搜狐科技《思想大爆炸——對話科學家》欄目第126期，對話華北電力大學水利與水電工程學院副教授郭苗。

嘉賓簡介：

郭苗，華北電力大學水利與水電工程學院副教授、碩士生導師，水電師生聯合黨支部書記。主要從事常規水電站、抽水蓄能電站及核電站的水力系統內部復雜流態及其綜合水力特性研究；各類泵站內部復雜流態研究；格子玻爾茲曼及其它計算流體力學算法研究；（生物）流體機械優化算法及工程應用；人工智能流體機械設備運行診斷方法；流體力學試驗理論及方法等方面研究工作。

• 墨脫水電站把長達50公里、海拔高差2000多米的水能引到30公里長的直隧洞里，我們在這條直隧洞里建了5個梯級電站發電。
  

• 這5座梯級電站建成后，可滿足我國3億人一年的用電量，未來建設能源基地年發電量可以占到日本的60.4%。
  

• 這項工程不僅對綠色產業有幫助，也會對人工智能的發展有重要幫助。

出品｜搜狐科技

作者｜周錦童

編輯｜楊 錦

2025年7月19日，雅魯藏布江下游水電工程（簡稱雅下工程）正式破土動工，這一總投資約1.2萬億元的超級工程，以5座梯級電站的宏偉規劃，在世界屋脊上勾勒出人類利用清潔能源的新藍圖。

近日，搜狐科技對話了華北電力大學水利與水電工程學院副教授郭苗，聽他分享這一工程的技術突破與時代意義。

截彎取直，將建成5個梯級電站

“雅魯藏布江是藏語里的稱呼，‘雅魯’的意思是高山高峰，‘藏布’的意思是大江大河，直譯就是來自高山高峰下的大江大河，雅魯藏布江在西藏人的心里是‘天河’，下游會流去印度的東北部和孟加拉國，然后流入孟加拉灣。”郭苗如是說。

談及為什么這個區域的水能蘊含量如此巨大時，郭苗表示，雅魯藏布江發源于喜馬拉雅山脈北坡，上游年徑流量只有600億立方米，現在要建設的墨脫水電站在雅魯藏布江大拐彎處，因為兩邊峽谷上的雪水融化，匯入雅魯藏布江中下游，它的年徑流量就變成了1600億立方米。

出了藏布江大峽谷之后，就到了世界雨極。南極和北極的雪水融化了，會形成巨量的淡水，第三個極就是喜馬拉雅山脈，上面的雪水就形成了雅魯藏布江下游6400億立方米的年徑流量。

“所以雅魯藏布江是從600億到1600億再到6400億立方米的年徑流量的，現在的雅下水電站是在1600億立方米年徑流量的這一段修建的，所以水能是靠雪山補水，還有其他中部匯流過來的，西藏的水能資源目前主要來自雅魯藏布江的水能，它只比長江水系少一點，排在我國第二位，還有1.09億千瓦水能資源沒有被開發。”郭苗解釋道。

墨脫水電站是梯級電站，計劃在大拐彎河段截彎取直建設。

水電站一般有兩類，一類是引流式，把水引流到其他地方發電；另一種式大壩截流式，如三峽，但大壩截流會引起河流斷流、魚類洄游等環境問題。

郭苗表示：“墨脫水電站建設了一個比較低的壩，并沒有截斷它的大彎，我們把長達50公里、海拔高差2000多米的水能引到30公里長的直隧洞里來，在這條直隧洞里建了5個梯級電站，用這5個梯級電站來發電。”

那么從雅魯藏布江的水流到最終產生電能，其中的能量轉換原理是什么呢？

對此，郭苗解釋道：“只要地球有公轉和自轉，就有重力勢能，水是有重量的介質，而我們常說的水往低處走就是因為重力，一般來說水力發電主要用兩種能量，一種是位置勢能和壓力勢能，一種是水的動能，而雅下現在用的是沖擊式水輪機，對水的勢能用的不多，主要用的是水的動能。”

要想在30公里長度內充分利用2000米的海拔高度差，主要用水的動能沖擊水輪機的轉輪，水輪機的轉輪和發電機的轉軸是連在一塊的，水輪機的轉輪又帶動發電機的轉輪旋轉，閉合回路中磁通量發生變化時就會產生電流，這是電磁感應原理。

