美国水电开发状况

美国水电开发状况

与许多国家相似，美国的水资源有许多重要用途，在供应清洁、可再生的水电方面发挥着重要的作用。美国水资源蕴量丰富，开发程度高。美国人民未来的健康和经济福利依赖于持续的无污染淡水供应。为满足河道内外增长的水量和流量需求，水的抽取量日益增加，从而导致很多水资源面临短缺压力。近几年一些地区出现的干旱已经凸现了保持水资源需求和有效供应之间平衡的必要性。

随着进入21世纪，更有效地管理有限的淡水资源和已建基础设施以满足不断增长的需求，显得至关重要。未来新的水资源需求可能将通过水的节约、回收、重复利用和提高用水效率予以满足，而不是通过新建大型开发项目来满足。美国现在正处于向水资源综合管理时代过渡的阶段，水资源综合管理在传统的供应侧管理和进步的需求侧管理方案之

间寻求平衡。西部各州已采取行动提高水资源使用效率。与此同时，联邦政府正在提倡采取措施提高水资源利用效率、海水淡化，并且已经为节水管道设备制定了新的标准。

水资源利用

美国地质调查显示美国在1990年间每天大约抽取3390亿加仑的淡水（约为本国可再生供应的四分之一），供家庭、农场和工业使用。加利福尼亚州的农业灌溉约占全美农业灌

溉的20%；1990年该州抽取的水资源比出现最高值的1980年下降了约7%，大约与1985年持平。下降的原因包括积极的节水计划、运用现代技术降低需水量、水价上涨，以及公众节水意识的普及。

水坝利用

美国河流上的水坝为多功能水坝。在美国的七万五千多座水坝当中，仅有不到3%的水坝用于发电。美国陆军工程部队的全国水坝详细目录显示，美国水坝的主要功能包括：娱乐（35%），牲畜/农场池塘（18%），防洪（15%），供水（12%），灌溉（11%），水电（2%）和其它目的（7%）。

美国的能源趋势

美国是世界上最大的能源生产国、消费国和净进口国。美国的石油储量居世界第12位，天然气储量居第6位，煤炭储量居第1位。煤炭是用于发电的首要资源，其次为核能。根据美国能源情报署的报告，目前可再生能源的作用相对较小，但有望增长。

根据美国能源情报署的报告，2000年用于发电的能源如下：煤炭（52%），核能（20%），天然气（16%），水力（7%），石油（3%），非水力可再生能源（2%）。这一结构在不同的地区差别极大，如濒临太平洋的美国西北部地区基本上依靠

水力发电。

电力来源和用途（2001年及以后）

2001年美国共生产了3779兆瓦的电力，包括电力公用事业的2661兆瓦，以及非公用事业发电单位的1116兆瓦。在公用事业中，燃煤电厂占总发电量的60%，核电占20%，天然气占10%，水电占7%，石油占3%，地热和“其它”占0.1%。在非公用事业中，天然气厂约占总发电量的32%，煤炭占32%，核能占21%，“地热和其它”（包括风力、太阳能、木材和废料）约占8%，石油占5%，水电占2%，“其它气体燃料”（包括精炼蒸馏气和液化石油气）占1%。

在过去几年中，天然气电厂在能源结构中所占的比重增长迅速。与天然气电厂相比，燃煤电厂由于基本投资较高、工期较长以及效率较低，因而吸引力也较低。

在全国范围内，公用事业部门的电价在2002年上半年平均为每千瓦时7.06美分，这一价格基本上与2001年上半年持平。1993年至1999年间，平均电价逐年下降。这一趋势在2000年与2001年得到了扭转。

从长远上看，美国的电力需求在持续增长（尽管远远低于经济增长的平均速度），美国能源情报署预测至2020年电力销售将维持1.8%的年均增长速度。美国能源情报署预测在未来20年间，美国将需要新增1300座电厂。这些电厂是使用天然气、煤炭、“可再生物”或核能发电，将取决于诸多

