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一、發展水電的優越性
召開第14屆世界能源大會后的主要結論之一是：在21世紀的上半期，作為化石燃料替代品的再生能源中，只有水電資源成為主要資源。世界上還有70%以上的水能源可供開發，特別是水能資源豐富的發展中國家，水電開發潛力很大。
通過國內實踐，總結出水電有6大優點：
1)它是再生能源，雖有豐枯年差別，但沒有用完的顧慮；而火電、核電消耗的是有限的油、煤、氣、鈾等資源。
2)發電成本低，水電的成本僅為火電的1/4左右；經濟效益高，水電是火電的3倍左右。
3)水電是清潔能源，可改善自然環境；而火電排放煙塵、氧化硫、氮氧化物、溫室氣體、放射性物資，特別是燒高硫煤會出現酸雨。核電則會產生很難處理的核廢料。
4)水電有防洪、灌溉、航運、供水、養殖、旅游等眾多社會效益，火電效益相對較少。
5)效率高，大中型水電站為80%～90%，而火電廠為30%～50%；廠用電率，水電站為0.3%，而火電廠為8.22%。
6)水電機組起停靈活，輸出功率增減快，可變幅度大，是電力系統理想的調峰、調頻、調相和事故備用。
然而一切事情總是一分為二的，水電也有負面影響，例如：壩后水流量減少，會增加泥沙淀積，江水自凈能力降低；淹沒地段要移民，搬遷文物；對魚類產卵，回游產生影響；淹沒地段容易產生滑坡；高壩容易誘發地震。近年對開發怒江，環保派與開發派有較大爭論，使怒江開發陷入停頓狀態。
現在，葛洲壩將到運行15年時，有關部門作了總結，充分說明經濟效益非常顯著。已向華中和華東電網輸送電量1879億kW•h，創造直接工業產值150億元。葛洲壩電站通過革新挖潛，使其最大輸出功率由設計時的271.5萬kW提高到286.8萬kW；機組運行的最低水頭由設計時的8.3m降低到5.8m；即使遭受千年一遇的特大洪水，機組也能正常運行。近16年已累計節約原煤8000多萬t，其節煤效益和煤運交通減荷效果約相當于3～5座裝機60萬kW的火電廠，年產煤1000萬t的煤礦和一條綜合運力達1100萬t的鐵路功能。1998年長江7次洪峰形成時，在隔河巖水庫及漳河水庫關閘同時，葛洲壩水利樞紐控制下泄流量，最多時削減流量2000m3/s，并維持29h，直接降低沙市水位25cm，大大減輕了洪水對長江中下游的危害程度。
二、世界開發水電情況
目前世界上大約21%的電量來自水電。近45年來世界水能資源開發仍然保持較快的速度。1950年共有水電裝機容量7200萬kW，1970年水電裝機容量19065萬kW，發電量11650億kW•h，1990年達62843萬kW和21615億kW•h，1995年已達70893萬kW和25325億kW•h。45年內，水電裝機容量的平均年增長率為5.2%。可以看出國土面積較小的發達國家開發率最高，而那些面積大而水能資源又處于邊遠地區的國家尚可進一步開發。又據另一資料刊載，2004年在各國電力系統中水電量所占比重，挪威為9819%，巴西為86.5%(2001年數據)，冰島為83.3%，加拿大為58.9%，新西蘭為68.1%，奧地利為71.7%(2001年數據)，瑞士為55.3%，瑞典為40.1%，意大利為17.4%，中國為15.1%，美國為6.6%。我國水電量比重尚低于世界平均水平。
從水電工程規模來看，現已投入運行的1000萬kW以上的工程有2處，即1991年建成的巴西、巴拉圭邊界的伊泰普水電站為最大，裝機1260萬kW，其次為1986年投運的委內瑞拉古里電站，裝機容量1030萬kW，見表3全球10大巨型水電站。目前全世界正在建設的水電工程，中國以7000多萬kW排名工程總量第一，其次是巴西。從中國在建的三峽、溪洛渡、龍灘、拉西瓦、小灣、錦屏一級、瀑布溝等工程規模來看，無疑都是世界上數得上的巨型或大型水電站。
