一、概述

    水力發電，研究將水能轉換為電能的工程建設和生產運行等技術經濟問題的科學技術。水力發電利用的水能主要是蘊藏于水體中的位能。為實現將水能轉換為電能，需要興建不同類型的水電站。

水力發電的特點

資料來源：智研咨詢整理

    水能是一種取之不盡、用之不竭、可再生的清潔能源。但為了有效利用天然水能，需要人工修筑能集中水流落差和調節流量的水工建筑物，如大壩、引水管涵等。因此工程投資大、建設周期長。但水力發電效率高，發電成本低，機組啟動快，調節容易。由于利用自然水流，受自然條件的影響較大。水力發電往往是綜合利用水資源的一個重要組成部分，與航運、養殖、灌溉、防洪和旅游組成水資源綜合利用體系。水力發電是再生能源，對環境沖擊較小。除可提供廉價電力外，還有下列之優點：控制洪水泛濫、提供灌溉用水、改善河流航運，有關工程同時改善該地區的交通、電力供應和經濟，特別可以發展旅游業及水產養殖。美國田納西河的綜合發展計劃，是首個大型的水利工程，帶動整體的經濟發展。

    水力發電的缺點有：1．因地形上之限制無法建造太大之容量。單機容量為300MW左右。2．建廠期間長，建造費用高。3．因設于天然河川或湖沼地帶易受風水之災害，影響其他水利事業。電力輸出易受天候旱雨之影響。4．建廠后不易增加容量。5．生態破壞：大壩以下水流侵蝕加劇，河流的變化及對動植物的影響等。6．需筑壩移民等，基礎建設投資大。7．下游肥沃的沖積土因沖刷而減少。

水力發電的優點和缺點

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    水電站按照水源的性質，可分為：常規水電站，即利用天然河流、湖泊等水源發電。抽水蓄能電站，利用電網負荷低谷時多余的電力，將低處下水庫的水抽到高處上存蓄，待電網負荷高峰時放水發電，尾水收集于下水庫。按水電站的開發水頭手段，可分為：壩式水電站、引水式水電站和混合式水電站三種基本類型。按水電站利用水頭的大小，可分為：高水頭（70米以上）﹑中水頭（15-70米）和低水頭（低于15米）水電站。按水電站裝機容量的大小，可分為：大型﹑中型和小型水電站。一般裝機容量5000kW以下的為小水電站，5000至10萬kW為中型水電站，10萬kW或以上為大型水電站，或巨型水電站。

水電站分類

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    二、發電量

    水能是一種既經濟又清潔的可再生能源。在當前條件下，水力發電具有技術成熟、開發經濟、調度靈活、清潔低碳、安全可靠等優點，并可兼顧灌溉、防洪、航運等社會效益，世界各國均將水力發電作為能源發展與基礎設施建設的優先選擇。近年來全球水力發電量持續增長，2018年全球水力發電量為4171.4太瓦時，較2017年增加了105.54太瓦時；2019年全球水力發電量為4222.2太瓦時，較2018年增加了50.81太瓦時。

2014-2019年全球水力發電量統計（太瓦時）

資料來源：BP、智研咨詢整理

    智研咨詢發布的《2021-2027年中國水電行業發展現狀調查及投資前景趨勢報告》數據顯示：2019年北美水力發電量為676.9太瓦時，較2018年減少了31太瓦時；中南美水力發電量為714.7太瓦時，較2018年減少了3.5太瓦時；歐洲水力發電量為632.5太瓦時，較2018年減少了12.8太瓦時；獨聯體水力發電量為248.4太瓦時，較2018年增加了4.1太瓦時；中東水力發電量為33.3太瓦時，較2018年增加了18.8太瓦時；非洲水力發電量為132.7太瓦時，較2018年增加了2.3太瓦時；亞太地區水力發電量為1783.7太瓦時，較2018年增加了72.8太瓦時。

2014-2019年全球各地區水力發電量統計（太瓦時）

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    全球水力發電主要集中在亞太地區、中南美、北美和歐洲，2019年亞太地區、中南美、北美和歐洲四個地區水力發電量占全球總水力發電量的90.19%。

    2019年亞太地區水力發電量占全球水力發電總量的42.24%，占比最大；中南美水力發電量占全球水力發電總量的16.93%；北美水力發電量占全球水力發電總量的16.03%；歐洲水力發電量占全球水力發電總量的14.98%。

2019年全球水力發電量結構

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    三、消費量

    近年來全球水電消費量持續增長，2018年全球水電消費量為37.32EJ，較2017年增加了0.73EJ；2019年全球水電消費量達37.64EJ，較2018年增加了0.32EJ，預計未來將繼續保持增長。

2014-2019年全球水電消費量統計

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    2019年北美水電消費量為6.03EJ，較2018年減少了0.3EJ；中南美水電消費量為6.37EJ，較2018年減少了0.06EJ；歐洲水電消費量為5.64EJ，較2018年減少了0.13EJ；獨聯體水電消費量為2.21EJ，較2018年增加了0.02EJ；中東水電消費量為0.3EJ，較2018年增加了0.17EJ；非洲水電消費量為1.18EJ，較2018年增加了0.01EJ；亞太地區水電消費量為15.9EJ，較2018年增加了0.59EJ。

2014-2019年全球各地區水電消費量統計（EJ）

資料來源：BP、智研咨詢整理

    全球水電消費主要集中在亞太地區、中南美、北美和歐洲，2019年亞太地區、中南美、北美和歐洲四個地區水電消費量占全國水電消費量的90.19%。2019年亞太地區水電消費量占全球水電消費量的42.24%，占比最大；中南美水電消費量占全球水電消費量的16.93%；北美水電消費量占全球水電消費量的16.03%；歐洲水電消費量占全球水電消費量的14.98%。

2019年全球水電消費量結構

資料來源：BP、智研咨詢整理

    四、未來發展趨勢

    世界上水力資源豐富，水電能源的開發完全符合可持續發展戰略，緩解了因為人口增加所帶來的資源短缺的現狀。未來水力發電的發展趨勢主要有：優化配置電力資源、合理規劃水力發電電價、加強水電技術的改造等。

水力發電未來發展趨勢

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