您聽說過有將上游河流引至下游山頂利用勢(shì)能發(fā)電的么？聽說過有將樓房建造在河流中央進(jìn)行發(fā)電的么？聽說過有將發(fā)電站懸空建造在河流中央的么？

近日，記者第一時(shí)間獲悉新疆一位默默無(wú)聞的工作人員利用橋梁、隧道、樓房及立體串聯(lián)的水輪機(jī)等作為主要元素，大膽創(chuàng)新，設(shè)計(jì)發(fā)明并獲得適用于河流上中下游包括平原地形的水電系列專利這一震撼人心的消息之后，即刻聯(lián)系并登門采訪了這位為人類水力發(fā)電快速發(fā)展帶來又一春天的發(fā)明人、新疆俊榮環(huán)�？萍脊こ逃邢挢�(zé)任公司副總經(jīng)理鞏志科。

黃河落天走東海 “水電夢(mèng)”寫入胸懷20年

“在長(zhǎng)期從事煤炭能源工作中，我親歷了煤炭造成的污染，也長(zhǎng)期目睹了人們?nèi)紵�煤炭時(shí)冒出濃濃黑煙但又不得不用的無(wú)奈。” 當(dāng)面帶笑容，中等個(gè)頭，腰板挺直的鞏志科出現(xiàn)在記者眼前時(shí)，對(duì)于自己如何將橋梁、隧道和樓房等融入到水力發(fā)電行業(yè)而跨界創(chuàng)新的故事娓娓道來……

“我從小就喜歡觀察，好奇心強(qiáng)。”身為70后的鞏志科，出生于甘肅貧困的小山村。初中二年級(jí)時(shí)，他就曾提出把車輪制作成相互隔離的相同腔體，里面裝上液體，利用汽車自身的重量通過液壓轉(zhuǎn)換成動(dòng)力，推動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)他把這個(gè)想法告訴物理老師后，老師驚訝地說：“你是想搞永動(dòng)機(jī)呀？”，并對(duì)他的創(chuàng)新思考精神提出了表?yè)P(yáng)，使他備受鼓舞。

上世紀(jì)八十年代，為了減輕家里負(fù)擔(dān)，早日走上工作崗位，他初中畢業(yè)便考入師范。畢業(yè)后，被分配到一個(gè)偏遠(yuǎn)的煤礦學(xué)校，捧上了“鐵飯碗”。

工作中，煤礦機(jī)修車間是他經(jīng)常光顧的地方，他總是一邊認(rèn)真看著修理師傅干活，一邊詢問一些問題。修理師傅回答不了了，他就去問總工�？偣ら_始很詫異：“你問這個(gè)干啥？”。但發(fā)現(xiàn)他敏而好學(xué)后，反而喜歡上了這個(gè)年輕人，甚至讓他列席一些有關(guān)機(jī)械方面的會(huì)議。

鞏志科畢業(yè)分配時(shí)工資很低，兩三年后還是一百多元。除養(yǎng)家糊口外，還要每年坐車回家探望老人。回單位時(shí)，家人就讓他稍幾袋子面粉回去，這樣，他就能擠出一些錢來買書學(xué)習(xí)。

為了節(jié)省錢，他成了礦務(wù)局圖書館的�？�。在圖書館里，他查閱了大量機(jī)械工程方面的資料，寫了7本大約65萬(wàn)字的學(xué)習(xí)筆記。并在八年內(nèi)通過刻苦自學(xué)，相繼獲得了大專和本科文憑。

期間，他利用陡坡下行的運(yùn)煤車的重量，壓迫安裝在路面的帶狀液壓傳動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生動(dòng)力，設(shè)計(jì)出“公路動(dòng)力機(jī)”，并獲得了1998年“全國(guó)第十屆星火杯創(chuàng)造發(fā)明非職務(wù)發(fā)明三等獎(jiǎng)”。

