水能是指水体的动能、势能和压力能等能量资源，是一种清洁、可再生、无污染的新能源，也是人类最早开发利用的能源之一。水能的能量来源于太阳辐射，太阳照射使水汽蒸发，形成降水，降水汇聚成河流、湖泊、海洋，形成水体的势能和动能，进而转化为可利用的水能。水能具有可靠性高、调节性能好、运行成本低、综合效益显著等优势，不仅可以用于发电，还能实现防洪、航运、灌溉、供水等多重功能，是能源结构绿色转型的重要支撑。
水能的利用历史悠久，早在公元前1世纪的古希腊时期，人们就利用水力驱动磨石加工谷物；在中国，对水力利用最早的记载可追溯至公元纪年前后的汉代，商周时期先民们就开始简单利用水能，春秋战国时期水利原理日臻成熟，汉代水力机械得以应用，宋元时期中国古代水能利用进入全盛时期，先民们创造出水碓、水排、水转翻车等多种水力工具，用于舂米、冶铁、纺纱等生产活动。第二次工业革命之后，特别是远距离输电技术发明之后，水能用于发电的技术得以蓬勃发展，1878年法国建成了世界上第一座水力发电站，装机容量为25千瓦，此后水力发电在全世界范围内迅速推广。
水力发电是水能利用的核心形式，其工作原理是利用水的势能和动能，推动水轮机旋转，将水能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。完整的水力发电系统主要由大坝、水库、水轮机、发电机、输电线路等部分组成，大坝用于拦截水流，抬高水位，形成水位差，产生水的势能；水库用于储存水量，调节水流，保障发电的稳定性；水轮机用于将水的势能和动能转化为机械能；发电机用于将机械能转化为电能；输电线路用于将电能输送至电网，满足生产生活需求。
根据开发方式的不同，水力发电可分为常规水电、抽水蓄能和小水电三大类。常规水电是最常见的水力发电形式，通过修建大坝、水库，利用自然水流发电，如我国的三峡水电站、白鹤滩水电站等，其中三峡水利枢纽发电装机容量为2250万千瓦，是目前世界上规模最大的水力发电站。抽水蓄能是一种储能型水力发电，在用电低谷时，利用多余电力将下水库的水抽至上水库储存；在用电高峰时，将上水库的水放至下水库，推动水轮机发电，起到调峰填谷、保障电网稳定的作用，截至2023年底，我国抽水蓄能在运规模突破5000万千瓦，在建及核准待建规模接近1.8亿千瓦。
小水电是指装机容量在5万千瓦以下的水力发电项目，主要建设在中小河流上，具有建设周期短、投资小、见效快、不占用大量土地等优势，可用于偏远地区、农村地区的供电，助力农村能源结构转型。我国水能资源丰富，理论蕴藏量有6.9亿千瓦，其中技术可开发装机容量5.4亿千瓦，位居世界第一位，水电装机规模已居世界首位，占世界水电装机总容量的四分之一，2023年水电发电量1.28万亿千瓦时，在全国总发电量中占比约13.8%。
水能的综合效益显著，除了发电，还能实现防洪、航运、灌溉、供水、旅游等多重功能。大坝可以拦截洪水，减轻下游地区的洪涝灾害；水库可以调节河流流量，改善航运条件，促进内河航运发展；水流可以用于灌溉农田，保障农业生产；水库还可以提供生活用水、工业用水，满足生产生活需求；同时，水库、大坝周边形成独特的景观，可发展旅游业，带动区域经济发展。例如，三峡水电站不仅是世界上最大的水力发电站，还在防洪、航运、灌溉等方面发挥着重要作用，极大地促进了长江流域的经济社会发展。
未来，水能产业将朝着协同化、智能化、生态化方向发展。一方面，将推动水电与光伏、风电、氢能等新能源协同融合，实施水风光一体化开发，依托流域水电调节能力，带动流域周边风光新能源基地化规模化发展，提升能源利用效率和供应稳定性；另一方面，将加强水电技术创新，推进智能化运维，提升水电站的运行效率和安全性，同时注重生态保护，减少水电开发对河流生态、水生生物的影响，实现水能资源的可持续开发利用。此外，将进一步拓展小水电的应用场景，助力乡村振兴和偏远地区能源供应，推动水能产业在“双碳”目标实现中发挥更大作用。
