漂浮式无坝水力发电站项目可研报告2016.1.7Word格式文档下载.doc

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第七章、环境保护 21

第八章、投资估算 22

8.1工程量的确定 22

8.2投资估算表 22

8.3资金筹措 24

第九章、财务分析 25

9.1年度销售收入及利润 25

9.2 

CDM减排CO2交易收入 25

9.3相关政策补贴 25

9.4投资回报期 26

9.5评价结论 26

第十章、风险分析 27

10.1安全风险 27

10.2投资风险 27

10.3市场经济风险 27

第十一章、可行性研究结论 29

第一章、总论

1.1项目背景

随着化石能源的日渐枯竭和环保要求的日益提高，绿色能源的开发利用比以往时候都更为迫切，而在各类目前已开发实用的绿色能源中，无论是从开发潜力还是应用规模来看，水力发电都占有相当重要的地位。

但传统的筑坝式水力发电站存在投资巨大，凑资困难，建设周期长，对河道地形及落差要求高，影响通航，对水坝河道附近的生态平衡会造成一定的影响，水坝建造本身所需的大量水泥、钢筋不可避免地会造成二次污染和能源消耗，有地震和战争破坏的隐患等诸多问题，而影响了其更进一步的发展，也正因为如此，筑坝式水电并没有和利用河流自然落差的低冲击水轮发电一样被世界能源组织列为绿色水电。

事实上包含中国在内的世界上许多国家在今年来新增发电能力中，水电比重逐年下降，不能说与此无关。

中国水能源非常丰富，受西高东低的地势影响，中国主要河流大都自西向东流入太平洋，并且径流丰沛。

据第五次全国谁能资源普查结果，中国境内水能蕴藏量在1万KW以上的河流有3019条，全国的水能资源理论蕴藏量为6.76亿KW其中可开发容量3.78亿KW，年发电量1.92×

亿KW·

h，占全世界可开发水能资源总量的16.7%，居世界第一位。

但现有的水电装机容量仅占可开发容量的19.3%，占全国发电量的17.98%，与丰富的水力资源总量不相称。

特别是占可开发总量72%的西南部地区，开发率还不足10%，为了更科学合理的开发利用水力资源这种可再生绿色能源，中小水电的发展将受到国家重点支持。

“十五”期间，中国将进一步加快小水电发展，5年内计划新增水电装机量600万KW，在此背景下，本可行性研究报告提出一种新颖的漂浮式无坝水电站的方案。

1.2方案的提出

传统的筑坝式水电站是通过人为筑坝后抬高水位，利用坝前后的水位差势能来发电。

换一个角度来看，即使不筑坝，江河中川流不息的水流本身就蕴藏着巨大的动能，如果能够将其收集利用，这将是一个巨大的绿色能源宝库。

事实上，同样的原理在利用海流发电上已经得到了应用。

如70年代中国舟山的何世钩自发地进行海流能开发，仅用几千元钱建造了一个试验装置并得到了6.3KW的电力输出；

80年代哈尔滨工程大学研究了一种直叶片的河流透平，获得较高的效率并于1984年完成60W模型的实验室研究，之后开发出千瓦级装置在河流中进行试验；

美国、加拿大、日本等国也均进行了类似的研究。

90年代以来，欧共体和中国均开始进行建造海流能示范应用电站。

海流能利用研究在透平设计制造、装置的海水防腐、水下安装与瞄定、固定等技术方面均有很大进展，对于远离海岸的内陆地区，江河水流能同样丰富，因此有可能也有必要像开发利用海流能一样开发利用江河水流能，漂浮式无坝水电站的设想由此而生。