近二三十年，世界發達國家抽水蓄能電站發展越來越快。1950年全世界抽水蓄能電站總裝機容量為160萬kW，1960年為342萬kW，1970年為1160萬kW，1980年為4652萬kW，1990年為8068萬kW，每10年平均年遞增率順次為7.89%，17.14%，10.8%，10.6%。1998年約達1億kW。抽水蓄能電站裝機容量發展最多的國家是日本和美國，其次是意大利、法國、德國、英國、奧地利等國家。1998年美國抽水蓄能電站裝機容量為1889.9萬kW，占水電總裝機容量的25%；日本抽水蓄能裝機容量為2395.3萬kW，占52.8%。中國也很重視抽水蓄能電站的開發，廣州抽水蓄能電站裝機容量為240萬kW，是世界上最大的抽水蓄能電站。第二是美國的巴司康坦抽水蓄能電站，裝機容量210萬kW。
當今水輪發電機組的發展趨勢是大容量、新材料、新技術、新結構、高效率。2003年84萬kVA機組在三峽水電站投運，它為立軸半傘式三相凸極同步發電機，定子機座外徑達21.4m，定子鐵心內徑達18.8m，鐵心高度達3.13m，單臺機組約重6600t，都是世界之最。世界上大型水輪發電機組(≥500MVA)。
隨著理論研究和實驗技術的進步以及大型高效施工機械的發展，國外興建的高土石壩日益增多，雙曲薄拱壩發展迅速，碾壓混凝土壩方興未艾，面板堆石壩倍受重視。目前世界上最高的重力壩是瑞士于1962年建成的大狄克桑斯壩，壩高285m。目前世界上最高的拱壩是前蘇聯于1984年建成的格魯吉亞英古里壩，壩高271.5m。最高的支墩壩是加拿大于1968年建成的丹尼爾•約翰遜連拱壩，壩高214m。最高的土石壩是前蘇聯于1986年建成的塔吉克斯坦羅貢壩，壩高335m。到1999年底，壩高200m及以上的壩已建成35座。我國二灘雙曲拱壩高240m，居世界第12位。
展望未來，世界水電發展將有如下趨勢：積極開發水電；重視對現有工程的更新改造，從而提高效率；抽水蓄能電站將倍受重視；加深對水電環境影響評價的研究；對水電效率作出客觀全面的評價；依靠科技進步推動水電建設。
三、國內開發水電的情況
我國水電事業發展極其迅速，2005年裝機為1949年的714倍，發電量557倍，平均年增長率分別為12.5%及12%，即平均不到7年就翻一番。水電在電力工業中的比重，已分別由建國初期的8.8%(按裝機)和16.5%(按電量)提高到22.9%和16%。從世界范圍來看我國水電裝機容量和發電量，從建國初期的第25位和第23位，都上升到第1位。
根據2005年統計，全國已建的100萬kW以上的大型水電站21座，總裝機容量為3973萬kW，占全國水電總裝機比重的34.2%；正在建設大型水電站有22座。由此可見，水電站建造的規模越來越大，在這些電站中多數是以發電為主，兼顧防洪和灌溉；少數是水利樞紐，以防洪灌溉為主，結合水利工程發電，如：萬家寨、小浪底等水電工程。
國內水電站多分布在當前缺煤及水能資源開發條件較好的省市自治區，如：遼、吉、浙、閩、贛、鄂、湘、粵、桂、渝、川、滇、黔、陜、甘、青16省區，其裝機容量均超過百萬kW，但開發程度不高，最高的遼寧為89.8%，其次為福建82.43%(以電量計)，水電比重超30%的有閩、鄂、湘、桂、滇、藏、青、川8個省區。
