現(xiàn)在我國的經(jīng)濟規(guī)模僅次于美國,排名全球第二,而限制我國能源發(fā)展的其中一個主要因素,就是對燃煤的高度依賴。
正因如此,我國的長期戰(zhàn)略目標之一,就是要將煤炭替換成再生能源等更環(huán)保的能源資源,根據(jù)規(guī)劃,這類綠色能源的占比,將在 2030 年提升到 25%,到了 2060 年更將上看 80%,其中的主要來源之一,將會是興建全新的水力發(fā)電廠。
畢竟有什么能源比“水流”更穩(wěn)定又更高效呢?
我國工程師們的答案是“沒有”,因此便著手在長江上建造世界最大的水力發(fā)電站,三峽大壩,從 2009 年到 2012 年,這座工程幾乎全部完工,我國開始從這座全球最強大的水力發(fā)電廠,每年獲得大約一千億度(kWh)的電力,但隨著經(jīng)濟持續(xù)增長,我國對能源的需求也變得越來越龐大。
三峽大壩動工是在 1994 年,當時預計這座水電廠可以供應全國約 10% 的能源需求,然而等到 2009 年達到設計最大出力時,它實際只能提供約 1.7% 的全國用電量,不過,這點我國并不太擔心。
因為我國還擁有地球上最大規(guī)模的山脈,喜馬拉雅山,而那里蘊藏著幾乎取之不盡的潛在水力資源,喜馬拉雅山擁有全球海拔最高的多條河流,其源頭來自地球上最接近天空的冰河。
雅魯藏布江正是其中最著名的一條,常被稱為“河流界的圣母峰”,它是西藏最長的河流之一,流經(jīng)的高原地區(qū)海拔超過 3,500 米,而雅魯藏布江所穿越的“雅魯藏布大峽谷”,被認為是全世界最深的峽谷。
有趣的是,由于喜馬拉雅山區(qū)的地理調(diào)查還不完全,許多觀光客甚至包括喜歡美國西部電影的人,還以為地球上最大的峽谷是美國的科羅拉多大峽谷,直到 1994 年,我國科學院的勘探隊完成考察后才揭露,電影里那條知名的大峽谷,根本遠遠比不上雅魯藏布大峽谷。
這項研究指出,這條位于西藏的峽谷全長 504.6 公里,比科羅拉多大峽谷還長 64 公里,最深處更達到驚人的 6009 米,足足是科羅拉多大峽谷的 2.5 倍,不過,從水利工程的角度來看,雅魯藏布峽谷最驚人的優(yōu)勢,其實是它的“落差”。
從西藏米林縣的達都卡村,海拔約 2880 米,而到了巴措卡村附近,竟然下降到只有 115 米,來自 2 公里以上高處的大量水流會產(chǎn)生多么巨大的能量,這種規(guī)模的力量實在難以想象。
但我國的工程師們不僅試著去想象,甚至還精準地計算出了這股能量的規(guī)模,結(jié)果就是,一項打造“世界最大水力發(fā)電站”的宏大工程就此啟動。
這座水力發(fā)電站的大壩將建在雅魯藏布江下游,而該地的高低落差驚人,短短 50 公里的距離內(nèi)就有高達 2000 米的垂直落差,靠著這樣的水頭能量,預估每年可產(chǎn)生約 3000 億度電(千瓦時),這可是目前世界最大水力發(fā)電廠,三峽大壩的三倍以上發(fā)電量!
根據(jù)相關水利部門的估算,三峽大壩的總花費大約是 348 億美元,而雅魯藏布江發(fā)電計劃的早期預算則高達 1370 億美元,盡管如此,我國政府早已把這項工程納入第十四個五年計劃當中,一如我國其他大型工程,這個案子在拍板定案前,其實已經(jīng)討論了幾十年。
在這整個計劃中,技術上最困難的挑戰(zhàn),就是隧道的開鑿,不過,在深入這個話題之前,我們還是得先對整個工程的架構(gòu)有個基本認識。
首先,請你想象一下雅魯藏布江在那木那巴瓦峰附近出現(xiàn)的一個大轉(zhuǎn)彎,那座山的海拔高達 7620 米,水壩將建在那個大彎道的上游地段,雅魯藏布江大約有一半的水流,會經(jīng)由水壩引導進入一條鑿穿那木那巴瓦山坡的隧道。
這條隧道將確保 2000 米的高低落差,作為水力發(fā)電的關鍵動力來源,水流進入隧道后,會以極大的速度沖過水輪機發(fā)電,然后再從隧道出口流回下游的雅魯藏布江河段,換句話說,透過這條隧道,河水就能繞過那個彎道,直接從海拔 3000 米高的地點,垂直落到 800 米處。
當然,這只是一個非常簡化的說明,實際上,整個工程將開鑿 4 到 6 條隧道,每條約長 20 公里,根據(jù)估算,每秒會有將近 2000 立方米的水通過這些隧道,而隧道到底要怎么挖?這也是讓人很難想象的問題之一。
現(xiàn)階段,世界上真正可用的隧道掘進機,其實屈指可數(shù),其中一臺機器曾經(jīng)在美國西雅圖進行地底隧道工程時使用過,那時候,這臺名叫“伯莎”(Bertha)的掘進機,花了四年時間才挖出 2.7 公里長的隧道。
這樣的速度,顯然無法應付這項龐大的工程,光是挖一條 20 公里的隧道,就可能得花上超過 30 年,更別提,要把重達 6700 噸的龐然大物運送到海拔近 3000 米的高原地帶,還得穿越各種惡劣地形。
聽到這里,你可能會覺得根本是天方夜譚,但我國的工程師們大概還是會想出辦法來突破難關,更何況,“伯莎”在完成西雅圖任務后就徹底報廢了,這代表很可能得重新打造一臺,甚至多臺全新的掘進機。
此外,在興建這些隧道與水壩時,還必須特別考慮一項關鍵風險,地震活動,喜馬拉雅山脈正好是兩大板塊,印度板塊與歐亞板塊互相擠壓的交界處,雅魯藏布江的河床就位于其中一條活動斷層上,整個建設地區(qū)正好位于地震活躍的喜馬拉雅地質(zhì)帶的核心。
在這一帶,每年平均會發(fā)生約 30 次規(guī)模 4.5 級以上的地震,而且偶爾還會出現(xiàn)更具破壞性的強震。
人類若想延續(xù)未來,勢必要在近期內(nèi),從依賴化石燃料轉(zhuǎn)向再生能源,而我國,選擇押寶在水力發(fā)電這條路上,如果能在喜馬拉雅山脈腹地建成這座超級水力發(fā)電廠,我國將能大幅減少煤炭使用,改善數(shù)以百萬計人口的生活環(huán)境。
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