根据牛顿力学定律原理可知；

一切运动着的物体都具有一定的能量，其能量的大小与物体的质量和速度成正比，即F=MV；

当一运动着的物体受到另一物体的阻碍时，其能量转移到阻碍物体上（能量守恒定律）。

古时的汲水车，利用水流的冲击力使水车转动，将低处的河水提升到高处的水渠里来灌溉农田，参照水车原理，我们设计了“漂浮式无坝聚能水力发电站”。

它具有一种特殊的聚能效果，利用江河的滚滚水流动能，通过这种特殊的水轮机，将水流的动能转变成机械能带动发电机发电。

这让人类在自然河流中建造“无坝式水力发电站”的梦想成为现实。

此项技术的研究成功，添补了水电建设的一项空白。

在自然江河中无需修筑拦河大坝、引水河渠，此项技术的利用，可以大大的减少对水力发电站建设的投资，同时也避免了对自然生态环境的破坏。

现有的水电建设技术，不仅建设周期长投资巨大，而且投资回收期也很长（15—20年）。

仅在修渠、筑坝、移民等项的投资额度上就占了水力发电站总投资的85%以上。

1.3经济效益分析

该项目投资少、投资周期短、回报率高，符合国家产业政策。

新型的“漂浮式无坝聚能水力发电站”是世界上投资最小，回收期最短，利润最高，成本最低，最环保，是真正意义上的绿色能源。

生产综合成本为0.05元/kw·

h，是当今世界上“水电站建设”的发展方向。

“漂浮式无坝聚能水力发电站”具有一种特殊的聚能效果，利用江河的滚滚水流动能，通过一种特殊的水轮机，将水流的动能转变成机械带动发电机发电，在自然江河汇总无需修筑拦河大坝、引水渠。

此技术的利用，可以大大的减少对水力发电站的建设投资，同时也避免了对自然生态环境能够的破坏。

就发电站而言，现有发电站的建设技术，无用功工程的投资比例巨大，燃煤火电投资约0.58亿元/万千瓦（万KW）,有渠堤坝水力发电站投资约1亿元以上/万千瓦（KW），而在自然河流中建造“漂浮式无坝聚能水力发电站”，投资仅为3500万元/万千瓦（KW）。

1.4可行性结论

由于“漂浮式无坝聚能水力发电站”（发明专利ZL201010292935.3）的取能方式，是依靠浮船载浮“巨型凹面叶片水轮机”，在自然河流中，依靠自然江河水流流动时所形成的水流的动能，来冲击推动“巨型凹面叶片水轮机”转动，带动发电机发电，整个生产发电过程中无能源消耗，只是一个“水能-机械-电能”的转换过程，对自然环境无损坏、无污染。

开发一种先进“水力发电站项目”迫在眉睫。

通过对江河流域的水流动能状态的实地考察、调研、论证。

通过二十余次的临江现场试验与调试，并且用模拟的方法验证了“凹面叶片聚能水轮机的工艺技术”的可行性，确定了该技术的可靠性。

我公司目前已买断四川攀枝花市临江无坝水力科技开发有限公司的“漂浮式无坝聚能水力发电站”（专利号：

ZL201010292935.3）,拥有完整的知识产权，并聘请本专利的发明人张志国担任本项目的总设计师。

为“漂浮式无坝聚能水力发电站”（发明专利ZL201010292935.3）项目奠定了坚实的基础。

第二章、项目建设的必要性

据中国电力报道，四川水电资源蕴藏量达1.5亿kw，仅次于西藏，可开发量近1亿kw，现以开发1546万千瓦，位居中国首位。

金沙江与雅龙江横穿了整个四川省攀枝花市约100余公里的沿线，利用身边这条巨大的江河水流的“动能资源”，可为人类也可为自己创造出无限的“财富”。

七十年代初，人们也曾仰望着滔滔不绝的江河水，“滚滚江水向东流，流的都是煤和油”。

它震撼着人们，震撼着那个时代。

如果能将这滔滔江水，用一种既简单而又先进的方法，把这自然河流中的水流能量利用起来，让其巨大的能量为人类所利用，岂不是一大商机吗？

不仅能够有效地利用水利资源，且能够节省因为建造水电站而需要投入修渠、筑坝、移民等一笔巨大的投资。

在化石能源面临枯竭的今天，不可再生的能源资源非常有限（煤炭、石油、天然气等），用一点就会少一点，迟早要枯竭。

在中国，改革开放三十年，由于无计划、无序的过度开采，化石能源过早的出现了危机。

开发一种先进的，投资小回报率高的，符合中国国情的，新型“漂浮式无坝聚能水力发电站”（发明专利ZL201010292935.3）项目，迫在眉睫。

第三章、市场前景与建设规模

3.1市场前景

中国电力市场即将开放，发电企业可直接与电力用户进行交易。

在现代化社会高度发达的二十一世纪，电力市场永远是卖方市场，电力是第一生产力，电力是一切生产活动的大动脉，是一切生产活动的必须动力，电力是现代化工业生产和生活不可缺的动力资源，不可缺少。

