小水电的前景值得期待

　　水电可以说是可再生能源最古老的表现形式，在大多数人的印象中，水电站总是和高高的水塔和巨大的堤坝联系在一起。作为目前唯一一种技术比较成熟、可以进行大规模开发的绿色能源，水电的发展势如破竹，现今世界1/5的电力都是来自水电。但是“大块头”的水电站不可避免会深刻影响甚至严重破坏周边生态环境，使得水电总是头顶一块瑕疵。在欧洲，一批科学家正在思考和设计兼具环保和效率的小水电站，并取得了不错的进展。或许未来水电的对照物将不仅限于我国三峡、巴西伊泰普或者美国胡佛大坝这些“庞然大物”，那些设计新颖的小水电站也将成为一道养眼的风景。

　　小的也是美的

　　小水电是个笼统的感念，各国对其定义各有不同。按照1980年召开的第二届国际小水电技术发展与应用考察研究讨论会议确立的标准，单站装机容量 1.2万千瓦以下的归为小水电站，细分下去，装机容量不足1000千瓦的属于迷你水电站，而100千瓦及以下的水电站则被定义为微型水电站。

　　小水电并不是新生产物，从世界范围看，基本上20世纪30年代之前小水电是绝对的主角，但这是技术掣肘带来的被动局面。之后随着技术成熟，大中型水电站逐渐独挡一面，小水电在很长时间内被打入冷宫，大多被关闭，例如美国从1930至1970年总计关闭了3000座小水电站。但是上世纪70年代的石油危机则再次让世界各国重新审视小水电，自那以后世界各国的小水电得到了不同程度的发展，如今气候变暖让可再生能源受到了前所未有的关注，小水电重回舞台。

　　一般小型水电站都是径流式电站，利用的是自然水流，能够把流过涡轮的水回收到水流中，因此无需建设一座水库。“小”也意味它的分布更加灵活，不会像大型水电站建设那样“兴师动众”，不用大量人口转移，更不会牺牲大量野生动物的栖息地，这对于用电规模较小、电网未能普及的边远地区，特别是发展中国家的欠发达地区有着特殊意义。

　　德科学家带来新颖设计

　　小水电有独特的发展潜力，但也不是十全十美。目前绝大多数小水电都依附于较矮的水坝， 这意味着必须有部分水流要通过坝式发电站的引导通过大坝，这种设计会带来几个不可避免的问题。首先起牵引作用的发电站需要有相当规模，在拉高建筑成本的同时还会破坏周遭景观；同时由于这类电站大多是针对小水电项目进行定制设计，为了制造最佳水流条件，必须同时考虑大坝高度和周围地形，这样一来就很难保证冲过涡轮的水流持续而平稳；最后还必须设计一个鱼道设施，帮助鱼群绕过电站，但现实却是大多数情况下，鱼群会被水流驱赶到电站处，被涡轮刺伤，即便是拉上一层过滤网，身形小一些的鱼还是难以幸免。

　　为了避免这些情况，德国慕尼黑工业大学的科研人员设计出了一种新型的小水电站，原本建在河边的大型发电站将不复存在，取而代之的是在坝前河床上挖出的一个鞘状结构，研究人员将大部分发电系统隐藏其中，同时在电厂鞘状结构上方的大坝里安装一道门，它能够充分允许水流通过，在为鱼类放行的同时抑制水流形成漩涡，这些漩涡会增加涡轮磨损，从而降低发电效率。

　　这一设计并没有追求效率的最大化，而是将心思花在了成本控制上，因为它能够在水头（水面到涡轮叶片的距离，水头和水流越大，产生的电能越多—— 编者注）只有1到2米的环境下工作，而通常情况下小水电的水头至少是这个数字的两倍。该项目的领导者、慕尼黑工业大学水力资源工程研究院教授彼得·鲁特施曼表示，这种新型水电站的投资成本比传统坝式电站要低30%至50%，同时由于隐藏了大部分发电设施，在河床上能够看到的仅有一个变电站，“从外观看甚至很难想象这里有一座水电站”，因此对周围环境的破坏也被降到了最低水平。目前这种水电站已经走出了实验室，因为已经有数家生产商为之设计并制造出了适合 “水下工作”的发电机。

　　未来值得期待

　　目前小水电很热，但却总给人一种尚未完全释放的感觉。发达国家的水电资源开发程度都很高，大部分都在60%以上，但是除了加拿大，水电在这些国家的电力供应中所占的比例非常低，美国只有8%左右，德国仅有2.6%，英国更差，只有1.5%。

　　究其原因，小水电相较于传统能源的弱势显而易见，这更多是源于小水电规模小、商业运作不够成熟导致竞争力不足，另一个原因则是环保压力。前者是小水电自身特点产生的历史问题，随着各国政府的重视和能源价格的提升，小水电前景可期。德国人设计的这种新型小水电站则正在化解压在它身上的环保压力，当然，前提是它能够真正成为工业产品。

　　对发展中国家而言，小水电的天空更加开阔。统计显示，目前小水电遍布我国1/2的地域、1/3的县市，累计解决了3亿多无电人口的用电问题。在当今世界公认的十余种可再生能源中，人类能够熟练驾驭的只有水电，在大水电发展如火如荼的今天，小水电是不是也应散发出它应有的光彩？（本报记者 于欢）

　　信息来源：《中国能源报》（ 2010年11月01日 第 11 版）