可看出水能資源豐富的省區首推川、滇、藏、黔的西南地區，它們占全國可開發水能資源的66.7%；其次為鄂、桂、湘、粵等中南地區占全國的12%；再次為青、新、甘、陜等西北地區占全國的9.5%。水能資源依流域分，規劃了全國13項水電基地，它們是金沙江、雅礱江、大渡河、烏江、長江上游及清江、紅水河、瀾滄江、黃河上游、黃河中游、湖南、閩浙贛、東北、怒江。如果全部開發將有裝機容量27602萬kW，將占全國可開發水能資源的50.95%。目前全國經濟發達地區都在沿海，即：長江三角洲、珠江三角洲、環渤海地區，這些地區能源緊缺，急需廉價的水電。
考慮到水能豐盛、淹沒少、造價低、輸電距離短等因素，這13項水電基地國家已優先發展黃河上游、紅水河、長江上游及烏江4大水電基地。2000年國家提出西部大開發，為中國進入小康社會提供能源保障。水電開發將逐步推進到大渡河、瀾滄江、金沙江、雅礱江等邊遠地區。僅目前在建項目中有不少屬于世界級，如：世界裝機容量最大的三峽電站、世界最高雙曲拱壩的錦屏一級電站(305m)以及小灣電站(293m)、世界最高面板堆石壩(233m)的水布埡電站、世界最高碾壓混凝土重力壩(216.5m)的龍灘電站等。
三峽工程的前期工作，20世紀50年代開始，已持續進行了近40年。1992年4月3日我國七屆人大五次會議通過《關于興建長江三峽工程的決議》，1994年主體工程開工。三峽工程位于西陵峽中的三斗坪鎮，它具有防洪、發電、航運等巨大綜合效益，是治理開發長江的關鍵工程。三峽工程由三部分組成：樞紐工程、移民工程、輸變電工程。樞紐工程主要由大壩、水電站房和船閘、升船機等水工建筑物組成。水庫正常蓄水位175m，初期蓄水位156m，大壩壩頂高程185m，總庫容393億m3，其中防洪庫容221.5億m3，可使荊江的防洪由現在的10年一遇提高到百年一遇。電站共安裝26臺水輪發電機組，每臺發電出口70萬kW，總裝機容量1820萬kW，年均發電量846.8億kW•h，為了減少棄水調峰，最近又增建三峽地下電站，裝機420萬kW。水庫蓄水后，使重慶以下川江多處險灘都深埋水下，可大大改善航運條件，萬噸級船隊可直達重慶港。三峽水庫總面積1084km2，其中被淹沒的陸地面積632km2，考慮到人口自然增長及其他因素，規劃將移民113萬人。三峽樞紐工程基礎土石方開挖10283m3，土石方填筑3198m3，混凝土澆注2794m3，金屬結構安裝約26萬t，工程總工期15年。三峽工程總動態投資約為2000億元，其中半數投資來自三峽工程建設基金，其二是葛洲壩電站和三峽2003年后的發電利潤，其三是國外賣方信貸、國家開發銀行貸款及債券。1997年11月8日以三峽二期圍堰截流為標志的一期工程早已結束，1998年起進入二期工程，其任務是截止2003年初期蓄水135m，形成50億m3的防洪庫容，雙線5級船閘投運。2003年至2008年為第三期，施工6年，實現全部機組發電和樞紐工程全部竣工。2003年至2005年3年內相繼以6臺、5臺、3臺70萬kW機組投運，提前打破原來安排的投運計劃，2003年發電86.1億kW•h，2004年發電391.6億kW•h，2005年發電490.9億kW•h，適時解決了我國嚴重電荒時期的燃眉之急。
截止2005年，我國已在10省市建成11座抽水蓄能電站，裝機容量約640萬kW，占全國裝機比例的1.3%。其中大型41座，即：廣州、浙江天荒坪、北京十三陵和河北潘家口；中型電站7座，即：吉林白山、江蘇沙河、浙江溪口、安徽響洪甸、湖北天堂、河南回龍、西藏羊雍卓湖。為達到必需的電網調節能力，電力系統至少應裝有占裝機總容量5%的抽水蓄能機組，為此目前已開工銅官山、泰安、西龍池、寶泉、桐柏、張河灣、惠州、黑麋峰、王郎琊山、白蓮河電站，擬建設的還有深圳、仙游、呼和浩特、蒲石河、桓仁、荒溝、響水澗、板橋峪等抽水蓄能電站。