“漂浮式无坝聚能水力发电站”发出的电能，属于真正意义可再生的清洁绿色能源，绿色水电站项目，深受国家相关产业政策法规的支持与推广，电网优先全额接受，并且享受国家政策补贴。

“漂浮式无坝聚能水力发电站”项目，是新型绿色的电能，“漂浮式无坝聚能水力发电站”项目将会在世界各地得到广泛的应用。

为了更好更快的发展可再生的绿色能源，“漂浮式无坝聚能水力发电站”项目，受到国家相关产业政策的支持。

十三五期间，中国将进一步加快中小水电站的发展，五年内计划新增小水电站装机容量600万Kw。

通过上述比较，“漂浮式无坝聚能水力发电站”的优势凸显。

发展前景好，加之中国西部得天独厚的水利资源的优越条件，以及国家相关政策的支撑，其市场前景辉煌。

3.2建设规模

该项目的建设规模，从小到大，依照江河的地理、地质、水体等条件来定量水电站的规模大小。

以金沙江为基础依托，向西部有条件的江河扩展，逐渐形成规模化的新型“漂浮式无坝聚能水力发电站”企业。

国家发改委发布的消息说“中国电力市场即将开放，发电企业可直接与电力用户进行交易。

第一梯级：

一期工程装机容量为：

2×

0.5万千瓦（KW）,总投资约3500万元；

二期工程电站装机容量10万千瓦（万KW），总投资3.5亿元，年发电量7.2亿度，年获利润1.8亿元；

第二梯级：

电站装机容量30万千瓦（万kw），总投资约10.2亿元，年发电量21.6亿度，年获利润约6亿元；

第三梯级：

电站装机容量100万千瓦（万KW）,总投资约35亿元，年发电量72亿度，年获利润约21亿元；

第四梯级：

电机装机容量：

160万千瓦（万KW）

第五梯级：

电站装机容量：

250万（kw）

第N个梯级电站装机容量：

N个百万（kw）

漂浮式无坝聚能水力发电站（发明专利ZL201010292935.3）项目，可在短时期内使其规模迅速壮大，可建设数百万KW级的梯级发电站，将遍及中国的大江南北及全世界各地的江河流域。

一种投资小建设快，并且具有高回报的、先进的、新型“漂浮式无坝水力发电站”将会在世界各地得到广泛应用。

“漂浮式无坝水力发电站”，是在自然的江河水流中，不建堤坝，不修水渠，只是利用自然水流的动能原理进行的能量转换，可在许多条大江大河里建造众多的梯级“漂浮式无坝聚能水泥发电站”。

如：

金沙江、 

雅龙江、大渡河、嘉陵江、怒江、澜仓江以及长江、黄河等河流湍急的流域。

本项目按第二梯级：

从雅江桥到桐子林电站十四公里，做10条发电船（10m×

30m），每条船（0.5万千瓦×

6台发电机组），这是水轮发电，每条船上可作10×

30=300㎡的光伏发电。

待本项目建设投产后，成本收回后，继续在该段投放发电船，本河段预计可置放200条船。

第四章、建设条件

4.1选址条件

主要是选址江水急流湍急汇集处的定位，定位的准确与否直接关系到水轮机的取能效率。

要点有五条：

（1）必须是两股水流聚合交汇的急流处。

（2）此处水深10米以上无暗礁。

（3）利用流速仪测量出该处的水流速度V，V≥1米/秒，（4）急流处与其相对应较近的河岸边上。

（5）河床平滑整齐，河岸边的地质地形结构稳定，符合建设“漂浮式无坝聚能水力发电站”厂房的条件要去，水流速度应该≥1米/秒（急流汇合处）。

河流两岸应该有公路通行，这个水电站的建设提供了极大的方便。

选择流域的河道内基本无船只通航，不会与船只发展相互碰撞的事故，为水电站的安全运行创造先决条件。

4.2项目地址水流能量分析

本项目选在雅砻江雅江桥到桐子林电站十四公里处建设。

根据水文站相关资料考证，在金沙江攀枝花流域范围的水流量是非常巨大的，一年四季不断流，其落差大水流急，平均水流速度为2m/s，在急流汇集处可达到6m/s，河床平均宽度140米，在丰雨季，金沙江的水流速度平均3m/s，水深25米，在急流汇集处水流速度可达6m/s，每小时平均流量3780万m3，水流湍急。