能扛得住9.0級地震

郭苗也談到了這種梯級電站的布局，他稱當初規劃梯級電站時，經過了很多驗證，因為從理論上講，大拐彎處的水能大概蘊含了7000萬千瓦的電能資源，如何應用盡用是要考慮的大問題。

因此，合理布置這5座梯級電站是根據電站數量、投資回報等經濟效益、電站的機組容量、機組數量的規模綜合考量得到的。

“前期也考慮過混流式電站，但最終還是采取了沖擊式的，把大壩截流等方式都摒棄了，因為中國是負責任的大國，東南亞所有河流起源都在我國境內，這樣也可以把水能資源更好地給下游國家使用。”郭苗如是說。

雅魯藏布江的中下游位于印度板塊和歐亞板塊之間，勢落差較大且地形十分復雜，地質均勻度不是特別好，還處在地震帶上，在建設電站的時候更要保證電站能夠扛得住9.0級的地震，所以也沒用建設大壩，而且墨脫是我國最后一個通公路的“人間仙境”，比較偏遠、生態環境脆弱，這些都是考量因素。

此外，郭苗也分享了一些前沿技術和創新方法，像溪洛渡水電站是我們國家最聰明的電站，它的大壩上面安裝了很多可以及時收集大壩狀態的無線感測裝置，對于大流域的環境監測，會有水文預報，類似裝置如果裝在幾個國家共享河流上游，若發生水情會及時同步給下游國家，以便他們有充足的時間進行調整，當然也會通過遙感衛星進行觀測。

“人工智能我們肯定會用的，因為這項工程的工期是15-20年左右，未來我們的技術會更先進，這些先進的技術對水電站有及時的診斷作用，包括我們團隊正在做的電站機組運行狀態的監測等都可以用到電站正常運行過程中去。”郭苗分享道。

在目前建設電站的過程中，有兩大技術難題已經解決了，至于為什么現在才解決，郭苗稱我們一直在“打怪升級”。

我們最先做的是長江和黃河的電站，然后做了錦屏二級電站，錦屏二級電站和雅魯藏布江拐彎處電站的布局是一模一樣，都是截彎取直的。等把錦屏二級電站做完后，我們有了巨型的盾構機，能夠很好地用于30公里長的直隧洞建設，建好之后我們還會用特高壓遠距離輸電技術把電能輸入到外部去。

在郭苗看來，宣傳語寫的很明白了，“首先是自用，然后外送，最后是帶動當地經濟發展，外送主要送到東南沿海和周邊幾個國家，外送電能的技術難題是特高壓問題，現在已經解決了，±1100千伏的直流超高壓已經可以用了，正是這些近20年前期的積累，才有了今天的結果。”

可滿足3億人一年用電量

談到這，大家最關心的還是建成后會對我國的能源結構產生怎樣的影響？

對此，郭苗表示：“目前我國的電力結構64%依靠火電，而我們的雙碳目標是綠電，雅下這5座梯級電站建成后可以滿足3億人一年的用電量，也就是我們國家1/4人口的用電量。”

“這3億人用的純綠電還不包括梯級電站建成后在它周圍的風電、光電等，再加上水電和儲能布成能源基地，這個基地將來一年的發電量可以占到日本年用電量的60.4%，電站和GDP是成正比的，1度電大約可以支撐13.95元GDP，甚至可以說這一個電站將來要占日本GDP的60.4%，我們是工業大國，不光現在要占到全世界工業總產值的35%，將來肯定更多，這都需要電能支撐。”郭苗補充道。

此外，據國家綠皮書預估，到2030年人工智能每一年消耗的電是4000多億度，2024年我們國家發了9.7萬億度電，超過二十分之一。

郭苗表示：“這是一個驚人的數據，這項工程不僅對綠色產業有幫助，也會對人工智能的發展有重要幫助，當然雅下電站建成后也可以帶動當地幾百萬個工作崗位。”

“現在世界第一大水電站是三峽水電站，目前來看三峽要讓位了，等建設好以后，年發電量是3000億千瓦時，整個發電量是三峽的三倍，相較于其他綠色能源，水電沒有間歇性和波動性，是真正綠色環保發電形式。”郭苗感嘆道。

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