我國的小水電資源十分豐富，理論蘊藏量約1.5億kW，可開發裝機容量6521萬kW，相應年發電量2893億kW•h。由于農村經濟發展，同時政府采取了正確政策，小水電建設迅猛發展。到2005年底，小水電裝機容量已達4390萬kW，年發電量1380億kW•h，占當年我國水電量的34.9%。開發程度已為67.3%，遠高于大中型水電，共有1030個縣實現了農村初級電氣化縣。統計資料表明，我國小水電裝機穩居世界第一，已有20多年了。小水電站的建設發展了農村工業，促進了城鎮化，以電代柴，使山區的植被免遭破壞，農網改造降低了線損與電價，提高了農民的生活質量。“十一五”期間規劃新增小水電裝機1500萬kW，建設400個水電電氣化縣。2005年水利部對21世紀開頭20年我國小水電作出新的戰略規劃，到2020年我國將建成300個裝機10萬kW以上的小水電縣，100個裝機20萬kW以上的小水電基地，40個裝機100萬kW以上的小水電強縣。規劃還確定，發展農村水電，實施小水電代燃料生態保護工程，通過大力發展小水電，規劃到2020年解決1.94億農民的生活燃料，每年減少砍柴1.49億m3，每年減少CO2排放4100萬t，獲得了生態效益360億元。
自20世紀80年代對外開放以來又積極開展對外技術交流，認真吸取了歐美、日本等國的先進技術，我國水電機電設計、制造、安裝和運行的技術水平已明顯進步，正逐步達到世界先進水平。我國已有最大容量84萬kVA、推力負荷達55000kN、轉輪直徑達10.6m的三峽混流式機組；最大水頭189.2m、單機最大持續出力61萬kW、空冷每極容量達1.457萬kVA、轉輪直徑6.247m的二灘混流式機組；五強溪水輪發電機組轉輪直徑達8.3m，居世界第3；最大水頭57.8m、額定容量20萬kW、轉輪直徑8m、推力負荷達41000kN的世界單機容量最大的高水頭軸流式水口水輪發電機組；最大水頭27.3m、額定容量4.5萬kW、轉輪直徑5.46m的洪江貫流式機組；最大水頭637.2m、額定容量12萬kW、轉輪直徑2.6m的冶勒沖擊式水輪發電機組；采用蒸發冷卻技術的單機容量40萬kW的李家峽機組等。
四、水電建設中存在的問題
1.開發程度低，能源生產構成不合理
2005年我國水能開發程度只有21.5%，而其他發展中國家如：巴西、印度分別達到29.2%(2000年數據)及31.5%(2003年數據)。我國水能資源在一次能源可采儲量構成中占36.5%，而在能源生產構成中僅占8%，這樣顯然是不相稱的。
2.水電比重逐年下降
解放以來國家重視水電發展。水電比例從1949年的8.8%上升到1984年最高值為32%。改革開放后，由于政策、措施的調整跟不上市場經濟發展，在缺電情況下，各地往往爭上短平快的火電，使水電比例自1985年開始，一路下滑至2005年的22.9%。國家電力公司成立后，采取有效措施，調整電源結構，1997年提出了3年內原則上不開發新的火電項目(目前看來，這個決策是錯誤的)，優先發展水電。從1998年到2000年，投產水電分別為533、600、638萬kW，2000年水電比例恢復增長到24.8%。但在2000年電力供應呈現短暫性過剩，各地又放松了水電建設，2001年和2002年僅投產水電280、155萬kW，到2002年水電比重又跌到24%。其后又逢到電力緊缺，水火電項目又快馬上鞭，2003年到2005年，投產水電分別為883、1036、1126萬kW，創歷史新高，但2005年水電比重卻進一步下降到22.9%。
3.未能給水電建設以優惠政策
