รายงานพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำโลกประจำปี 2021

สรุป
พลังงานน้ำเป็นวิธีการผลิตไฟฟ้าที่ใช้พลังงานศักยภาพของน้ำในการแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า หลักการคือการใช้พลังงานที่ลดลงของระดับน้ำ (พลังงานศักยภาพ) เพื่อให้เกิดการไหลภายใต้แรงโน้มถ่วง (พลังงานจลน์) เช่น การนำน้ำจากแหล่งน้ำสูง เช่น แม่น้ำหรืออ่างเก็บน้ำไปยังระดับที่ต่ำกว่า น้ำที่ไหลจะขับเคลื่อนกังหันให้หมุนและขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า น้ำที่ไหลมาจากระดับสูงเกิดจากความร้อนของแสงอาทิตย์และทำให้น้ำในระดับต่ำระเหย ดังนั้นจึงอาจถือได้ว่าเป็นการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ทางอ้อม เนื่องจากเทคโนโลยีมีความก้าวหน้า จึงเป็นพลังงานหมุนเวียนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในสังคมมนุษย์ในปัจจุบัน
ตามคำจำกัดความของเขื่อนขนาดใหญ่โดยคณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยเขื่อนขนาดใหญ่ (ICOLD) เขื่อนขนาดใหญ่หมายถึงเขื่อนที่มีความสูงเกิน 15 เมตร (วัดจากจุดต่ำสุดของฐานรากถึงยอดเขื่อน) หรือเขื่อนที่มีความสูงระหว่าง 10 ถึง 15 เมตร ซึ่งตรงตามเงื่อนไขอย่างน้อยหนึ่งข้อต่อไปนี้:
ความยาวของสันเขื่อนต้องไม่น้อยกว่า 500 เมตร

ความจุของอ่างเก็บน้ำที่เกิดจากเขื่อนจะต้องไม่น้อยกว่า 1 ล้านลูกบาศก์เมตร
⑶ ปริมาณน้ำไหลสูงสุดที่เขื่อนสามารถรองรับได้ต้องไม่น้อยกว่า 2,000 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที
ปัญหาการวางรากฐานเขื่อนนั้นยากเป็นพิเศษ
การออกแบบเขื่อนแห่งนี้ยอดเยี่ยมมาก

จากรายงาน BP2021 พบว่า ในปี 2020 พลังงานน้ำทั่วโลกคิดเป็น 4296.8/26823.2 = 16.0% ของการผลิตไฟฟ้าทั่วโลก ซึ่งต่ำกว่าการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหิน (35.1%) และการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติ (23.4%) โดยอยู่ในอันดับที่สามของโลก
ในปี 2020 การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำมีปริมาณมากที่สุดในภูมิภาคเอเชียตะวันออกและแปซิฟิก คิดเป็น 1643/4370 = 37.6% ของการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำทั่วโลกทั้งหมด
ประเทศที่มีการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำสูงที่สุดในโลกคือจีน รองลงมาคือบราซิล สหรัฐอเมริกา และรัสเซีย ในปี 2020 การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำของจีนคิดเป็น 1322.0/7779.1 = 17.0% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดของจีน
แม้ว่าจีนจะครองอันดับหนึ่งของโลกในด้านการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ แต่สัดส่วนการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำในโครงสร้างการผลิตไฟฟ้าของประเทศนั้นไม่สูงนัก ประเทศที่มีสัดส่วนการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำสูงสุดในการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดในปี 2020 ได้แก่ บราซิล (396.8/620.1 = 64.0%) และแคนาดา (384.7/643.9 = 60.0%)
ในปี 2020 การผลิตไฟฟ้าของจีนส่วนใหญ่มาจากถ่านหิน (คิดเป็น 63.2%) รองลงมาคือพลังงานน้ำ (คิดเป็น 17.0%) ซึ่งคิดเป็น 1322.0/4296.8 = 30.8% ของการผลิตพลังงานน้ำทั่วโลกทั้งหมด แม้ว่าจีนจะครองอันดับหนึ่งของโลกในด้านการผลิตพลังงานน้ำ แต่ก็ยังไม่ถึงจุดสูงสุด จากรายงานทรัพยากรพลังงานโลกปี 2016 ที่เผยแพร่โดยสภาพลังงานโลก พบว่า 47% ของทรัพยากรพลังงานน้ำของจีนยังไม่ได้ถูกพัฒนา

การเปรียบเทียบโครงสร้างพลังงานระหว่าง 4 ประเทศผู้ผลิตไฟฟ้าพลังน้ำรายใหญ่ที่สุดในปี 2020
จากตาราง จะเห็นได้ว่าพลังงานน้ำของจีนคิดเป็น 1322.0/4296.8 = 30.8% ของการผลิตพลังงานน้ำทั่วโลกทั้งหมด ซึ่งครองอันดับหนึ่งของโลก อย่างไรก็ตาม สัดส่วนของพลังงานน้ำต่อการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดของจีน (17%) นั้นสูงกว่าค่าเฉลี่ยทั่วโลกเพียงเล็กน้อย (16%)
การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำมีสี่รูปแบบ ได้แก่ การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำแบบเขื่อน การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับ การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำแบบลำธาร และการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำจากกระแสน้ำขึ้นลง

การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำแบบเขื่อน
พลังน้ำแบบเขื่อน หรือที่เรียกว่าพลังน้ำแบบอ่างเก็บน้ำ เกิดจากการสร้างอ่างเก็บน้ำเพื่อกักเก็บน้ำไว้ภายในคันกั้นน้ำ กำลังการผลิตสูงสุดจะขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างปริมาตรน้ำในอ่างเก็บน้ำ ตำแหน่งทางออก และระดับความสูงของผิวน้ำ ความแตกต่างของระดับความสูงนี้เรียกว่า ระดับความสูงของน้ำ (head) และพลังงานศักย์ของน้ำจะแปรผันตรงกับระดับความสูงของน้ำ
ในช่วงกลางทศวรรษ 1970 วิศวกรชาวฝรั่งเศส Bernard Forest de Bélidor ได้ตีพิมพ์หนังสือ “Building Hydraulics” ซึ่งอธิบายถึงเครื่องอัดไฮดรอลิกแบบแกนตั้งและแกนนอน ในปี 1771 Richard Arkwright ได้ผสมผสานไฮดรอลิก โครงสร้างน้ำ และการผลิตแบบต่อเนื่องเข้าด้วยกัน ซึ่งมีบทบาทสำคัญในด้านสถาปัตยกรรม เขาได้พัฒนาระบบโรงงานและนำแนวทางการจ้างงานสมัยใหม่มาใช้ ในทศวรรษ 1840 ได้มีการพัฒนาระบบเครือข่ายไฟฟ้าพลังน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าและส่งไปยังผู้ใช้ปลายทาง เมื่อสิ้นสุดศตวรรษที่ 19 เครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รับการพัฒนาและสามารถเชื่อมต่อกับระบบไฮดรอลิกได้แล้ว

โครงการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำแห่งแรกของโลกคือโรงแรมแคร็กไซด์ คันทรี ในนอร์ทธัมเบอร์แลนด์ ประเทศอังกฤษ ในปี 1878 ซึ่งใช้สำหรับให้แสงสว่าง สี่ปีต่อมา โรงไฟฟ้าพลังน้ำเอกชนแห่งแรกเปิดดำเนินการในวิสคอนซิน สหรัฐอเมริกา และต่อมามีการเปิดใช้งานโรงไฟฟ้าพลังน้ำหลายร้อยแห่งเพื่อให้แสงสว่างแก่พื้นที่ต่างๆ
โรงไฟฟ้าพลังน้ำชิหลงปาเป็นโรงไฟฟ้าพลังน้ำแห่งแรกของจีน ตั้งอยู่บนแม่น้ำถังหลาง ชานเมืองคุนหมิง มณฑลยูนนาน การก่อสร้างเริ่มขึ้นในเดือนกรกฎาคม ปี 1910 (ปีเกิงซู) และเริ่มผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อวันที่ 28 พฤษภาคม ปี 1912 กำลังการผลิตติดตั้งเริ่มต้นอยู่ที่ 480 กิโลวัตต์ เมื่อวันที่ 25 พฤษภาคม ปี 2006 โรงไฟฟ้าพลังน้ำชิหลงปาได้รับการอนุมัติจากคณะรัฐมนตรีให้เป็นหนึ่งในโบราณสถานสำคัญระดับชาติชุดที่ 6 ที่ควรได้รับการคุ้มครอง
จากรายงานของ REN21 ประจำปี 2021 กำลังการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำทั่วโลกในปี 2020 อยู่ที่ 1170 กิกะวัตต์ โดยจีนเพิ่มขึ้น 12.6 กิกะวัตต์ คิดเป็น 28% ของกำลังการผลิตรวมทั่วโลก ซึ่งสูงกว่าบราซิล (9%) สหรัฐอเมริกา (7%) และแคนาดา (9.0%)
จากสถิติของ BP ในปี 2021 การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำทั่วโลกในปี 2020 มีปริมาณ 4296.8 เทราวัตต์ชั่วโมง (TWh) โดยการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำของจีนมีปริมาณ 1322.0 เทราวัตต์ชั่วโมง คิดเป็น 30.1% ของปริมาณการผลิตทั่วโลกทั้งหมด
การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำเป็นหนึ่งในแหล่งผลิตไฟฟ้าหลักของโลกและเป็นแหล่งพลังงานชั้นนำสำหรับการผลิตพลังงานหมุนเวียน จากสถิติของ BP ในปี 2021 การผลิตไฟฟ้าทั่วโลกในปี 2020 อยู่ที่ 26,823.2 เทราวัตต์ชั่วโมง (TWh) โดยเป็นการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ 4,222.2 เทราวัตต์ชั่วโมง คิดเป็น 4,222.2/26,823.2 = 15.7% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดทั่วโลก
ข้อมูลนี้มาจากคณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยเขื่อน (ICOLD) จากการลงทะเบียนในเดือนเมษายน 2563 ปัจจุบันมีเขื่อนทั่วโลกจำนวน 58,713 แห่ง โดยจีนมีสัดส่วน 23,841/58,713 = 40.6% ของจำนวนเขื่อนทั้งหมดทั่วโลก
จากสถิติของ BP ในปี 2021 พบว่า ในปี 2020 พลังงานน้ำของจีนคิดเป็น 1322.0/2236.7 = 59% ของไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนทั้งหมดของจีน ซึ่งครองตำแหน่งผู้นำในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน
ตามรายงานสถานการณ์พลังงานน้ำประจำปี 2021 ของสมาคมพลังงานน้ำระหว่างประเทศ (IHA) ในปี 2020 การผลิตพลังงานน้ำรวมทั่วโลกจะสูงถึง 4370 เทราวัตต์ชั่วโมง (TWh) โดยประเทศที่มีการผลิตพลังงานน้ำมากที่สุด ได้แก่ จีน (31% ของทั้งหมดทั่วโลก) บราซิล (9.4%) แคนาดา (8.8%) สหรัฐอเมริกา (6.7%) รัสเซีย (4.5%) อินเดีย (3.5%) นอร์เวย์ (3.2%) ตุรกี (1.8%) ญี่ปุ่น (2.0%) ฝรั่งเศส (1.5%) และอื่นๆ

