美國水電的現狀是什么樣的？

三峽工程的扶植和利用一向激發社會的普遍存眷和爭議。這里我們拋開各類無數據撐持的不雅點爭論，從能源耗損、發電量中水電占比、水電站和生齒分布等角度，對美國——一個河山面積與中國接近、緯度也近似的國度——水力發電成長的汗青和近況進行考查。

所謂水力發電，素質上是操縱太陽能幫忙水分子降服地球的重力勢能，當重力勢能轉化為動能，再將動能發電的過程。這是一種可再生、可持續成長的潔凈能源。人類很早懂得操縱太陽能經水發生的動能，例如水力磨坊和水力澆灌裝配。物理和工程手藝成長到十九宿世紀，水力發電得以實現，此刻依然是能源構成的主要部門。以下，水力發電將被簡稱為水電。

1882年，宿世界上第一臺貿易化水電站始于美國的Fox River，之后跟著遠距離輸電手藝的當作熟，水電站在美國逐漸普及。1907年，水電占有美國總發電量的15%；1920年，這個數字達到了25%；到了1980年，水電總量已是1920年時的三倍。聞名的胡佛大壩成立于1937 年。

水電的優勢之一是價錢廉價，今朝一千瓦小時（即一度電）的當作本是2美分（約人平易近幣0.12元）。在美國，華盛頓州（非美國首府華盛頓特區）、俄勒岡州和愛達荷州的電力來歷本家兒如果水電，這三個州的電費也相對廉價。排名第一的華盛頓州有66%的電力來自水電，2010年每度電現實售價6.66 美分，響應的，全美國2010年每度電價為平均9.83美分。中國居平易近電費約是5毛錢每度。水電除了廉價、可再生的長處外，還削減了溫室氣體的排放，每年美國水電削減排放的溫室氣體與四萬萬量小汽車的利用半斤八兩。此外，水電可以敏捷調整發電功率，可以作為主要的能量儲蓄手段。

跟著科技前進及工業成長，美國耗損能源的總量逐漸增添。石油和自然氣的普及，使得水電的能源主要性不竭下降，2012 年水電只占美國總發電量的約7%（其他主要的能源為：煤炭37%、自然氣30%、核能19%）。從能源耗損的角度，水電的所占的比例不到7%，因為汽油和柴油不需要先轉化為電能便可以直接發生動能或者化學能。1882 到2012年，美國水電的主要性固然下降了，可是成長并沒有倒退，下面的圖橫軸為時候，以年為單元，縱軸為quadrillion (=1015)Btu，這是一個能量單元，一單元quadrillion Btu半斤八兩于1.7 億桶油，或者2.9*1011千瓦小時的電。圖中淺藍色的線標著“hydroelectric”，代表水電。從水電投入利用起，其增加不變，并在上宿世紀80 年月投入飽和。

1776-2012年，美國能源耗損成長圖

水電飽和的原因，解除各類政策導標的目的和天氣轉變外，一個背后的數據是：美國的水力資本已經獲得比力充實地開辟。2003年，美國總水電發電量為96,000MW（百萬瓦，功率單元而不是能量單元），而殘剩可開辟的水電大約還有30,000MW。可以想象，輕易開辟的、扶植便利的、發電不變、發電效率高的河道已經獲得優先開辟了。吃肉骨頭的時辰，邊邊角角的碎肉有時辰吃起來會嫌麻煩。

1990－2011年美國水電產量圖，每年的水電發電量根基持平，此圖縱坐標的單元是全年總產出的能量。

下面兩張圖別離是美國水電站分布圖和美國生齒密度圖。可以看到，美國水電站的扶植位置與水力資本相關，并未回避生齒密集的棲身地。當然，水電站的具體扶植地址凡是不適合扶植城市。陪伴著水電而來的舉措措施是水壩，中國很多否決水電的聲音其實是否決水壩的扶植，出格是大型水壩。在這里我列出一個數字：美國只有3%的水壩是用于水電，還有大部門水壩是用于澆灌、導航和流量節制。

美國水電站分布圖

美國生齒密度圖

總結：從數據上看，美國的水電成長較為順遂。水電此刻依然是美國電力來歷的主要構成部門，而且是最本家兒要的可再生能源。美國沒有拋卻水電的籌算和行為。

申明：

1，本文水電的數據來自http://www.eia.gov、http://energy.gov 和http://www.hydro.org。前兩者的gov域名暗示美國官方網站。最后一個網站是以促進水電成長為方針的非盈利性組織。

2，本文的生齒密度圖來自google搜刮。

3，題外話：多年前一個教renewable energy（可再生能源）課程的美國傳授問我，大意是，“我們輕易操縱的水力資本已經開辟得差不多了，很戀慕你們的西南和巴西。為什么你們的水電開辟爭議那么多？碳的儲蓄大約是200-400 年，用失落就不會回來。”此刻中國似乎碳利用量更多了，下圖為中國2009 年能源消費狀況，最大的組成為煤炭70%。在中國否決水電的人，本色上就是在撐持煤電。

作者：鎖相；物理學傳授。