在枯雨季，每年大约有5个月的无雨季节，平均水流速度为1m/s，水深17米，急流汇集处水流速度可达到3m/s。

经过研究论证分析，在攀枝花流域范围内，根据该河段所具备的自然条件认为：

在攀枝花流域范围内是非常适合建造“漂浮帆船无坝聚能水力发电站”的，因为“漂浮式无坝聚能水力发电站”（发明专利ZL201010292935.3），对其河道自然环境的地理地貌无器质性损坏，不拆迁移民，无地震等自然灾害的后顾之忧。

只需将“漂浮式无坝聚能水力发电站”的水轮机，安装在江边急流汇集处，这样可以获得更大的水能量，有利于提高水轮机的工作效率。

4.3项目所在地周边环境

由观音崖水电站至金江钒钛工业园区80km，交通方便，可建设漂浮式水电站网站25处，可装机约80万KW，电力可直接供金江钒钛工业园区，该园区年缺少电力25亿度。

雅砻江至金沙江交汇处约20km，两岸均有公路经过，交通十分方便，可建设漂浮式水电站网站20余处，可建设40万kw漂浮式水电站，电力可直接供高粱坪工业园区，该园区年缺少电力15亿度。

其它工业园区6处，缺少电力45亿度。

第五章、技术方案

5.1方案设计原则

5.1.1由水轮机、调速器、发电机等部分组成，调速器自动调节发电机转速，使交流电的频率符合要求（50HZ）。

5.1.2水力发电的基本要求是：

（1）采用最经济安全的方法；

（2）采用最少损毁自然河流的环保方案；

（3）采用最少移民的措施。

将水能利用起来使其转换成电能，水力发电是人类改造大自然、利用大自然的结晶，是取之不尽、用之不竭的绿色可再生能源。

5.1.3河流的水体能量具有三种形式，水流作为流体形态它具有

（1）位能mgz；

（2）动能1/2MV２；

（3）压能mgp/y；

5.1.4由于水流具有粘滞性，使得水流同意过水断面上流速分布不均匀，对于有自有表面的河流，在河流表面中心线上的水质店流速最高，河床点流速，水流质点的流速是按抛物线规律分布的。

5.1.5机电系统设计原则

该水轮发电机组的机电系统类同于太阳能发电装置，因此可借用其成熟技术。

具体设计时还需注意一下几点：

A、叶轮转速偏低，应选用增速比较大些的增速器。

B、与风速相比，水流速度、方向较为稳定，可不需较复杂的调速换向及保护装置。

此外，由于其结构和布置上的原因，其开放性和可及性较好，维护相对方便。

C、考虑水流的波动，联轴器应选择挠性联轴器。

5.2技术方案的确定

本方案采用“漂浮式无坝聚能水力发电站”（发明专利ZL201010292935.3）方案：

1）、在自然江河水流中，采用“漂浮船式槽型叶片负荷可调控水轮机”（发明专利ZL201010292935.3）聚集水流动能，使其水流动能转变成机械能，带动发电机技术。

