來，我國的水電裝機容量和發電量一直穩居世界第一。水電業務遍及全球140多個國家和地區，佔據了海外70%以上的水電建設市場份額。

至2021年底，我國水電總裝機佔到我國電力總裝機的16.4%，其中常規水電3.55億千瓦，抽水蓄能3639萬千瓦。2021年我國水電發電量佔總發電量的16%，其中常規水電發電量1.3萬億千瓦時，抽水蓄能發電量390億千瓦時。

中國水電裝機一直在穩步增長

其中常規水電佔了水電裝機的絕大部分▼

也就是説，全國每10度電中，就有約1.6度來自川流不息的江河。

當然，只説水電的數據，可能沒那麼直觀，我們不妨和風電、太陽能等新能源比較一下。

2021年，我國風電加太陽能裝機共計6.35億千瓦，佔全國電力總裝機的26.7%，乍一看比水電16.4%的佔比高了10個百分點，但其利用小時數要遠低於水電。2021年我國風電利用小時數2231小時，太陽能（6000千瓦以上）為1282小時，水電則為3606小時。

水電不僅清潔，可再生，而且還有價格優勢

與其他傳統能源相比，性價比很高▼

發電量佔比方面，水電和新能源差距就小得多了，分別為14.9%和18.1%。儘管水電也有部分“靠天吃飯”的屬性，枯水期出力會降低，但其穩定性要遠高於“任性”的風電和光伏。

水電裝機不多但利用率高，發電量還是很可觀的▼

為什麼是金沙江?

金沙江是長江的上游，因江中沙土呈黃色而得名。長江的不同河段，有着不同的名稱。

曲口至青海省玉樹縣境的巴塘河口，稱通天河，長813千米；

巴塘河口至四川省宜賓岷江口，稱金沙江，長2308千米（其中玉樹至石鼓為上段，石鼓至攀枝花為中段，攀枝花至宜賓為下段）；

宜賓岷江口至長江入海口，約2800餘千米，通稱長江。

**橫屏-**宜昌以上為長江干流的上游

宜昌至湖口為中游，湖口以下為下游▼

金沙江流域面積47.32萬平方公里，約佔長江流域面積26%，落差5100米，佔長江干流總落差的95%和水力資源的40%以上，由於金沙江坡陡流急，落差大且集中，因此並不適合航行。

”虎跳峽谷天下險“金沙江之險可見一斑

（圖：shutterstock）▼

但由於其水量豐沛且穩定，其水能資源的富集程度放眼全球都首屈一指。因此，金沙江也成為了我國具有重要戰略地位的、最大的水電基地。

特別是金沙江下段，由於雅礱江的匯入，使得金沙江的流量大增，水能資源最富集。我們最開始提到的白鶴灘水電站，就位於金沙江下段。

隨着雅礱江的匯入，金沙江的河道拓寬了許多

實際上長江80%的入海水量

都來自雅礱江河口至鄱陽湖口段

（底圖：google map）▼

除了白鶴灘之外，還有另外3座大型水電站，分別是烏東德、溪洛渡、向家壩。四座水電站總裝機4781萬千瓦，比兩個三峽水電站都大。

這四座水電站的落差也是真的大

水能資源很難不充沛

（參考：wiki）▼

白鶴灘水電站是個怎樣的工程

根據《人民日報》的報道，這項超級工程創造了時下水電建設的6個全球第一：

單機容量100萬千瓦全球第一

圓筒式尾水調壓井規模全球第一

地下洞室羣規模全球第一

首次在300米級特高拱壩全壩

使用低熱水泥混凝土

無壓泄洪洞羣規模世界第一

其中，白鶴灘百萬千瓦水輪發電機組的研製、安裝調試難度遠大於世界在建和已投運的任何機組，被譽為當今世界水電行業的“珠穆朗瑪峯”。

主機設備與安裝過程

（圖：中國電建華東院）▼

製造方面，白鶴灘實現了一次安裝完成、一次啓動成功、一次試運行成功。更厲害的是，從設計到製造安裝，白鶴灘水電站實現了全過程國產化。

全國產，我驕傲！

（圖：中國電建華東院）▼

而在三峽工程開工前，我國只能設計製造32萬千瓦的水電機組，三峽工程使用的70萬千瓦機組，則是引進了國外的技術。

此後，我國用7年時間成功研製出自己的70萬千瓦水電機組。而後，經過溪洛渡、向家壩、烏東德水電站建設，國產水電機組的單機容量提升至85萬千瓦。

位於金沙江下游的溪洛渡水電站

共安裝18台單機容量77萬千瓦的水輪發電機組

（圖：圖蟲創意）▼

到了白鶴灘，我們終走到了一個“無人區”——成功攻克了100萬千瓦，實現了從跟跑者，到並跑者，再到領跑者的蜕變。

白鶴灘水電站左岸主廠房內的每個水輪機組轉輪

都是高3.92米、直徑8.62米、重達350噸的“巨無霸”▼

單機容量100萬千瓦，什麼概念呢？

由於資源稟賦的限制，當前我國最主要的電源依然是煤電，至2021年底，我國煤電裝機約11.1億千瓦，佔全國電力總裝機約46.7%。煤電中，參數最高、煤耗最低的一類機組是超超臨界機組，有66萬千瓦的，百萬千瓦的，全球單機容量最大的機組是135萬千瓦。

我們可以通過下圖直觀感受一下百萬千瓦機組是一個怎樣的龐然大物。

上海外高橋發電基地總裝機共計508萬千瓦

約佔本地煤電裝機的三分之一、總裝機的近18%▼

上圖由遠及近，分別是亞臨界機組、超臨界機組和超超臨界機組。其中，最近的兩台機組均為單機容量100萬千瓦的超超臨界機組。

而白鶴灘單機容量就達到了100萬千瓦（白鶴灘表示，全投產的話，這麼大的機組我一共有16個），其水電站年發電量也很驚人，約624億千瓦時。

一個白鶴灘相當於三個外高橋發電基地有餘▼

這個發電量已經大於或接近很多省會城市了（以2021年城市全社會用電量來做比較，杭州為910億千瓦時，南京約為683.57億千瓦時、鄭州約為595.5億千瓦時，西安約為489.37億千瓦時），每年可節約標準煤1968萬噸，減排二氧化碳5160萬噸。

而白鶴灘所發出來的電，也將通過“白鶴灘-江蘇”“白鶴灘-浙江”兩個±800千伏特高壓直流輸電工程，源源不斷地為華東地區提供強勁的電力支撐，為長三角經濟高質量發展注入源源不斷的綠色底氣。

通過這些西電東送的“高速路”

白鶴灘水電站電能7毫秒就能送到千里外的華東地區

實現真正的“超級閃送”

（圖：中國能建中電工程）▼