ในปี 2020 ภูมิภาคที่มีการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำมากที่สุดในโลกคือเอเชียตะวันออกและแปซิฟิก คิดเป็น 1643/4370 = 37.6% ของปริมาณการผลิตทั่วโลก โดยในจำนวนนี้ จีนมีความโดดเด่นเป็นพิเศษ คิดเป็น 31% ของปริมาณการผลิตทั่วโลก หรือคิดเป็น 1355.20/1643 = 82.5% ในภูมิภาคนี้
ปริมาณการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำเป็นสัดส่วนกับกำลังการผลิตติดตั้งทั้งหมดและกำลังการผลิตติดตั้งของระบบกักเก็บน้ำแบบสูบกลับ จีนมีกำลังการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำมากที่สุดในโลก และแน่นอนว่ากำลังการผลิตติดตั้งและกำลังการผลิตกักเก็บน้ำแบบสูบกลับของจีนก็อยู่ในอันดับหนึ่งของโลกเช่นกัน ตามรายงานสถานการณ์พลังงานไฟฟ้าพลังน้ำปี 2021 ของสมาคมพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำระหว่างประเทศ (IHA) กำลังการผลิตติดตั้งพลังน้ำของจีน (รวมถึงระบบกักเก็บน้ำแบบสูบกลับ) ในปี 2020 สูงถึง 370,160 เมกะวัตต์ คิดเป็น 370,160/1,330,106 = 27.8% ของกำลังการผลิตรวมทั่วโลก ซึ่งอยู่ในอันดับหนึ่งของโลก
โรงไฟฟ้าพลังน้ำสามหุบเขา ซึ่งเป็นโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ใหญ่ที่สุดในโลก มีกำลังการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำมากที่สุดในประเทศจีน โรงไฟฟ้าพลังน้ำสามหุบเขาใช้กังหันฟรานซิส 32 ตัว ขนาด 700 เมกะวัตต์ และกังหันขนาด 50 เมกะวัตต์อีก 2 ตัว มีกำลังการผลิตติดตั้ง 22,500 เมกะวัตต์ และความสูงของเขื่อน 181 เมตร กำลังการผลิตไฟฟ้าในปี 2020 จะอยู่ที่ 111.8 เทราวัตต์ชั่วโมง และค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างอยู่ที่ 203 พันล้านหยวน โดยจะแล้วเสร็จในปี 2008
มีการสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำระดับโลก 4 แห่งในแม่น้ำแยงซีช่วงแม่น้ำจินซาในมณฑลเสฉวน ได้แก่ เซียงจยาปา ซีหลัวตู ไป่เหอถาน และอู่ตงเต๋อ กำลังการผลิตติดตั้งรวมของโรงไฟฟ้าพลังน้ำทั้งสี่แห่งนี้คือ 46,508 เมกะวัตต์ ซึ่งมากกว่ากำลังการผลิตติดตั้งของโรงไฟฟ้าพลังน้ำสามหุบเขาที่ 22,500 เมกะวัตต์ถึง 2.07 เท่า และมีปริมาณการผลิตไฟฟ้าต่อปีมากกว่าถึง 185.05/101.6 = 1.82 เท่า ไป่เหอถานเป็นโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ใหญ่เป็นอันดับสองของจีนรองจากโรงไฟฟ้าพลังน้ำสามหุบเขา
ปัจจุบัน โรงไฟฟ้าพลังน้ำสามหุบเขาในประเทศจีนเป็นโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยจีนครองตำแหน่งถึง 6 อันดับใน 12 โรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ใหญ่ที่สุดในโลก เขื่อนอิไท่ปู่ซึ่งเคยครองอันดับสองของโลกมานาน ถูกเขื่อนไป่เหอถานของจีนแซงหน้าไปอยู่อันดับสามแล้ว

โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบดั้งเดิมที่ใหญ่ที่สุดในโลกในปี 2021
ทั่วโลกมีโรงไฟฟ้าพลังน้ำ 198 แห่งที่มีกำลังการผลิตติดตั้งมากกว่า 1,000 เมกะวัตต์ โดยจีนมีจำนวน 60 แห่ง คิดเป็น 60/198 = 30% ของจำนวนโรงไฟฟ้าพลังน้ำทั้งหมดทั่วโลก รองลงมาคือบราซิล แคนาดา และรัสเซีย
ทั่วโลกมีโรงไฟฟ้าพลังน้ำ 198 แห่งที่มีกำลังการผลิตติดตั้งมากกว่า 1,000 เมกะวัตต์ โดยจีนมีจำนวน 60 แห่ง คิดเป็น 60/198 = 30% ของจำนวนโรงไฟฟ้าพลังน้ำทั้งหมดทั่วโลก รองลงมาคือบราซิล แคนาดา และรัสเซีย
ในประเทศจีนมีโรงไฟฟ้าพลังน้ำ 60 แห่งที่มีกำลังการผลิตติดตั้งมากกว่า 1,000 เมกะวัตต์ โดยส่วนใหญ่ 30 แห่งอยู่ในลุ่มแม่น้ำแยงซี ซึ่งคิดเป็นครึ่งหนึ่งของโรงไฟฟ้าพลังน้ำทั้งหมดในประเทศจีนที่มีกำลังการผลิตติดตั้งมากกว่า 1,000 เมกะวัตต์

โรงไฟฟ้าพลังน้ำที่มีกำลังการผลิตติดตั้งมากกว่า 1,000 เมกะวัตต์ เริ่มดำเนินการในประเทศจีน
การส่งกระแสไฟฟ้าจากเขื่อนเกอโจวปาขึ้นไปทางต้นน้ำและข้ามแม่น้ำสาขาของแม่น้ำแยงซีผ่านเขื่อนสามหุบเขา เป็นแหล่งพลังงานหลักของจีนในการส่งกระแสไฟฟ้าจากตะวันตกไปตะวันออก และยังเป็นสถานีไฟฟ้าพลังน้ำแบบเรียงลำดับที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยมีสถานีไฟฟ้าพลังน้ำประมาณ 90 แห่งในแม่น้ำแยงซีสายหลัก รวมถึงเขื่อนเกอโจวปาและเขื่อนสามหุบเขา 10 แห่งในแม่น้ำอู๋เจียง 16 แห่งในแม่น้ำเจียหลิง 17 แห่งในแม่น้ำหมินเจียง 25 แห่งในแม่น้ำต้าตู 21 แห่งในแม่น้ำย่าหลง 27 แห่งในแม่น้ำจินซา และ 5 แห่งในแม่น้ำมู่หลี่
ทาจิกิสถานมีเขื่อนธรรมชาติที่สูงที่สุดในโลก คือ เขื่อนอูโซอิ มีความสูง 567 เมตร สูงกว่าเขื่อนที่สร้างขึ้นโดยมนุษย์ที่สูงที่สุดในปัจจุบัน คือ เขื่อนจินปิงระดับ 1 ถึง 262 เมตร เขื่อนอูโซอิเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1911 เมื่อเกิดแผ่นดินไหวขนาด 7.4 ริกเตอร์ในเมืองซาเรซ และดินถล่มตามธรรมชาติตามแนวแม่น้ำมูร์กาบได้ปิดกั้นการไหลของแม่น้ำ ทำให้เกิดดินถล่มขนาดใหญ่ปิดกั้นแม่น้ำมูร์กาบ และก่อตัวเป็นเขื่อนอูโซอิที่สูงที่สุดในโลก ก่อให้เกิดทะเลสาบซาเรซ น่าเสียดายที่ไม่มีรายงานเกี่ยวกับการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำจากเขื่อนนี้
ในปี 2020 มีเขื่อนที่มีความสูงเกิน 135 เมตรอยู่ 251 แห่งในโลก เขื่อนที่สูงที่สุดในปัจจุบันคือเขื่อนจินปิงที่ 1 ซึ่งเป็นเขื่อนโค้งที่มีความสูง 305 เมตร รองลงมาคือเขื่อนนูเรกบนแม่น้ำวาคช์ในประเทศทาจิกิสถาน ซึ่งมีความยาว 300 เมตร

เขื่อนที่สูงที่สุดในโลกในปี 2021
ปัจจุบัน เขื่อนที่สูงที่สุดในโลกคือเขื่อนจินผิงอีในประเทศจีน มีความสูง 305 เมตร แต่มีเขื่อนอีก 3 แห่งที่กำลังก่อสร้างอยู่และเตรียมที่จะแซงหน้า เขื่อนโรกันที่กำลังดำเนินการอยู่ จะกลายเป็นเขื่อนที่สูงที่สุดในโลก ตั้งอยู่บนแม่น้ำวาคช์ทางตอนใต้ของทาจิกิสถาน เขื่อนนี้สูง 335 เมตร เริ่มก่อสร้างในปี 1976 คาดว่าจะเปิดใช้งานระหว่างปี 2019 ถึง 2029 ด้วยต้นทุนการก่อสร้าง 2-5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ กำลังการผลิตติดตั้ง 600-3600 เมกะวัตต์ และผลิตไฟฟ้าได้ปีละ 17 เทราวัตต์ชั่วโมง
เขื่อนแห่งที่สองคือเขื่อนบัคติอารีที่กำลังก่อสร้างบนแม่น้ำบัคติอารีในอิหร่าน มีความสูง 325 เมตร และกำลังการผลิต 1500 เมกะวัตต์ โครงการนี้มีมูลค่า 2 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ และผลิตกระแสไฟฟ้าได้ปีละ 3 เทราวัตต์ชั่วโมง เขื่อนที่ใหญ่เป็นอันดับสามบนแม่น้ำต้าตูในประเทศจีนคือเขื่อนซวงเจียงโข่ว มีความสูง 312 เมตร