黃河落天走東海，萬(wàn)里寫入胸懷間。一次平凡的機(jī)遇，誰(shuí)也沒有料到會(huì)讓他與水力發(fā)電結(jié)緣20年。

1998年的一個(gè)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(shí)也啟發(fā)了他的靈感：“為什么不利用流動(dòng)的江河水直接發(fā)電呢？如果都直接用來發(fā)電，不就能替代大量煤炭么？”從此他有了一個(gè)宏偉的水電夢(mèng)：突破筑壩式水力發(fā)電方法，利用滔滔不絕的江河水直接發(fā)電，創(chuàng)建環(huán)保型無(wú)壩式水力發(fā)電新模式。



圖為專利證書。

天賜高水頭 何須筑大壩

為了實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想，經(jīng)過刻苦鉆研，2000年3月鞏志科發(fā)明的實(shí)用新型“低水頭水力發(fā)電裝置”獲得國(guó)家專利局授權(quán)。但他不滿意。

2011年，他來到新疆工作。2013年，他有機(jī)會(huì)站在天山北坡，瑪納斯河邊。此時(shí)，他突然觸景生情，又一次與自己的夢(mèng)想對(duì)話……

2013年12月，經(jīng)過他探索創(chuàng)新的“陡坡地形用水能利用裝置”獲得了國(guó)家專利局授權(quán)。但是他心里很清楚，這個(gè)發(fā)明仍屬小水電。

“有流動(dòng)就有動(dòng)力”。但在不筑壩的前提下，勢(shì)能大大減小，流速緩慢的水流能帶動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電嗎？能不能在地勢(shì)一定的情況下增大水流的動(dòng)能呢？什么方法？什么途徑？

鞏志科感覺自己很渺小，無(wú)法突破自己。明明知道水在流動(dòng)，卻解決不了流速問題。

他一籌莫展。為此，他經(jīng)常輾轉(zhuǎn)反側(cè)，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，他想象著這面積一二十平方米的涵洞中全部充盈著流水，自己被流水簇?fù)碇�向前、向前……他問身邊的一位技術(shù)人員，假如咱們這條巷道全部充斥著流水，坡度3%，能帶動(dòng)多大的發(fā)電機(jī)？技術(shù)人員瞪大眼睛：“煤礦井下禁忌大水，你怎么能說這么不吉利的話呢？”

有一天，他聽到有人在說風(fēng)力發(fā)電的新聞。對(duì)呀，風(fēng)力發(fā)電葉片轉(zhuǎn)速也不快呀！都是流體，應(yīng)該同樣適用于流速不快的水流呀！

又一次下井。突然聽到有人說：“這兒巷道窄，風(fēng)大，不要逗留，小心著涼！”，他快步走到狹窄處，果然風(fēng)速陡然增大了許多。他靈機(jī)一動(dòng)：這是流體的共性，水也一樣，在河道突然變窄時(shí)流速會(huì)增大！如果將發(fā)電系統(tǒng)懸空支撐固定在丘陵或平原地段的河流狹窄處，只要能達(dá)到風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片那樣的旋轉(zhuǎn)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。

雅魯藏布江大峽谷，讓他浮想聯(lián)翩：江河自然流速是不太大，但徑流量不小，可以疊加動(dòng)能呀！何不在河床上縱向設(shè)置樓房狀建筑，在樓房的每一個(gè)窗口內(nèi)安裝水輪機(jī)，并使上下窗口的水輪機(jī)立體串聯(lián)，形成合力發(fā)電......

“可以在平均深度5000米的雅魯藏布江大峽谷人為改造河道，逐漸抬高下游側(cè)的河床，讓河流沿著高速公路高架橋似的水渠流到下游端山頂，然后開挖蓄水池，進(jìn)行發(fā)電！這不就是筑壩式電站想要的高水頭么？” 豁然開朗的鞏志科發(fā)出吶喊：天賜高水頭，何須筑大壩！

2017年8月至2018年1月，他申請(qǐng)的“人造全河道高落差過流式水力發(fā)電系統(tǒng)”、“引接橋梁的立體引流式水力發(fā)電系統(tǒng)”、“懸浮型立體過流式水力發(fā)電系統(tǒng)”等三個(gè)能夠利用河流上中下游不同地形發(fā)電的系列發(fā)明全部獲得國(guó)家專利局授權(quán)。