雖然從20世紀80年代起，確定了“水火并舉，因地制宜，優先發展水電的方針”，卻一直不能實現。究其原因是現行政策未能給水電建設以優惠。首先，水電是一次能源和二次能源同時完成的能源開發，大水電現行增值稅率是17%，與火電相同，但火電在燃料和其他原材料進項稅抵扣后實際增值稅率為8%，大水電卻因無進項稅可扣而必須交17%，為優惠農村發展小水電，其增值稅率僅收6%。其次，水電要征收設備進口稅、耕地占用稅、礦產資源稅、礦產資源補償費、場內公路養路費、貨運附加費等，而且還有巨大的水庫淹沒處理補償投資，包括有移民安置、耕地補償、城鎮遷建、專業項目復建，例如，在三峽工程中，這項費用約占三峽總投資的1/3。第三，由于水電站不是獨立核算單位，而是由電力公司實行水火電統一核算，而且水電上網電價低，加上水電工期長，建設期貸款利息可占到工程總投資的20%～40%。第四，對綜合效益顯著的水電工程沒有實行投資分攤。例如，百龍灘水電站的航運工程投資占總投資的12.8%；又如，防洪自古以來是社會公益事業，灌溉是水利事業，本應由有關受益部門分攤投資，而實際上卻做不到，致使水電投資增大。
4.各級領導的認識問題
許多領導總認為水電工期長、造價高、移民難，其實仔細剖析也可很好地認識清楚的。第一，水電工程也可以做到工期短，如，裝機120萬kW的隔河巖總工期8年，36萬kW的引子渡工程，總工期為37個月。這就要求，首先做好前期工作，開工的資金、材料、設備及設計資料按時到位；加強施工管理；處理好業主與地方關系；施工期間提前發電。第二，根據最近統計，水電與火電投資平均造價比為7∶5，也就是水電投資要比火電高出40%，但火電如果加上開拓煤礦礦井及修建運煤鐵路等投資及電廠本身脫硫脫硝除塵等環保費用，據測算，水電與火電的投資也就相差無幾了。水電如果推廣碾壓混凝土壩，隧洞開挖采用大斷面掘進設備，造價是可以降下來的。第三，關于移民問題，過去是純安置性，造成了移民的依賴性，自從三峽工程改為開發性移民，移民生活得到改善，效果就大不一樣了。
五、展望未來
按原國電公司規劃，2005年水電裝機容量達9000萬kW，而實際執行結果則為11652萬kW，大大超出了原計劃數，這說明了“十五”計劃電力需求預測的失誤。黨的十六大以后，中央提出全面建設小康社會，在優化結構和提高效益的基礎上，國內生產總值到2020年力爭比2000年翻2番，綜合國力和國際競爭力明顯增強。在此背景下，電器工業協會發電設備專家組預測2010年水電裝機16500～17000萬kW，2020年為26600萬kW。如果專家上述預測得以實現，水電裝機比重2010年為2319%，2020年為23%。
1.乘三峽之風，積極建設多項巨型水電站
三峽擁有10大世界之最的美稱即：防洪效益最顯著；年發電量最大；建設規模最大；工程量最大；施工難度最大；施工期流量最大；泄洪能力最大；級數最多、總水頭最高的內河船閘；規模最大、難度最高的升船機；移民工作最艱巨。同時在輸變電工程中還創造了直流輸電工程規模世界最大、直流工程技術水平世界最高、單臺換流變壓器容量世界最大、直流工程建設工期世界最短、直流輸電運行經濟指標世界最優等5項“世界之最”。國家通過市場換技術的方針，向國外跨國公司付費1635萬美元，實施“技貿結合、技術轉讓、聯合設計、合作生產”的方法，使三峽左岸電站最后1臺機組國產化率達到85%，右岸電站12臺機組將有8臺在國內生產，在水輪機組設計制造領域內，用五、六年時間內跨越了國外30年差距。正是通過三峽工程的實踐，我國水電機電設計、制造、安裝和運行的技術水平已明顯進步，正逐步全面達到世界先進水平。根據表7，目前在建的三峽右岸電站及地下電站、龍灘、小灣、拉西瓦、溪洛渡5座電站，共需要70萬kW機組51臺。正如潘家錚院士講的好：“世界水電在中國，中國水電冠全球”。我們不應妄自菲薄，要敢為天下先，既要有勇爭世界第一的勇氣，又要一步一步、腳踏實地地攀上頂峰。
2.在西部開發中抓住機遇，重點開發龍頭水庫的大型水電站