2）、采用两艘并列漂浮船载水轮机、发电机技术。

3）、采用一台水轮机带动两台发电机组式技术，为一拖二式设计。

4）、采用河岸上设置固定钢丝牵拉绳，河流中设置水下坠底锚钢丝牵绳的双重安全牵拉“漂浮船式槽型叶片负荷可调控水轮机水力发电站”技术。

5）、采用升降塔架支撑升降式水轮机技术，便于安装与维修。

6）、采用在水轮机槽型叶片上开设窗口门技术，调节槽型叶片水流阻力，控制水轮机动力负荷。

7）、采用增速机增加水轮机速度技术，使其水轮机转速达到发电机转速要求。

8）、增速机与发电机的传动，采用无级变速离合联轴技术。

9）、采用自动并网调频控制技术。

10）、采用卧式水轮发电机发电技术。

11）、采用万向节伸缩式传动轴技术。

12）、根据江河水流的自然条件:

a、采取将发电机、增速机、无极调速离合器控制柜等全部机电设备与船载水轮机同船漂浮河流中，采用一台水轮机带动两台发电机组；

b、采取将发电机、控制系统与船载水轮机分开，将其固定在河岸上，通过万向节伸缩式传动轴，将漂浮船上水轮机的动力转矩传递到增速机上，带动发电机发电。

5.3水力发电站设计原理

采用“漂浮船式槽型叶片负荷可调控水轮机”（发明专利ZL201010292935.3）聚集水流动能，使其水流动能转变成机械能，带动发电机发电。

用两艘并列漂浮船载水轮机，其横向间隔可以放置下槽型叶片负荷可调控水轮机，用工字钢梁将两船体连接在一起构成一钢性整体结构，通过河岸上固定钢丝牵拉绳及河底锚钢丝牵拉绳的双重牵拉，使其安全稳定的漂浮于自然江河水流之中，聚集水流的冲击动能。

将发电机、控制系统与船载水轮机同船漂浮河流中发电技术；

或将发电机、控制系统与船载水轮机分开，将其固定在河岸上，通过万向节可伸缩式传动轴，将漂浮船上水轮机的动力转矩传动到发电机的轴上带动发电机发电。

5.4工艺设备设计

1、13.河岸上固定钢丝牵拉绳：

2、14.工字钢连接梁：

3、22.漂浮船体：

4.水轮机槽型叶片：

8.叶片窗口门：

5.升降式水轮机：

6、21.控制柜：

7、36.控制电缆：

19、20.水轮机升降塔架：

9、18.水轮机轴传动齿轮：

10、17.增速机：

11、16.无极调速带离合联轴器：

12、15.卧式水轮发电机：

23.河水下坠底锚钢丝牵拉绳：

24.河水下坠底锚：

图一

6.控制柜：

7.控制电缆：

10.增速机：

11、16.无极调速离合联轴器：

12.卧式水轮发电机：

30、31.万向节联轴器：

34.伸缩式传动轴：

32、33.船岸间隔支撑梁及通道：

图二

28、29.水轮机升降塔架侧支架：

图三

26、35.水轮机升降塔架斜支架：

25、27.升降机

图四

5.4.1在自然江河水流中，漂浮船式槽型叶片负荷可调控水轮机水力发电站，由两只漂浮船（3）、（22）组成，其浮力满足水力发电站的重量承载要求，其横向间隔一定距离，可以放置下水轮机（5），在漂浮船（3）、（22）的头（A、B）和尾（C、D）处，用工字钢梁（2、14），将两船体（3）、（22）连接在一起，固定焊牢，使两船体（3）、（22）组合成一钢性整体结构。

通过河岸上固定钢丝牵拉绳（1、13）及河水下坠底锚（24）钢丝牵拉绳（23）的双重牵拉，使其安全稳定的漂浮于自然江河水流之中运行，聚集获取水流的冲击动能。

5.4.2在两船体（3）、（22）之间的中心点（E、F）处设置水轮机升降塔架（19、20），其内侧设有两根竖直、凹槽相对的工字钢导轨，两导轨相对的槽内放置水轮机（5）的轴承座，其水轮机（5）轴两端的轴承座与升降机（25、27）相连接，在升降机（25、27）的作用下，水轮机（5）可在其导轨上做升降移动。

当水轮机（5）的带有窗口门的槽型叶片（4）下降至河水之中，获取水流冲击动能，在水流动能的推动下，水轮机（5）旋转产生转矩，经齿轮（9、18）传入增速机（10、17）增速，其水流动能转变成水轮机（5）的机械能转矩。

