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無壩式水力發電技術發明人鞏誌科

發布日期:2020-09-15   11:08:45    信息來源:華明橡膠壩     瀏覽數:579 次

 

您聽說過有將上遊河流引至下遊山頂利用勢能發電的麽?聽說過有將樓房建造在河流中央進行發電的麽?聽說過有將發電站懸空建造在河流中央的麽?


近日,記者第一時間獲悉新疆一位默默無聞的工作人員利用橋梁、隧道、樓房及立體串聯的水輪機等作為主要元素,大膽創新,設計發明並獲得適用於河流上中下遊包括平原地形的水電係列專利這一震撼人心的消息之後,即刻聯係並登門采訪了這位為人類水力發電快速發展帶來又一春天的發明人、新疆俊榮環保科技工程有限責任公司副總經理鞏誌科。

黃河落天走東海 “水電夢”寫入胸懷20年

“在長期從事煤炭能源工作中,我親曆了煤炭造成的汙染,也長期目睹了人們燃燒煤炭時冒出濃濃黑煙但又不得不用的無奈。” 當麵帶笑容,中等個頭,腰板挺直的鞏誌科出現在記者眼前時,對於自己如何將橋梁、隧道和樓房等融入到水力發電行業而跨界創新的故事娓娓道來……

“我從小就喜歡觀察,好奇心強。”身為70後的鞏誌科,出生於甘肅貧困的小山村。初中二年級時,他就曾提出把車輪製作成相互隔離的相同腔體,裏麵裝上液體,利用汽車自身的重量通過液壓轉換成動力,推動車輪旋轉。

當他把這個想法告訴物理老師後,老師驚訝地說:“你是想搞永動機呀?”,並對他的創新思考精神提出了表揚,使他備受鼓舞。

上世紀八十年代,為了減輕家裏負擔,早日走上工作崗位,他初中畢業便考入師範。畢業後,被分配到一個偏遠的煤礦學校,捧上了“鐵飯碗”。

工作中,煤礦機修車間是他經常光顧的地方,他總是一邊認真看著修理師傅幹活,一邊詢問一些問題。修理師傅回答不了了,他就去問總工。總工開始很詫異:“你問這個幹啥?”。但發現他敏而好學後,反而喜歡上了這個年輕人,甚至讓他列席一些有關機械方麵的會議。

鞏誌科畢業分配時工資很低,兩三年後還是一百多元。除養家糊口外,還要每年坐車回家探望老人。回單位時,家人就讓他稍幾袋子麵粉回去,這樣,他就能擠出一些錢來買書學習。

為了節省錢,他成了礦務局圖書館的常客。在圖書館裏,他查閱了大量機械工程方麵的資料,寫了7本大約65萬字的學習筆記。並在八年內通過刻苦自學,相繼獲得了大專和本科文憑。

期間,他利用陡坡下行的運煤車的重量,壓迫安裝在路麵的帶狀液壓傳動裝置旋轉產生動力,設計出“公路動力機”,並獲得了1998年“全國第十屆星火杯創造發明非職務發明三等獎”。

黃河落天走東海,萬裏寫入胸懷間。一次平凡的機遇,誰也沒有料到會讓他與水力發電結緣20年。

1998年的一個夏天,他生平第一次見到黃河。滔滔不絕的黃河震撼了他的心靈,同時也啟發了他的靈感:“為什麽不利用流動的江河水直接發電呢?如果都直接用來發電,不就能替代大量煤炭麽?”從此他有了一個宏偉的水電夢:突破築壩式水力發電方法,利用滔滔不絕的江河水直接發電,創建環保型無壩式水力發電新模式。



圖為專利證書。

天賜高水頭 何須築大壩

為了實現夢想,經過刻苦鑽研,2000年3月鞏誌科發明的實用新型“低水頭水力發電裝置”獲得國家專利局授權。但他不滿意。

2011年,他來到新疆工作。2013年,他有機會站在天山北坡,瑪納斯河邊。此時,他突然觸景生情,又一次與自己的夢想對話……

2013年12月,經過他探索創新的“陡坡地形用水能利用裝置”獲得了國家專利局授權。但是他心裏很清楚,這個發明仍屬小水電。

“有流動就有動力”。但在不築壩的前提下,勢能大大減小,流速緩慢的水流能帶動水輪機發電嗎?能不能在地勢一定的情況下增大水流的動能呢?什麽方法?什麽途徑?

鞏誌科感覺自己很渺小,無法突破自己。明明知道水在流動,卻解決不了流速問題。

他一籌莫展。為此,他經常輾轉反側,夜不能寐。睡不著就下井去檢查。在他眼中,煤礦井下所有的巷道都是引水涵洞,他想象著這麵積一二十平方米的涵洞中全部充盈著流水,自己被流水簇擁著向前、向前……他問身邊的一位技術人員,假如咱們這條巷道全部充斥著流水,坡度3%,能帶動多大的發電機?技術人員瞪大眼睛:“煤礦井下禁忌大水,你怎麽能說這麽不吉利的話呢?”