因素，包括经济因素和政府政策；但是，如果现有趋势持续下去的话，新建电厂绝大多数将采用天然气发电；到2020年，石油发电占总发电量的比重将低于1%。

上表为摘自美国公共电力协会《2002年度指南与统计报告》和美国能源情报署的数据，可以帮助我们了解美国电力行业的一些情况。

美国的水电开发

美国的水电总装机容量为90GW，居世界首位。早在18世纪，美国人就认识到了机械水力发电的优越性，并将其广泛用于磨粉和抽水作业之中。到20世纪初，水电占本国电力供应的比重已经超过40%。尼亚加拉大瀑布是美国用于大规模水电开发的第一个场所，至今仍是一个电力来源地，所生产的电力可以供3千万户家庭使用。

联邦政府是最大的水电生产者，其次为私有电力事业公司、公有设施和合作社。根据美国公共电力协会的《2002年度指南与统计报告》，发电容量按所有权分布如下：联邦政府40787兆瓦，私有电力事业公司27626兆瓦，公有电力事业公司20202兆瓦，合作设施1184兆瓦。

非联邦性水电项目由联邦和州政府进行监管，必须获得联邦能源监管委员会颁发的执照方能进行运营。全美现有2162家获得联邦能源监管委员会执照的水力发电厂。

总体上说，美国有五种类型的水电项目：蓄水发电（在河流上使用大中型水坝蓄水），河流水流发电（在河流的自然流域内利用水流进行发电，无需蓄水，或是所需的蓄水量极小），微型水电（容量不超过100千瓦），引水发电（利用运河或水渠将河流的部分引出），以及抽水蓄能电厂。

水电的历史回顾

通过用水发电，人们与自然密切配合，以改善居住条件。18世纪期间，美国人认识到了机械水电的优越性，将其广泛应用于磨粉和抽水作业之中。到20世纪初，水电占美国电力供应的比重已经超过40%。20世纪40年代，水电大约供应了美国西部和濒临太平洋的西北部地区所消耗的电力的75%以及全美总电能的三分之一。随着其它形式的电力的发展，水电的比例缓慢下降，如今供应着全国电力的10%左右。

尼亚加拉大瀑布是美国第一个大规模开发的水电项目，至今仍是一个电力源点。1880年至1890年间的早期水电站主要是建设用于电弧和白炽照明的直流电站。电动机问世之后新电能的需求扶摇直上。1895年至1915年间水电设计增长迅猛，各式各样风格的电厂得以建设。第一次世界大战之后，水电站设计的规范化得到了相当程度的提高。

美国垦务局参与水力发电，因为其使命为管理干旱的西部各州的水资源。垦务局大坝是电力的主要生产者。水力发电（尽管是水利开发的产物）为垦务作业的一个重要组成部分。

第一世界大战期间，水电项目继续为西部农场和牧场供水供电，从而在国民的吃穿方面发挥着一定的作用；与此同时，电力收益也成为一个颇受联邦政府欢迎的收入来源。20世纪30年代的大萧条，以及西部地方大面积的洪涝和干旱灾害，推动了大型多功能围垦项目的建设，如位于哥伦比亚河上的大古力大坝，位于科罗拉多河下游的胡佛大坝，以及位于加利福尼亚州的中央河谷项目。这些水坝生产的低成本水电对城市和工业发展产生深远的影响。

随着第二次世界大战的爆发，美国国内对水电的需求飞速增长。二战爆发时，轴心国所拥有的电力资源是美国的三倍多。在战争期间，垦务局是西部地区电力的主要生产者。垦务项目的电力生产不仅为战争工业提供了能源，而且也用于加工食品、为军营提供照明，并满足许多地区的平民百姓的需求。战争结束后，电厂则用于迅速发展和平工业。

水电的利用

1920年水电约占美国的总发电容量的30%，电力供应的

40%。到20世纪60年代时，美国更多地依赖于化石燃料，水电大约贡献了发电容量的20%，水电在能源结构中所占的比例现为10%左右。

水电项目的监管

联邦政府建设的水电项目由国会授权，主要由以下部门进行施工：美国内务部、垦务局、美国陆军工程兵部队和田纳西流域管理局。对于大多数的非联邦水电项目，联邦能源监管委员会必须颁发执照，授权施工。许多水电项目也发挥其它作用，如航行、防洪、娱乐和灌溉。