5.4.3在水轮机（5）的槽型叶片（4）中开设窗口门（8），可改变其阻力的大小，用以调节其水轮机（5）动力负荷，其窗口门（8）为电动自动控制滑拉门，通过控制柜（6、21）自动调节窗口门（8）开口的大小，实现水轮机动力负荷自动调控，满足并网发电上下负荷的技术要求。

5.4.4水轮机（5）产生的机械能转矩，通过增速机（10、17）增速，经无极调速离合联轴器（11、16）带动发电机（12、15）发电，经控制电缆（7、36）传输到控制柜（6、21）上调频、调压、调节负荷，稳频、稳压后并网发电。

将其水轮机（5）的机械能转变成电能。

5.4.5通过升降机（25、27）将水轮机（5）向上提升，叶片（4）脱离出水面，断开水流冲击，水轮机（5）停止转动，便于安装与维修。

5.4.6为了使“漂浮船式槽型叶片负荷可调控水轮机水力发电站”技术，适合各种自然环境的江河水流条件：

（一）如图1所示：

当河床较宽，水流距离河岸较远，采用将发电机（12、15）、增速机（10、17）、无极调速离合器（11、16）控制柜（6、21）等全部机电设备与船载水轮机同船漂浮河流中，采用一台水轮机带动两台发电机组，一拖二式发电技术。

（二）如图2所示：

当河床较窄，水流距离河岸较近，采用将发电机（12）、增速机（10）、无极调速离合器（11）控制柜（6）等全部电器设备与船载水轮机（5）分开，将其固定在河岸上运行，通过万向节（30、31）伸缩式传动轴（34），将漂浮船上水轮机（5）的动力转矩传递到增速机（10）上，经无极调速离合器（11）带动发电机（12）发电。

5.5工艺设备组成

“漂浮船式槽型叶片负荷可调控水轮机水力发电站”（发明专利ZL201010292935.3）系统由包括：

河岸上固定钢丝牵拉绳，工字钢连接梁，漂浮船体，升降式水轮机，水轮机槽型叶片，槽型叶片窗口门，控制柜，控制电缆，水轮机升降塔架，水轮机轴传动齿轮，增速机无极调速带离合联轴器，发电机，水下坠底锚及钢丝牵拉绳，控制柜控制电缆，增速机，无极调速离合联轴器，水轮发电机，万向节联轴器可伸缩传动轴，船岸间隔支撑梁及通道，水轮机升降塔架侧支架，水轮机升降塔架斜支架，升降机等。

5.6工艺设备特征

为了适合各种自然环境的江河水流条件，其特征在于将发电机、控制系统与船载水轮机同船漂浮河流中发电，或将发电机、控制系统与船载水轮机分开，将其发电机、控制系统固定在河岸上，船载水轮机同船漂浮河流中，通过万向节联轴器可伸缩传动轴，将漂浮船上水轮机的动力转矩传递到增速机上增速，带动发电机发电。

第六章、经济效益分析

由于成本影响因素较为复杂而多变，所以难以精确的定量分析。

在此仅通过与风力发电机和筑坝式水力发电站的对比进行定性分析，从而得到以下结论。

该“漂浮式无坝聚能水力发电站”（发明专利ZL201010292935.3）属中小型水电项目，近年来随着工农业生产现代化建设的迅猛发展，开发水电资源替换火、油、气电力是中国工农业发展的战略举措。

减少水电站建设投资，加快建造速度，这种“漂浮式无坝聚能水力发电站”将是目前世界上首选的最好项目，它投资小，建设速度快，是最低造价的水电站，是最低成本的“真正的绿色水电能源”。

生产成本比较表

比较项目

千瓦建设成本

直接发电成本

含折旧总成本

备注

单位

元/kw

元/度

煤耗384克/度

火力发电

4500～6000

0.32

0.52

运行2400h

风电

9500～12000

2.0

2.98

渠坝式水电

5000～10000

0.38

1.48

无坝式水电

3500

0.03

0.05

运行7200h

利用在自然河流中采集水流的能量来驱动发电机。

建造一座20×

0.5万千瓦级的“漂浮式无坝聚能水力发电站”；

总投资约3.5亿元，建造周期约24个月，年发电量按300天计算为10万×

24×

300=7.2亿度电量，按每度电入