有一天,他聽到有人在說風力發電的新聞。對呀,風力發電葉片轉速也不快呀!都是流體,應該同樣適用於流速不快的水流呀!

又一次下井。突然聽到有人說:“這兒巷道窄,風大,不要逗留,小心著涼!”,他快步走到狹窄處,果然風速陡然增大了許多。他靈機一動:這是流體的共性,水也一樣,在河道突然變窄時流速會增大!如果將發電係統懸空支撐固定在丘陵或平原地段的河流狹窄處,隻要能達到風力發電機的葉片那樣的旋轉效果,就成功了。

尤其是在2016年的一天,他看到了一篇介紹雅魯藏布江的文章。

雅魯藏布江大峽穀,讓他浮想聯翩:江河自然流速是不太大,但徑流量不小,可以疊加動能呀!何不在河床上縱向設置樓房狀建築,在樓房的每一個窗口內安裝水輪機,並使上下窗口的水輪機立體串聯,形成合力發電......

“可以在平均深度5000米的雅魯藏布江大峽穀人為改造河道,逐漸抬高下遊側的河床,讓河流沿著高速公路高架橋似的水渠流到下遊端山頂,然後開挖蓄水池,進行發電!這不就是築壩式電站想要的高水頭麽?” 豁然開朗的鞏誌科發出呐喊:天賜高水頭,何須築大壩!

2017年8月至2018年1月,他申請的“人造全河道高落差過流式水力發電係統”、“引接橋梁的立體引流式水力發電係統”、“懸浮型立體過流式水力發電係統”等三個能夠利用河流上中下遊不同地形發電的係列發明全部獲得國家專利局授權。

 

讓“宜引勿堵”的“無壩式水電夢”走向“一帶一路”

鞏誌科了解到,國際上關於築壩式水力發電方法的爭議從未間斷過。

2012年,相關專家就曾撰文指出,築壩式水力發電方法並不能帶來“零碳排”的電能,反而會削弱應對氣候變化的能力。

專家們認為,築壩式水力發電事實上是溫室氣體排放的重要源頭。因為大麵積的地表被淹沒,有機物在蓄水區聚集、腐爛,釋放出大量的溫室氣體甲烷。除了氣候影響外,修建大量水電站還會影響與其鄰國之間的關係。水道上遊修建大壩,必將會影響下遊國家的水質和水量。

築壩式水力發電方法的這些弊端,更加堅定了鞏誌科不斷探索水力發電新方法的信心。“我對我的三項發明,感到很欣慰,也很自豪。因為,我所追求的夢想符合自然規律,徹底摒棄了築壩式水力發電的所有弊端。”鞏誌科說起自己的“無壩式水力發電夢”,無不豪言壯誌!

鞏誌科說,首先,三項發明的設計思路,就是“宜引勿堵”,盡量使河水在流淌過程中順便“過流發電”, 順應自然規律,“因勢利導”,“順勢而為”,消除了因為築壩而引發的各項隱患和風險,減少了遷移人員產生的成本。

其次,水能是清潔能源,是可再生能源,綠色環保。這三項專利代表的新型水力發電方式,凸顯了低成本高效益的優勢,更能正確處理好經濟發展同生態環境保護的關係,更加自覺地推動綠色發展、循環發展、低碳發展。

隨著我國“一帶一路”倡議的不斷推進和實施,如果以上三項發明能夠在國內外得到推廣運用,就會引起“一帶一路”沿線國家能源結構的變化,大大降低煤炭在能源結構中的比例,還民眾碧水藍天。更會為“一帶一路”和“全球能源互聯網”戰略增添新的中國元素。

“在三個發明中,我更偏愛懸浮型過流式水電站。因為它在地球上河流80%以上的流域地段均可實施,且就地取材,節約成本。”鞏誌科說,目前他的無壩式水力發電夢隻實現了一半,如果專利轉換不成生產力,那也隻是廢紙一張。

據了解,鞏誌科目前隻是一名企業工作人員,僅憑個人能力無法實現如此浩大的工程。未來,他想成立一個水力發電公司,將業務拓展到“一帶一路”去。

相關專家也認為,鞏誌科的三項發明,是水力發電方法的大膽創新,拓展了水力發電方法的思路,豐富了水力發電的手段和途徑,降低了水力發電的門檻,是對現有水力發電方法的有力補充,使河流大多數區域建設水電站成為可能。同時也消除了築壩式水電站引發的擔憂。