กำลังมีการก่อสร้างเขื่อนที่มีความสูงเกิน 305 เมตร
ในปี 2020 เขื่อนกั้นน้ำแบบแรงโน้มถ่วงที่สูงที่สุดในโลกคือเขื่อน Grande Dixence ในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ โดยมีความสูง 285 เมตร
เขื่อนที่ใหญ่ที่สุดในโลกที่มีความจุในการกักเก็บน้ำสูงสุดคือเขื่อนคาริบาบนแม่น้ำแซมเบซีในประเทศซิมบับเวและทะเลสาบแซมเบซี สร้างขึ้นในปี 1959 และมีความจุในการกักเก็บน้ำ 180.6 ลูกบาศก์กิโลเมตร รองลงมาคือเขื่อนบรัตสค์บนแม่น้ำอังกราในประเทศรัสเซีย และเขื่อนอะโคซอมโบในทะเลสาบคานาวาลต์ ซึ่งมีความจุในการกักเก็บน้ำ 169 ลูกบาศก์กิโลเมตร

อ่างเก็บน้ำที่ใหญ่ที่สุดในโลก
เขื่อนสามหุบเขา ซึ่งตั้งอยู่บนแม่น้ำแยงซีสายหลัก มีความจุในการกักเก็บน้ำมากที่สุดในประเทศจีน สร้างเสร็จในปี 2551 และมีความจุในการกักเก็บน้ำ 39.3 ลูกบาศก์กิโลเมตร จัดอยู่ในอันดับที่ 27 ของโลก
อ่างเก็บน้ำที่ใหญ่ที่สุดในประเทศจีน
เขื่อนที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือเขื่อนทาร์เบลาในประเทศปากีสถาน สร้างขึ้นในปี 1976 มีความสูง 143 เมตร มีปริมาตร 153 ล้านลูกบาศก์เมตร และมีกำลังการผลิตติดตั้ง 3478 เมกะวัตต์
เขื่อนที่ใหญ่ที่สุดในประเทศจีนคือเขื่อนสามหุบเขา ซึ่งสร้างเสร็จในปี 2551 โครงสร้างของเขื่อนมีความสูง 181 เมตร ปริมาตรของเขื่อนอยู่ที่ 27.4 ล้านลูกบาศก์เมตร และกำลังการผลิตติดตั้งอยู่ที่ 22,500 เมกะวัตต์ จัดอยู่ในอันดับที่ 21 ของโลก