 

讓“宜引勿堵”的“無(wú)壩式水電夢(mèng)”走向“一帶一路”

鞏志科了解到，國(guó)際上關(guān)于筑壩式水力發(fā)電方法的爭(zhēng)議從未間斷過。

2012年，相關(guān)專家就曾撰文指出，筑壩式水力發(fā)電方法并不能帶來“零碳排”的電能，反而會(huì)削弱應(yīng)對(duì)氣候變化的能力。

專家們認(rèn)為，筑壩式水力發(fā)電事實(shí)上是溫室氣體排放的重要源頭。因?yàn)榇竺娣e的地表被淹沒，有機(jī)物在蓄水區(qū)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(huì)影響與其鄰國(guó)之間的關(guān)系。水道上游修建大壩，必將會(huì)影響下游國(guó)家的水質(zhì)和水量。

筑壩式水力發(fā)電方法的這些弊端，更加堅(jiān)定了鞏志科不斷探索水力發(fā)電新方法的信心�！拔覍�(duì)我的三項(xiàng)發(fā)明，感到很欣慰，也很自豪。因?yàn)�，我所追求的�?mèng)想符合自然規(guī)律，徹底摒棄了筑壩式水力發(fā)電的所有弊端�！膘栔究普f起自己的“無(wú)壩式水力發(fā)電夢(mèng)”，無(wú)不豪言壯志！

鞏志科說，首先，三項(xiàng)發(fā)明的設(shè)計(jì)思路，就是“宜引勿堵”，盡量使河水在流淌過程中順便“過流發(fā)電”， 順應(yīng)自然規(guī)律，“因勢(shì)利導(dǎo)”，“順勢(shì)而為”，消除了因?yàn)橹�壩而引發(fā)的各項(xiàng)隱患和風(fēng)險(xiǎn)，減少了遷移人員產(chǎn)生的成本。

其次，水能是清潔能源，是可再生能源，綠色環(huán)保。這三項(xiàng)專利代表的新型水力發(fā)電方式，凸顯了低成本高效益的優(yōu)勢(shì)，更能正確處理好經(jīng)濟(jì)發(fā)展同生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，更加自覺地推動(dòng)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展。

隨著我國(guó)“一帶一路”倡議的不斷推進(jìn)和實(shí)施，如果以上三項(xiàng)發(fā)明能夠在國(guó)內(nèi)外得到推廣運(yùn)用，就會(huì)引起“一帶一路”沿線國(guó)家能源結(jié)構(gòu)的變化，大大降低煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的比例，還民眾碧水藍(lán)天。更會(huì)為“一帶一路”和“全球能源互聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略增添新的中國(guó)元素。

“在三個(gè)發(fā)明中，我更偏愛懸浮型過流式水電站。因?yàn)樗�在地球上河�?0%以上的流域地段均可實(shí)施，且就地取材，節(jié)約成本。”鞏志科說，目前他的無(wú)壩式水力發(fā)電夢(mèng)只實(shí)現(xiàn)了一半，如果專利轉(zhuǎn)換不成生產(chǎn)力，那也只是廢紙一張。

據(jù)了解，鞏志科目前只是一名企業(yè)工作人員，僅憑個(gè)人能力無(wú)法實(shí)現(xiàn)如此浩大的工程。未來，他想成立一個(gè)水力發(fā)電公司，將業(yè)務(wù)拓展到“一帶一路”去。

相關(guān)專家也認(rèn)為，鞏志科的三項(xiàng)發(fā)明，是水力發(fā)電方法的大膽創(chuàng)新，拓展了水力發(fā)電方法的思路，豐富了水力發(fā)電的手段和途徑，降低了水力發(fā)電的門檻，是對(duì)現(xiàn)有水力發(fā)電方法的有力補(bǔ)充，使河流大多數(shù)區(qū)域建設(shè)水電站成為可能。同時(shí)也消除了筑壩式水電站引發(fā)的擔(dān)憂。