美国水电的现状是什么样的？

三峡工程的扶植和利用一向激发社会的普遍存眷和争议。这里我们抛开各类无数据撑持的不雅点争论，从能源耗损、发电量中水电占比、水电站和生齿分布等角度，对美国——一个河山面积与中国接近、纬度也近似的国度——水力发电成长的汗青和近况进行考查。

所谓水力发电，素质上是操纵太阳能帮忙水分子降服地球的重力势能，当重力势能转化为动能，再将动能发电的过程。这是一种可再生、可持续成长的洁净能源。人类很早懂得操纵太阳能经水发生的动能，例如水力磨坊和水力浇灌装配。物理和工程手艺成长到十九宿世纪，水力发电得以实现，此刻依然是能源构成的主要部门。以下，水力发电将被简称为水电。

1882年，宿世界上第一台贸易化水电站始于美国的Fox River，之后跟着远距离输电手艺的当作熟，水电站在美国逐渐普及。1907年，水电占有美国总发电量的15%；1920年，这个数字达到了25%；到了1980年，水电总量已是1920年时的三倍。闻名的胡佛大坝成立于1937 年。

水电的优势之一是价钱廉价，今朝一千瓦小时（即一度电）的当作本是2美分（约人平易近币0.12元）。在美国，华盛顿州（非美国首府华盛顿特区）、俄勒冈州和爱达荷州的电力来历本家儿如果水电，这三个州的电费也相对廉价。排名第一的华盛顿州有66%的电力来自水电，2010年每度电现实售价6.66 美分，响应的，全美国2010年每度电价为平均9.83美分。中国居平易近电费约是5毛钱每度。水电除了廉价、可再生的长处外，还削减了温室气体的排放，每年美国水电削减排放的温室气体与四万万量小汽车的利用半斤八两。此外，水电可以敏捷调整发电功率，可以作为主要的能量储蓄手段。

跟着科技前进及工业成长，美国耗损能源的总量逐渐增添。石油和自然气的普及，使得水电的能源主要性不竭下降，2012 年水电只占美国总发电量的约7%（其他主要的能源为：煤炭37%、自然气30%、核能19%）。从能源耗损的角度，水电的所占的比例不到7%，因为汽油和柴油不需要先转化为电能便可以直接发生动能或者化学能。1882 到2012年，美国水电的主要性固然下降了，可是成长并没有倒退，下面的图横轴为时候，以年为单元，纵轴为quadrillion (=1015)Btu，这是一个能量单元，一单元quadrillion Btu半斤八两于1.7 亿桶油，或者2.9*1011千瓦小时的电。图中浅蓝色的线标着“hydroelectric”，代表水电。从水电投入利用起，其增加不变，并在上宿世纪80 年月投入饱和。

1776-2012年，美国能源耗损成长图

水电饱和的原因，解除各类政策导标的目的和天气转变外，一个背后的数据是：美国的水力资本已经获得比力充实地开辟。2003年，美国总水电发电量为96,000MW（百万瓦，功率单元而不是能量单元），而残剩可开辟的水电大约还有30,000MW。可以想象，轻易开辟的、扶植便利的、发电不变、发电效率高的河道已经获得优先开辟了。吃肉骨头的时辰，边边角角的碎肉有时辰吃起来会嫌麻烦。

1990－2011年美国水电产量图，每年的水电发电量根基持平，此图纵坐标的单元是全年总产出的能量。

下面两张图别离是美国水电站分布图和美国生齿密度图。可以看到，美国水电站的扶植位置与水力资本相关，并未回避生齿密集的栖身地。当然，水电站的具体扶植地址凡是不适合扶植城市。陪伴着水电而来的举措措施是水坝，中国很多否决水电的声音其实是否决水坝的扶植，出格是大型水坝。在这里我列出一个数字：美国只有3%的水坝是用于水电，还有大部门水坝是用于浇灌、导航和流量节制。

美国水电站分布图

美国生齿密度图

总结：从数据上看，美国的水电成长较为顺遂。水电此刻依然是美国电力来历的主要构成部门，而且是最本家儿要的可再生能源。美国没有抛却水电的筹算和行为。

申明：

1，本文水电的数据来自http://www.eia.gov、http://energy.gov 和http://www.hydro.org。前两者的gov域名暗示美国官方网站。最后一个网站是以促进水电成长为方针的非盈利性组织。

2，本文的生齿密度图来自google搜刮。

3，题外话：多年前一个教renewable energy（可再生能源）课程的美国传授问我，大意是，“我们轻易操纵的水力资本已经开辟得差不多了，很恋慕你们的西南和巴西。为什么你们的水电开辟争议那么多？碳的储蓄大约是200-400 年，用失落就不会回来。”此刻中国似乎碳利用量更多了，下图为中国2009 年能源消费状况，最大的组成为煤炭70%。在中国否决水电的人，本色上就是在撑持煤电。

作者：锁相；物理学传授。