联邦能源监管委员会的作用

联邦能源监管委员会水电许可办公室位于华盛顿哥伦

比亚特区，另设五家区域性办事处，负责水电项目的管理。

联邦能源监管委员会聘请许多专家对非联邦水电项目

的施工、运营和维修的所有阶段进行评估。这些专家包括机械、土木和电气工程师、地理学家、土壤科学家、历史学家、渔业生物学家、水产生态学家、野生生物学家、室外娱乐规划师、经济学家、植物学家和用地规划师。

联邦能源监管委员会可以颁发有效期最长为三年的初

步许可证，授权潜在的开发商开展可行性研究，同时保留以后申请执照的优先权，但没有授权施工。许可证持有者必须每隔六个月提供一个现况报告。初步许可证并非申请执照的先决条件。

联邦能源监管委员会可以为水电项目颁发有效期最长为50年的执照。

颁发给私人实体（如私人公用事业公司、制造性公司或个人）的执照到期时，联邦能源监管委员会可以向原持照人或新持照人颁发新的执照（即重新颁发执照）。联邦能源监管委员会可以建议联邦接管，如果它认定此类行动更有利于公共利益的话（但联邦接管从未发生过）。如果一家联邦机构建议接管某一项目，联邦能源监管委员会可以推迟两年做出决定，以便给于国会充足的时间对建议进行考虑。持有执照的项目（为州、城市、灌区或水土保护区所拥有）可以不受联邦接管。在所有的新执照审批过程中，允许通过竞争获得项目执照。

对于某些类型的水电项目，联邦能源监管委员会可以做出豁免，使之无需申请执照。

水坝安全

水坝安全是联邦能源监管委员会水电计划的一种关键

部分，为重中之重。按照检查的项目（水坝）的数量（约3036座）衡量，联邦能源监管委员会的水电计划在美国联邦政府中居于首位。而且，这些水坝的三分之二多都已超过50年之久了。随着水坝的逐渐老化，安全和完整性方面的担忧逐步加剧，定期的检查计划就显得尤为重要。

在水坝施工之前，联邦能源监管委员会的工作人员对水坝、发电站和其它结构的设计、方案和规范进行审批。在施工过程中，联邦能源监管委员会的工作人员频繁地对项目进行检查；在项目竣工之后，还对其进行定期检查，通常是每年一次。

美国当前的水电开发

常规水电项目

截至1997年1月，美国境内运营的水电站约有2358座，常规装机容量为74,800兆瓦，抽水蓄能发电容量为18,400

兆瓦。

华盛顿州、加利福尼亚州和俄勒冈州是美国的主要水电产地。

在发电能力方面，萨斯奎汉纳电力公司和费城电力公司在马里兰州康诺文果市附近的萨斯奎汉纳河上共同经营的

一座512兆瓦水电站是全美最大的私人拥有的常规水电站。在纽约州尼亚加拉大瀑布下由纽约电力局所运营的2515兆瓦常规型水电站是全美最大的非联邦政府、公共所有的常规水电站。

联邦政府所拥有的最大常规水电项目是位于华盛顿中

北部哥伦比亚河上的大古力项目，其装机容量为6,180兆瓦。

抽水蓄能项目

位于加利福尼亚州弗雷斯诺市境内由太平洋煤气与电

力公司运营的1050兆瓦赫尔姆斯抽水蓄能项目具有1630英尺（497米）的水头，为全美水头最高的抽水蓄能项目。私人拥有的最大运营抽水蓄能项目为弗吉尼亚电力公司和阿

利根尼发电公司共有，位于加利福尼亚州巴斯县境内。此外，最大的非联邦政府、公共所有的抽水蓄能项目是加利福尼亚州水渠项目的一部分，装机容量为1275兆瓦，由洛杉矶县运营。最大的联邦拥有的抽水蓄能项目是田纳西流域管理局的1530兆瓦浣熊山项目，位于田纳西州境内的田纳西河上。

抽水蓄能的建设在1960年与1970年之间达到顶峰。电力需求的增长趋势表明在未来十年间更多的抽水蓄能容量

得到开发。开发商目前正在许多地区开展选址工作，这些地区包括新泽西州、华盛顿州、加利福尼亚州、亚利桑那州、

科罗拉多州、阿肯色州、田纳西州、俄亥俄州、宾夕法尼亚州和佛蒙特州。

美国水电的现状和未来

根据美国能源情报署新近发布的《2001年可再生能源年度报告》，美国的水力发电量已经大幅度下降；水电消耗下降了23%，水电不再是美国最主要的可再生能源，这是十年来首次出现这一情况。可再生能源的总消费量下降了12%。这些事实使得联邦和州决策者以及美国的能源消费者颇感忧虑。