ตัวเขื่อนที่ใหญ่ที่สุดในโลก
ลุ่มแม่น้ำคองโกส่วนใหญ่อยู่ในสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก สาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโกสามารถพัฒนาศักยภาพการผลิตไฟฟ้าภายในประเทศได้ถึง 120 ล้านกิโลวัตต์ (120,000 เมกะวัตต์) และผลิตไฟฟ้าได้ปีละ 774 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง (774 เทราวัตต์ชั่วโมง) แม่น้ำสายนี้เริ่มต้นจากเมืองกินชาซาที่ระดับความสูง 270 เมตร และไหลไปจนถึงบริเวณมาตาดี มีลักษณะเป็นลำน้ำแคบ มีตลิ่งสูงชัน และกระแสน้ำเชี่ยวกราก ความลึกสูงสุดอยู่ที่ 150 เมตร และมีความลาดชันประมาณ 280 เมตร การไหลของน้ำเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อการพัฒนาพลังงานน้ำ มีการวางแผนสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่ 3 ระดับ โดยระดับแรกคือเขื่อนปิโอกา ตั้งอยู่บนพรมแดนระหว่างสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโกและสาธารณรัฐคองโก ระดับที่สองคือเขื่อนแกรนด์อินกา และระดับที่สามคือเขื่อนมาตาดี ซึ่งทั้งสองแห่งตั้งอยู่ในสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก สถานีไฟฟ้าพลังน้ำปิโอกาใช้ประโยชน์จากระดับความสูงของน้ำ 80 เมตร และมีแผนจะติดตั้งหน่วยผลิตไฟฟ้า 30 หน่วย โดยมีกำลังการผลิตรวม 22 ล้านกิโลวัตต์ และผลิตไฟฟ้าได้ปีละ 177 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง โดยสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโกและสาธารณรัฐคองโกจะได้รับคนละครึ่ง สถานีไฟฟ้าพลังน้ำมาตาดีใช้ประโยชน์จากระดับความสูงของน้ำ 50 เมตร และมีแผนจะติดตั้งหน่วยผลิตไฟฟ้า 36 หน่วย โดยมีกำลังการผลิตรวม 12 ล้านกิโลวัตต์ และผลิตไฟฟ้าได้ปีละ 87 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง ส่วนของแม่น้ำหยิงเจีย ซึ่งมีความสูงของระดับน้ำลดลง 100 เมตร ภายในระยะ 25 กิโลเมตร เป็นส่วนของแม่น้ำที่มีทรัพยากรพลังน้ำหนาแน่นที่สุดในโลก
ทั่วโลกมีโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ยังสร้างไม่เสร็จมากกว่าเขื่อนสามหุบเขาเสียอีก
แม่น้ำยาร์ลุงซางป๋อเป็นแม่น้ำที่ยาวที่สุดบนที่ราบสูงของจีน ตั้งอยู่ในเขตปกครองตนเองทิเบต และเป็นหนึ่งในแม่น้ำที่สูงที่สุดในโลก ในทางทฤษฎีแล้ว หลังจากที่โรงไฟฟ้าพลังน้ำแม่น้ำยาร์ลุงซางป๋อสร้างเสร็จสมบูรณ์ กำลังการผลิตติดตั้งจะสูงถึง 50,000 เมกะวัตต์ และการผลิตไฟฟ้าจะมากกว่าเขื่อนสามหุบเขา (98.8 เทราวัตต์ชั่วโมง) ถึงสามเท่า โดยจะสูงถึง 300 เทราวัตต์ชั่วโมง ซึ่งจะเป็นโรงไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดในโลก
แม่น้ำยาร์ลุงซางป๋อเป็นแม่น้ำที่ยาวที่สุดบนที่ราบสูงของจีน ตั้งอยู่ในเขตปกครองตนเองทิเบต และเป็นหนึ่งในแม่น้ำที่สูงที่สุดในโลก ในทางทฤษฎีแล้ว หลังจากที่โรงไฟฟ้าพลังน้ำแม่น้ำยาร์ลุงซางป๋อสร้างเสร็จสมบูรณ์ กำลังการผลิตติดตั้งจะสูงถึง 50,000 เมกะวัตต์ และการผลิตไฟฟ้าจะมากกว่าเขื่อนสามหุบเขา (98.8 เทราวัตต์ชั่วโมง) ถึงสามเท่า โดยจะสูงถึง 300 เทราวัตต์ชั่วโมง ซึ่งจะเป็นโรงไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดในโลก
แม่น้ำยาร์ลุงซางโบได้รับการเปลี่ยนชื่อเป็น “แม่น้ำพรหมบุตร” หลังจากไหลออกจากดินแดนลั่วหยูและเข้าสู่อินเดีย หลังจากไหลผ่านบังกลาเทศ ก็ได้รับการเปลี่ยนชื่อเป็น “แม่น้ำยมุนา” หลังจากบรรจบกับแม่น้ำคงคาในดินแดนของตนเอง ก็ไหลลงสู่ทะเลเบงกอลในมหาสมุทรอินเดีย มีความยาวรวม 2,104 กิโลเมตร โดยมีความยาวในทิเบต 2,057 กิโลเมตร ระดับความสูงลดลงรวม 5,435 เมตร และความลาดชันเฉลี่ยอยู่ในอันดับแรกของแม่น้ำสายหลักในประเทศจีน ลุ่มน้ำมีลักษณะยาวในทิศตะวันออก-ตะวันตก โดยมีความยาวสูงสุดกว่า 1,450 กิโลเมตรจากตะวันออกไปตะวันตก และความกว้างสูงสุด 290 กิโลเมตรจากเหนือไปใต้ ระดับความสูงเฉลี่ยประมาณ 4,500 เมตร ภูมิประเทศสูงทางทิศตะวันตกและต่ำทางทิศตะวันออก โดยต่ำที่สุดทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ พื้นที่ทั้งหมดของลุ่มแม่น้ำมีขนาด 240,480 ตารางกิโลเมตร คิดเป็นร้อยละ 20 ของพื้นที่ลุ่มแม่น้ำทั้งหมดในทิเบต และประมาณร้อยละ 40.8 ของพื้นที่ระบบแม่น้ำที่ไหลออกสู่ทะเลในทิเบต โดยอยู่ในอันดับที่ห้าของลุ่มแม่น้ำทั้งหมดในประเทศจีน
จากข้อมูลปี 2019 ประเทศที่มีการใช้ไฟฟ้าต่อหัวสูงที่สุดในโลกคือไอซ์แลนด์ (51,699 กิโลวัตต์ชั่วโมง/คน) และนอร์เวย์ (23,210 กิโลวัตต์ชั่วโมง/คน) ไอซ์แลนด์พึ่งพาการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพและพลังงานน้ำ ในขณะที่นอร์เวย์พึ่งพาพลังงานน้ำ ซึ่งคิดเป็น 97% ของโครงสร้างการผลิตไฟฟ้าของนอร์เวย์
โครงสร้างพลังงานของประเทศเนปาลและภูฏาน ซึ่งเป็นประเทศที่ไม่มีทางออกสู่ทะเลและอยู่ใกล้กับทิเบตในประเทศจีน ไม่ได้พึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล แต่พึ่งพาแหล่งทรัพยากรน้ำที่อุดมสมบูรณ์ พลังงานไฟฟ้าจากพลังน้ำไม่เพียงแต่ใช้ภายในประเทศเท่านั้น แต่ยังส่งออกไปยังต่างประเทศอีกด้วย

การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับ
โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับเป็นวิธีการจัดเก็บพลังงาน ไม่ใช่วิธีการผลิตไฟฟ้า เมื่อความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำ กำลังการผลิตไฟฟ้าส่วนเกินจะยังคงผลิตไฟฟ้าต่อไป โดยขับเคลื่อนปั๊มน้ำให้สูบน้ำขึ้นไปสู่ระดับสูงเพื่อกักเก็บ เมื่อความต้องการใช้ไฟฟ้าสูง น้ำที่กักเก็บไว้ในระดับสูงจะถูกนำมาใช้ในการผลิตไฟฟ้า วิธีนี้สามารถเพิ่มอัตราการใช้ประโยชน์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมีความสำคัญมากในภาคธุรกิจ
ระบบกักเก็บพลังงานแบบสูบน้ำเป็นส่วนประกอบสำคัญของระบบพลังงานสะอาดในปัจจุบันและอนาคต การเพิ่มขึ้นอย่างมากของแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ควบคู่กับการเข้ามาแทนที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบดั้งเดิม ได้สร้างแรงกดดันเพิ่มขึ้นต่อโครงข่ายไฟฟ้าและเน้นย้ำถึงความจำเป็นของระบบกักเก็บพลังงานแบบสูบน้ำ หรือ "แบตเตอรี่น้ำ"
ปริมาณการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำแปรผันโดยตรงกับกำลังการผลิตติดตั้งของระบบสูบน้ำ และมีความสัมพันธ์กับปริมาณน้ำในระบบสูบน้ำ ในปี 2020 ทั่วโลกมีระบบสูบน้ำที่ใช้งานอยู่ 68 แห่ง และอยู่ระหว่างการก่อสร้าง 42 แห่ง
การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำของจีนอยู่ในอันดับหนึ่งของโลก ดังนั้นจำนวนโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับที่เปิดใช้งานและอยู่ระหว่างการก่อสร้างจึงอยู่ในอันดับหนึ่งของโลก รองลงมาคือญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกา

โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับ Bath County ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งมีกำลังการผลิตติดตั้ง 3003 เมกะวัตต์
โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับที่ใหญ่ที่สุดในประเทศจีนคือ โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับหุยโช่ว ซึ่งมีกำลังการผลิตติดตั้ง 2448 เมกะวัตต์
โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับที่ใหญ่เป็นอันดับสองของจีนคือ โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับมณฑลกวางตุ้ง ซึ่งมีกำลังการผลิตติดตั้ง 2400 เมกะวัตต์
โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับของจีนที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างนั้นครองอันดับหนึ่งของโลก โดยมีโรงไฟฟ้า 3 แห่งที่มีกำลังการผลิตติดตั้งมากกว่า 1,000 เมกะวัตต์ ได้แก่ โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับเฟิงหนิง (3,600 เมกะวัตต์ สร้างเสร็จระหว่างปี 2019 ถึง 2021) โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับจี้ซี (1,800 เมกะวัตต์ สร้างเสร็จในปี 2018) และโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับหวงโกว (1,200 เมกะวัตต์ สร้างเสร็จในปี 2019)
โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับที่ตั้งอยู่บนที่สูงที่สุดในโลกคือโรงไฟฟ้าพลังน้ำยัมดรก ซึ่งตั้งอยู่ในทิเบต ประเทศจีน ที่ระดับความสูง 4441 เมตร

การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำจากลำธาร
การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลผ่าน (Run of the river hydropower หรือ ROR) หรือที่รู้จักกันในชื่อพลังงานน้ำแบบไหลบ่า (Runoff hydropower) เป็นรูปแบบหนึ่งของการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำที่อาศัยพลังงานน้ำ แต่ต้องการน้ำเพียงเล็กน้อย หรือไม่จำเป็นต้องกักเก็บน้ำปริมาณมากเพื่อการผลิตไฟฟ้า การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลผ่านแทบจะไม่ต้องมีการกักเก็บน้ำ หรือหากมีก็จำเป็นต้องมีการกักเก็บน้ำเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เมื่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกในการกักเก็บน้ำขนาดเล็ก สิ่งอำนวยความสะดวกในการกักเก็บน้ำเหล่านี้จะเรียกว่าสระปรับระดับหรือสระเตรียมน้ำ เนื่องจากขาดสิ่งอำนวยความสะดวกในการกักเก็บน้ำขนาดใหญ่ การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลผ่านจึงมีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำตามฤดูกาลในแหล่งน้ำอย่างมาก ดังนั้นโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลผ่านจึงมักถูกนิยามว่าเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่ต่อเนื่อง หากมีการสร้างสระควบคุมในโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลผ่านที่สามารถควบคุมการไหลของน้ำได้ตลอดเวลา ก็สามารถใช้เป็นโรงไฟฟ้าลดภาระสูงสุดหรือโรงไฟฟ้าฐานได้
โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลตามลำน้ำเสฉวนที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือเขื่อนจิเรา บนแม่น้ำมาเดรา ประเทศบราซิล เขื่อนมีความสูง 63 เมตร ยาว 1,500 เมตร และมีกำลังการผลิตติดตั้ง 3,075 เมกะวัตต์ สร้างเสร็จในปี 2016
โรงไฟฟ้าพลังน้ำจากลำน้ำที่ใหญ่เป็นอันดับสามของโลกคือเขื่อนชีฟ โจเซฟ บนแม่น้ำโคลัมเบียในสหรัฐอเมริกา มีความสูง 72 เมตร ความยาว 1817 เมตร กำลังการผลิตติดตั้ง 2620 เมกะวัตต์ และผลิตไฟฟ้าได้ปีละ 9780 กิกะวัตต์ชั่วโมง สร้างเสร็จในปี 1979
เขื่อนเทียนเซิงเฉียวที่ 2 เป็นโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบเสฉวนที่ใหญ่ที่สุดในประเทศจีน ตั้งอยู่บนแม่น้ำหนานปาน เขื่อนมีความสูง 58.7 เมตร ความยาว 471 เมตร ปริมาตร 4,800,000 ลูกบาศก์เมตร และกำลังการผลิตติดตั้ง 1,320 เมกะวัตต์ สร้างเสร็จในปี 1997

การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง
พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเกิดจากการขึ้นและลงของระดับน้ำทะเลที่เกิดจากน้ำขึ้นน้ำลง โดยทั่วไปแล้วจะมีการสร้างอ่างเก็บน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า แต่ก็มีการใช้ประโยชน์จากกระแสน้ำขึ้นน้ำลงโดยตรงเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเช่นกัน ปัจจุบันมีสถานที่ที่เหมาะสมสำหรับการผลิตพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงไม่มากนักทั่วโลก และในสหราชอาณาจักรมีสถานที่ 8 แห่งที่คาดว่าจะมีศักยภาพในการผลิตกระแสไฟฟ้าได้ถึง 20% ของความต้องการใช้ไฟฟ้าของประเทศ
โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงแห่งแรกของโลกคือโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงแลนซ์ ซึ่งตั้งอยู่ที่เมืองแลนซ์ ประเทศฝรั่งเศส สร้างขึ้นระหว่างปี 1960 ถึง 1966 เป็นระยะเวลา 6 ปี มีกำลังการผลิตติดตั้ง 240 เมกะวัตต์
โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงทะเลสาบซีฮวาในเกาหลีใต้ มีกำลังการผลิตติดตั้ง 254 เมกะวัตต์ และสร้างเสร็จในปี 2011
โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงแห่งแรกในทวีปอเมริกาเหนือคือ โรงไฟฟ้าแอนนาโพลิส รอยัล ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองรอยัล แอนนาโพลิส รัฐโนวาสโกเชีย ประเทศแคนาดา บริเวณปากอ่าวฟันดี มีกำลังการผลิตติดตั้ง 20 เมกะวัตต์ และสร้างเสร็จในปี 1984
โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงที่ใหญ่ที่สุดในประเทศจีนคือโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเจียงเซี่ย ซึ่งตั้งอยู่ทางตอนใต้ของเมืองหางโจว มีกำลังการผลิตติดตั้งเพียง 4.1 เมกะวัตต์ และมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 6 ชุด เริ่มดำเนินการในปี 1985
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงแบบติดตั้งในลำน้ำเครื่องแรกของโครงการสาธิตพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงจากโขดหินในอเมริกาเหนือ ได้รับการติดตั้งที่เกาะแวนคูเวอร์ ประเทศแคนาดา ในเดือนกันยายน ปี 2549
ในปัจจุบัน โครงการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงที่ใหญ่ที่สุดในโลกอย่าง เมย์เจน (MeyGen) กำลังอยู่ระหว่างการก่อสร้างในเพนท์แลนด์เฟิร์ธ ทางตอนเหนือของสกอตแลนด์ โดยมีกำลังการผลิตติดตั้ง 398 เมกะวัตต์ และคาดว่าจะแล้วเสร็จในปี 2021
รัฐคุชราต ประเทศอินเดีย วางแผนที่จะสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเชิงพาณิชย์แห่งแรกในเอเชียใต้ โรงไฟฟ้าที่มีกำลังการผลิตติดตั้ง 50 เมกะวัตต์ ได้ถูกติดตั้งในอ่าวคุช บนชายฝั่งตะวันตกของอินเดีย และเริ่มการก่อสร้างเมื่อต้นปี 2555
โครงการโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเพนซินที่วางแผนไว้บนคาบสมุทรคัมชัตกาในรัสเซีย มีกำลังการผลิตติดตั้ง 87,100 เมกะวัตต์ และกำลังการผลิตไฟฟ้าต่อปี 200 เทราวัตต์ชั่วโมง ทำให้เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงที่ใหญ่ที่สุดในโลก เมื่อสร้างเสร็จสมบูรณ์ โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงอ่าวพินเรนนาจะมีกำลังการผลิตติดตั้งมากกว่าโรงไฟฟ้าสามหุบเขาในปัจจุบันถึงสี่เท่า