在梯級開發中，位于河流的大水庫，對全河流量都有調節作用，影響極大，被稱為龍頭水庫。在發電方面，上游水庫的調節可以對下游的每一個梯級電站產生效益，增加其保證出力和發電量。例如，小灣水電站大壩形成水庫總庫容151.3億m3，該電站建成后，除電站自身巨大的發電量外，還可使下游已建的漫灣和大朝山電站增加保證出力約79萬kW，增加枯水期電量31.2億kW•h。目前在建并具有龍頭水庫規模的有龍灘、小灣、錦屏一級和溪洛渡電站等。
3.在有水缺煤地區，加快開發中型水電
開發中型水電站(5～25萬kW)，主要解決地方用電及調峰，使地方直接受益。它們具有“短、平、快”的優勢，移民少，解決比較簡單，見效快，發電工期在4年左右。我國中型水電技術可開發裝機8773萬kW，占全國的16.2%，年發電量3927億kW•h，占全國的15.9%。正在開發中的有浙江灘坑、福建街面、湖南銅灣及淦田、湖北潘口、廣西百色、四川紫蘭壩及新政、重慶草街、云南泗南江及羊崖山等中型電站。
4.滿足調峰需求，建設一批抽水蓄能電站
近年來由于電網規模的擴大，30萬kW及以上的燃煤機組增多，核電站的相繼投入，加上第三產業的發展，家用電器的普及，致使系統負荷的峰谷差增大，加上西電東送的電量逐年增大(截止到2005年10月10日，南方電網送電至廣東1191億kW•h，至廣西389億kW•h)，為此受電端必須配備機動靈活的備用機組，需要興建一批大型抽水蓄能電站。特別是在火電比重較大的東北、華北、華東及南方電網中，亟待建設大型抽水蓄能機組，用以代替目前不經濟的火電機組調峰。根據發達國家的經驗，為達到必須的電網調節能力，電力系統中應至少有總容量5%的抽水蓄能機組。據此，我國目前應該有抽水蓄能機組2540萬kW，而目前已建成640萬kW，在建項目1080萬kW，其中：桐柏、泰安、銅官山、王郎琊山、西龍池、張河灣是從GE、伊林、富士、東芝、三菱等跨國公司進口，由于價格過于昂貴，已嚴重影響抽水蓄能電站的建設。國家發改委針對這種勢態，總結三峽左岸電站機組技術引進的經驗和燃氣輪機捆綁招標的利弊，戰略性地決定以寶泉、惠州、白蓮河3座電站16臺機組為依托工程，采取以市場換技術、聯合設計、合作制作、技貿結合方式進行國際捆綁招標，積極扶植民族工業。最后由法國AL2STHOM公司中標，哈電及東電各分包2臺機組。
5.完善水電的滾動開發機制
按照市場經濟的原則和中央提出的“流域、梯級、滾動、綜合”開發的方針，組建水電開發公司，實踐證明是符合客觀要求的一條加快水電開發的新路子。具有母體電站的滾動開發，就是以公司已還完貸款電站的高利潤，解決在建電站的高投入和平抑還貸期新電站的高成本。目前已組建的大型水電滾動開發公司約10多家，多家發電集團還參股水電基地的滾動開發公司，在資金上給以支持。但由于水電項目投資巨大，還需要靠外資、國債、發行股票、債券、民營企業投資等融資方式以及政府的“政策投入”。
6.大力加強水電科研工作
今后10年，乃至20～30年間，我國修建大量高壩水電站、大蓄水庫、特高壓電網、制造巨型水輪發電機組和研發±800kV直流輸電，許多項目屬于世界級特大工程，需要解決的技術難題很多。如：200～300m高壩建設的成套技術、深埋長隧洞技術、巨型地下廠房建筑技術、高水頭泄洪消能技術、優質高速施工技術。繼續與國外合作開發70～80萬kW混流式水輪發電機組并提高轉輪效率；開發200～250m高水頭大容量水電機組；20～30萬kW可逆式抽水蓄能機組；4～6萬kW貫流式機組；高水頭大容量沖擊式水輪機等。這就要求我們加強水電科研工作，完善水電站計算機監控和機組輔件的數字化和自動化
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