水力发电的下降主要是由于西部各州缺乏水资源，这是个随多变的气候条件而起伏不定的问题。不过水电还面临着其它一些严重问题，加剧了干旱年份的影响，淡化了水源充足年份的积极效果。这些问题包括水电许可证制度改革、新水电的激励措施以及新水电技术的资金问题。

水电是一种清洁的可再生能源，提供着许多电力和非电力方面的益处。水电是美国能源结构中的一个重要组成部分，源源不断地为美国的电力消费者提供清洁、零排放的能源。完善许可证制度并扩大现有水坝和水库的水电开发，将进一步有效地促进美国可再生能源结构的改善。

水电许可证制度改革

为了使水电能在美国的能源结构中占据更为有利的地位，水电的许可证制度必须进行改革，以提高其效率，降低其复杂性和争议性。联邦能源监管委员会目前正在制订规则以解决许可证审批过程中的许多重要问题，但是透过这一规则制订而实现的行政改革必须有立法改革的配合。这一点十分重要，因为在未来12年间现有非联邦所有的装机容量中有一半多必须重新颁发执照。这包括39个州境内的300个项目，总装机容量为三万多兆瓦，大部分位于电力供应和水源问题比较严重的西部各州。

尽管解决方法多种多样，所有的利益相关者都认为许可证审批过程需要改善。大量的条例、规定、部门政策和法院判决已经使审批过程变得耗时费力，重复进行，争议重重。一个典型的水电项目需要八至十年的时间才能完成执照审批过程，有些项目甚至耗费20几年的时间和数以百万美元的金钱，而最终结果却通常是降低了运营灵活性，丧失了部分发电能力，而且频频导致环境改善的延误。

现有设施新水力和非水力大坝的激励措施

美国尽管有着大量的未开发水力发电能力，水电开发长

期以来一直停止不前，甚至不复存在。历史上，由于水电的监管成本高和容量限制等因素，大部分旨在鼓励新的可再生能源增长的方案都忽略了水电及其增长的边际效益。

美国能源部在1998年进行了一次能源评估，得出如下结论：到2020年之前，现有水电资源可以再开发出21,000兆瓦的额外电力，所有这些电力均不需要建设水坝或蓄水。在这21,000兆瓦中，可以通过扩容和提高效率，开发出4300多兆瓦的符合当今环境标准的“增量水电”。这可以满足大约四百万户家庭的电力需求，这显然是对国家能源供应的一个重大贡献。

遗憾的是，这些潜能目前并没有得到任何的开发。建设新的发电能力是一个资金密集型过程。尽管不同的项目有着不同的成本，新的水力发电的成本介于650至2500美元/千瓦之间（取决于升级的类型）。水电尽管与其它可再生能源行业有所不同，但也有着同样的优点，因此同样需要鼓励可再生能源发展的政策。

美国74%的等级选民支持为水电生产商提供财政上的激励措施，这将鼓励在现有场地上的水电开发，使美国能更多地依靠清洁的国内资源。此外，它还将鼓励更多的新水电技术部署，从而提高枯水年份水电的运行性能，并且更有效地应对环境问题。没有财政上的激励措施，未开发的水电能力毫无疑问将继续无法得到利用。

先进水电技术拨款

多年来，水电行业一直与能源部合作，设计、开发、测试和部署新一代的水电涡轮机，以改善鱼类的通过，应对水电造成的其他环境影响，并改善水力涡轮机的效率。这一项目，即先进水电涡轮机系统的部分成本，是由国会通过“能源与水力拨款”立法而提供资金的。水电行业自从1994年以来在研发上已经花费了2.7亿美元（6千多万美元用于过鱼）；水电行业也一直与能源部合作，以解决其它重要水电研发问题。水电计划在实现其目标方面已经取得了长足的进步，而且国会的全额拨款将促进该项目顺利完成，从而在不久的将来部署新的宝贵的水电技术。