对话水电工程专家郭苗：抗9级地震、年发3000亿度电，建设世界第一大水电站意味着什么？

“雅鲁藏布江是藏语里的称呼，‘雅鲁’的意思是高山高峰，‘藏布’的意思是大江大河，直译就是来自高山高峰下的大江大河，雅鲁藏布江在西藏人的心里是‘天河’，下游会流去印度的东北部和孟加拉国，然后流入孟加拉湾。”郭苗如是说。

谈及为什么这个区域的水能蕴含量如此巨大时，郭苗表示，雅鲁藏布江发源于喜马拉雅山脉北坡，上游年径流量只有600亿立方米，现在要建设的墨脱水电站在雅鲁藏布江大拐弯处，因为两边峡谷上的雪水融化，汇入雅鲁藏布江中下游，它的年径流量就变成了1600亿立方米。

出了藏布江大峡谷之后，就到了世界雨极。南极和北极的雪水融化了，会形成巨量的淡水，第三个极就是喜马拉雅山脉，上面的雪水就形成了雅鲁藏布江下游6400亿立方米的年径流量。

“所以雅鲁藏布江是从600亿到1600亿再到6400亿立方米的年径流量的，现在的雅下水电站是在1600亿立方米年径流量的这一段修建的，所以水能是靠雪山补水，还有其他中部汇流过来的，西藏的水能资源目前主要来自雅鲁藏布江的水能，它只比长江水系少一点，排在我国第二位，还有1.09亿千瓦水能资源没有被开发。”郭苗解释道。

墨脱水电站是梯级电站，计划在大拐弯河段截弯取直建设。

水电站一般有两类，一类是引流式，把水引流到其他地方发电；另一种式大坝截流式，如三峡，但大坝截流会引起河流断流、鱼类洄游等环境问题。

郭苗表示：“墨脱水电站建设了一个比较低的坝，并没有截断它的大弯，我们把长达50公里、海拔高差2000多米的水能引到30公里长的直隧洞里来，在这条直隧洞里建了5个梯级电站，用这5个梯级电站来发电。”

那么从雅鲁藏布江的水流到最终产生电能，其中的能量转换原理是什么呢？

对此，郭苗解释道：“只要地球有公转和自转，就有重力势能，水是有重量的介质，而我们常说的水往低处走就是因为重力，一般来说水力发电主要用两种能量，一种是位置势能和压力势能，一种是水的动能，而雅下现在用的是冲击式水轮机，对水的势能用的不多，主要用的是水的动能。”

要想在30公里长度内充分利用2000米的海拔高度差，主要用水的动能冲击水轮机的转轮，水轮机的转轮和发电机的转轴是连在一块的，水轮机的转轮又带动发电机的转轮旋转，闭合回路中磁通量发生变化时就会产生电流，这是电磁感应原理。

能扛得住9.0级地震

郭苗也谈到了这种梯级电站的布局，他称当初规划梯级电站时，经过了很多验证，因为从理论上讲，大拐弯处的水能大概蕴含了7000万千瓦的电能资源，如何应用尽用是要考虑的大问题。

因此，合理布置这5座梯级电站是根据电站数量、投资回报等经济效益、电站的机组容量、机组数量的规模综合考量得到的。

“前期也考虑过混流式电站，但最终还是采取了冲击式的，把大坝截流等方式都摒弃了，因为中国是负责任的大国，东南亚所有河流起源都在我国境内，这样也可以把水能资源更好地给下游国家使用。”郭苗如是说。

雅鲁藏布江的中下游位于印度板块和欧亚板块之间，势落差较大且地形十分复杂，地质均匀度不是特别好，还处在地震带上，在建设电站的时候更要保证电站能够扛得住9.0级的地震，所以也没用建设大坝，而且墨脱是我国最后一个通公路的“人间仙境”，比较偏远、生态环境脆弱，这些都是考量因素。

此外，郭苗也分享了一些前沿技术和创新方法，像溪洛渡水电站是我们国家最聪明的电站，它的大坝上面安装了很多可以及时收集大坝状态的无线感测装置，对于大流域的环境监测，会有水文预报，类似装置如果装在几个国家共享河流上游，若发生水情会及时同步给下游国家，以便他们有充足的时间进行调整，当然也会通过遥感卫星进行观测。

“人工智能我们肯定会用的，因为这项工程的工期是15-20年左右，未来我们的技术会更先进，这些先进的技术对水电站有及时的诊断作用，包括我们团队正在做的电站机组运行状态的监测等都可以用到电站正常运行过程中去。”郭苗分享道。

在目前建设电站的过程中，有两大技术难题已经解决了，至于为什么现在才解决，郭苗称我们一直在“打怪升级”。

我们最先做的是长江和黄河的电站，然后做了锦屏二级电站，锦屏二级电站和雅鲁藏布江拐弯处电站的布局是一模一样，都是截弯取直的。等把锦屏二级电站做完后，我们有了巨型的盾构机，能够很好地用于30公里长的直隧洞建设，建好之后我们还会用特高压远距离输电技术把电能输入到外部去。

在郭苗看来，宣传语写的很明白了，“首先是自用，然后外送，最后是带动当地经济发展，外送主要送到东南沿海和周边几个国家，外送电能的技术难题是特高压问题，现在已经解决了，±1100千伏的直流超高压已经可以用了，正是这些近20年前期的积累，才有了今天的结果。”

可满足3亿人一年用电量

谈到这，大家最关心的还是建成后会对我国的能源结构产生怎样的影响？

对此，郭苗表示：“目前我国的电力结构64%依靠火电，而我们的双碳目标是绿电，雅下这5座梯级电站建成后可以满足3亿人一年的用电量，也就是我们国家1/4人口的用电量。”

“这3亿人用的纯绿电还不包括梯级电站建成后在它周围的风电、光电等，再加上水电和储能布成能源基地，这个基地将来一年的发电量可以占到日本年用电量的60.4%，电站和GDP是成正比的，1度电大约可以支撑13.95元GDP，甚至可以说这一个电站将来要占日本GDP的60.4%，我们是工业大国，不光现在要占到全世界工业总产值的35%，将来肯定更多，这都需要电能支撑。”郭苗补充道。

此外，据国家绿皮书预估，到2030年人工智能每一年消耗的电是4000多亿度，2024年我们国家发了9.7万亿度电，超过二十分之一。

郭苗表示：“这是一个惊人的数据，这项工程不仅对绿色产业有帮助，也会对人工智能的发展有重要帮助，当然雅下电站建成后也可以带动当地几百万个工作岗位。”

“现在世界第一大水电站是三峡水电站，目前来看三峡要让位了，等建设好以后，年发电量是3000亿千瓦时，整个发电量是三峡的三倍，相较于其他绿色能源，水电没有间歇性和波动性，是真正绿色环保发电形式。”郭苗感叹道。